WO2022175261A1 - Strukturiertes filtermaterial für nikotinabgabeprodukte - Google Patents
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- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
- A24D3/17—Filters specially adapted for simulated smoking devices
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/04—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres
- D04H1/26—Wood pulp
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/425—Cellulose series
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/425—Cellulose series
- D04H1/4258—Regenerated cellulose series
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
- D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
- D04H1/492—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres by fluid jet
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/732—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by fluid current, e.g. air-lay
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/013—Regenerated cellulose series
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- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
- D10B2505/04—Filters
Definitions
- the invention relates to a filter material for a nicotine delivery product, a segment made from it for a smoking article or an oral nicotine delivery product made from it, where the filter material has a structure that gives a nicotine delivery product made from it favorable properties, for example in terms of hardness, draw resistance, filtration efficiency, optics or confers biodegradability.
- the structure of the filter material is characterized by its transparency.
- Nicotine delivery products can be smoking articles.
- Smoking articles are typically rod-shaped articles consisting of at least two rod-shaped segments arranged one after the other.
- One segment contains a material that is capable of forming an aerosol when heated, and at least one other segment contains a material that serves to affect properties of the aerosol.
- the smoking article can be a filter cigarette in which a first segment contains the aerosol-forming material, in particular tobacco, and a further segment which is designed as a filter and is used to filter the aerosol.
- the aerosol is generated by burning the aerosol-forming material, and the filter primarily serves to filter the aerosol and to provide the filter cigarette with a defined draw resistance.
- the smoking article can also be a so-called tobacco heater, in which the aerosol-forming material is only heated but not burned. This reduces the number and amount of harmful substances in the aerosol.
- a smoking article also consists of at least two, but more frequently more, in particular four segments.
- One segment contains the aerosol forming material, which typically comprises tobacco, reconstituted tobacco, tobacco processed by other processes, or nicotine, and glycerol or propylene glycol.
- Other segments in the tobacco heater are used to direct the aerosol, cool the aerosol or filter the aerosol.
- segment is understood to mean the segment of a smoking article that does not contain the aerosol-forming material but is used, for example, to convey, cool or filter the aerosol.
- filter segments made of paper have not yet found widespread use is their visual appearance.
- the cut surface of the segment located at the mouth end is often visible, and the consumer is accustomed to a white homogeneous surface from the usual segments made of cellulose acetate, in which the individual cut fibers are hardly recognizable.
- Paper segments on the other hand, have a coarse structure, which apparently gives the consumer the impression of lower quality. Therefore, segments made of paper are often only used as a sub-segment in a filter consisting of several segments, so that the consumer cannot see the cut surface.
- the segment at the end of the mouth then often consists of cellulose acetate. Because of these optical defects, the advantages of the biodegradability of a paper segment cannot be fully exploited.
- the nicotine delivery product can also be an oral nicotine delivery product.
- Oral nicotine delivery products are typically nonwoven, small receptacles containing a nicotine-containing material, such as tobacco. When using the consumer keeps the container in the mouth for some time, whereby substances, in particular nicotine, can be released from the material containing nicotine. the however, the fleeces forming the container mostly contain plastics and are therefore not biodegradable.
- Examples of oral nicotine delivery products are pouched products such as Sweden snus, white snus or other smokeless tobacco products. Non-tobacco oral nicotine delivery products are also known.
- the object of the invention is to provide a filter material for a smoking article that allows segments to be made from it that come as close as possible to conventional segments made of cellulose acetate in terms of hardness, draw resistance, filtration efficiency and appearance, but are also readily biodegradable .
- Another object of the invention is to provide a filter material from which oral nicotine delivery products can be made that have improved biodegradability.
- a filter material according to claim 1 a method of making the filter material according to claim 27, a smoking article segment according to claim 15, a smoking article according to claim 21 and an oral nicotine delivery product according to claim 26.
- Advantageous developments are specified in the dependent claims.
- a filter material the filter material being hydroentangled and containing at least 50% and at most 100% cellulose fibers, each based on the mass of the filter material, and the filter material has a basis weight of at least 25 g /m 2 and at most 60 g/m 2 and wherein the filter material has a structure which is characterized in that it gives the filter material a transparency which, measured according to DIN 53147:1993-01, is at least 45% and at most 70% amounts to.
- the filter material is produced by hydroentanglement.
- This manufacturing process gives the filter material characteristic properties that make it unique differ from other filter materials and in particular from paper and cannot be achieved in an identical manner by other manufacturing processes.
- the strength of the hydroentangled filter material is achieved by the turbulence of the fibers, which means that the fibers are closed also oriented to a significant extent in the thickness direction of the filter material.
- This arrangement of the fibers is, among other things, essential for a segment made from it to have favorable properties in terms of draw resistance, filtration efficiency and hardness.
- segments made of hydroentangled filter materials according to the composition according to the invention generally have better properties than segments made of paper, but that there is still potential to further optimize these properties and to match those of the segments made of cellulose acetate even better. to fit. Similar to paper segments, but to a lesser extent, there is a problem that with good filtration efficiency only a small amount of filter material can be used and therefore the draw resistance and especially the hardness of the segment does not quite meet consumer expectations. According to the findings of the inventors, a special structure of the filter material allows this problem to be solved.
- the filter material does not have an approximately homogeneous surface like a sheet of paper or a plastic film, but rather a large number of irregularities in thickness or basis weight distributed over the entire surface.
- These irregularities can be, for example, holes or thinner areas that are regularly or irregularly arranged on the filter material.
- the holes or thinner areas are not created by removing material, but entirely or partially by redistributing and changing the arrangement of the fibers in the filter material. This can be done using a manufacturing method according to the invention that will be explained below.
- the exact shape and arrangement of the irregularities is not important, but they only have to be approximately evenly distributed over the surface and exceed a certain extent.
- the inventors considered various parameters such as thickness, basis weight or air permeability. However, it has been shown that these parameters cannot be measured with a sufficiently low local resolution to record the irregularities. However, the inventors have recognized that the redistribution of the fibers changes the transparency of the filter material.
- the special structure that characterizes the filter material according to the invention gives the filter material a characteristic, increased transparency, which distinguishes the filter material from filter materials with the same basis weight and similar composition but conventional structure. In this respect, transparency is a suitable, clearly measurable variable that can be used to characterize the desired structure of the filter material.
- the cellulose fibers are required to provide the filter material with sufficient strength so that it can be processed into a segment.
- the proportion of cellulose fibers in the filter material is at least 50% and at most 100% of the mass of the filter material, but preferably at least 60% and at most 100% and particularly preferably at least 70% and at most 95%, in each case based on the mass of the filter material.
- the cellulosic fibers may be wood pulp fibers or regenerated cellulosic fibers or mixtures thereof.
- the cellulose fibers are preferably obtained from conifers, deciduous trees or other plants such as hemp, flax, jute, ramie, kenaf, kapok, coconut, abaca, sisal, bamboo, cotton or from esparto grass. Mixtures of cellulose fibers from different origins can also be used to produce the hydroentangled filter material.
- the cellulose fibers are particularly preferably obtained from coniferous trees, because even a small proportion of such fibers give the filter material good strength.
- the filter material according to the invention can contain fibers made from regenerated cellulose.
- the proportion of fibers made from regenerated cellulose is preferably at least 5% and at most 50%, particularly preferably at least 10% and at most 45% and very particularly preferably at least 15% and at most 40%, in each case based on the mass of the filter material.
- the fibers made from regenerated cellulose are preferably viscose fibers, modal fibers, Lyocell®, Tencel® or mixtures thereof. These fibers have good biodegradability and can be used to optimize the strength of the filter material and adjust the filtration efficiency of the smoking article segment made from it. Due to their manufacturing process, they are less variable than pulp fibers obtained from natural sources and help to ensure that the properties of a segment made from the filter material vary less than when only pulp fibers are used.
- the basis weight of the filter material is at least 25 g/m 2 and at most 60 g/m 2 , preferably at least 28 g/m 2 and at most 55 g/m 2 and particularly preferably at least 30 g/m 2 and at most 55 g/m 2 .
- the basis weight influences the tensile strength of the filter material, with a higher basis weight leading to higher strength.
- the information relates to a basis weight measured according to ISO 536:2012.
- the transparency of the filter material is at least 45% and at most 70%, preferably at least 50% and at most 66%. From a transparency caused by the redistribution of the fibers of at least
- each individual imperfection must of course be much smaller than the area of filter material required to produce the segment.
- the special structure of the filter material is also formed by holes, the area of the majority of the holes, for example more than 90% of the holes, is preferably less than 10 mm 2 .
- the transparency as the structure of the filter material is particularly well suited to characterizing the parameters because the measuring surface is measured according to the transparency DIN 53147:1993-01 is about 2.5 cm 2 and thus generally holes or thin spots as well as the surrounding areas are recorded representatively. Exemplary embodiments that illustrate these irregularities by way of example are shown in FIG. 2 and explained further below. However, the invention is not limited to irregularities in the geometry shown in FIG.
- the filter material according to the invention can contain additives such as alkyl ketene dimers (AKD), alkenyl succinic anhydrides (ASA), fatty acids, starch, starch derivatives, carboxymethyl cellulose, alginates, wet strength agents or substances for adjusting the pH, such as organic or inorganic acids or alkalis included for setting specific properties.
- additives such as alkyl ketene dimers (AKD), alkenyl succinic anhydrides (ASA), fatty acids, starch, starch derivatives, carboxymethyl cellulose, alginates, wet strength agents or substances for adjusting the pH, such as organic or inorganic acids or alkalis included for setting specific properties.
- the filter material according to the invention can also contain one or more burnt salts as additives, which are selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycolates, lactates, oxylates, salicylates, ⁇ -hydroxycaprylates, phosphates , Polyphosphates, Chlori the and bicarbonates, and mixtures thereof and particularly preferably from the group consisting of trisodium citrate, tripotassium citrate and mixtures thereof.
- burnt salts are selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycolates, lactates, oxylates, salicylates, ⁇ -hydroxycaprylates, phosphates , Polyphosphates, Chlori the and bicarbonates, and mixtures thereof and particularly preferably from the group consisting
- the filter material according to the invention can also comprise other substances which better match the filtration efficiency of the filter material to that of cellulose acetate.
- the filter material comprises a substance selected from the group consisting of triacetin, propylene glycol, sorbitol, glycerol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol and triethyl citrate or mixtures thereof.
- the thickness of the filter material is at least 70 ⁇ m and at most 1000 ⁇ m, preferably at least 100 ⁇ m and at most 800 ⁇ m and particularly preferably at least 150 ⁇ m and at most 750 ⁇ m. Thickness affects the amount of filter material that can be packed into the segment of the smoking article and thus the draw resistance and filtration efficiency of the segment, but also the processability of the filter material since it is often crimped or pleated to make a segment for a smoking article. Too great a thickness is unfavorable for such process steps, and thicknesses in the preferred and particularly preferred intervals allow the filter material according to the invention to be processed particularly well into a segment of a smoking article.
- the mechanical properties of the filter material are important for processing the filter material according to the invention into a nicotine delivery product. In particular should Holes or thin spots do not reduce the strength of the filter material too much.
- the width-related tensile strength of the filter material measured according to ISO 1924-2:2008, is preferably at least 0.05 kN/m and at most 5 kN/m, particularly preferably at least 0.07 kN/m and at most 4 kN/m.
- the elongation at break of the filter material is important because when the filter material according to the invention is processed into a nicotine delivery product, the filter material is often stretched or loaded in the running direction and a particularly high elongation at break is favorable.
- the elongation at break of the filter material measured according to ISO 1924-2:2008, is therefore preferably at least 1% and at most 50% and particularly preferably at least 3% and at most 40%.
- Tensile strength and elongation at break can depend on the direction in which the sample was taken from the filter material for measurement. The stated features of the filter material are met in each case if the tensile strength or elongation at break is in the preferred or particularly preferred ranges in at least one direction.
- Segments for smoking articles according to the invention can be produced from the filter material according to the invention by methods known from the prior art. These methods include, for example, crimping or folding the filter material, forming an endless strand from the crimped or folded filter material, wrapping the endless strand with a wrapping material and cutting the wrapped strand into individual rods of a defined length. In many cases the length of such a rod is an integer multiple of the length of the segment then to be used in the smoking article of the invention and therefore the rods are then cut into segments of the desired length before or during manufacture of the smoking article.
- the segment for smoking articles according to the invention comprises the filter material according to the invention and a wrapping material.
- the segment is cylindrical with a diameter of at least 3 mm and at most 10 mm, particularly preferably at least 4 mm and at most 9 mm and very particularly preferably at least 5 mm and at most 8 mm. These diameters are favorable for using the segments according to the invention in smoking articles.
- the segment has a length of at least 4 mm and at most 40 mm, particularly preferably at least 6 mm and at most 35 mm and most preferably at least 10 mm and at most 28 mm.
- the draw resistance of the segment determines, among other things, what pressure difference the smoker must apply when consuming the smoking article in order to generate a certain volume flow through the smoking article, and it therefore has a significant influence on the smoker's acceptance of the smoking article.
- the tensile strength of the segment can be measured according to ISO 6565:2015 and is given in mm water column (mmWG).
- mmWG mm water column
- the tensile resistance of the segment is proportional to the length of the segment, so that the tensile resistance can also be measured on rods that differ from the segment only in length. From this, the drag resistance of the segment can be easily calculated.
- the tensile resistance of the segment per length of the segment is preferably at least 1 mmWG/mm and at most 12 mmWG/mm and particularly preferably at least 2 mmWG/mm and at most 10 mmWG/mm.
- the covering material of the segment according to the invention is preferably paper or foil.
- the covering material of the segment according to the invention preferably has a basis weight of at least 20 g/m 2 and at most 150 g/m 2 , particularly preferably at least 30 g/m 2 and at most 130 g/m 2 .
- a covering material with this preferred or particularly preferred weight per unit area gives the segment according to the invention covered therewith a particularly advantageous hardness. This means that the smoker cannot inadvertently squeeze the segment located in the smoking article.
- Smoking articles according to the invention can be produced from the segment according to the invention by methods known in the art.
- the smoking article of the invention comprises a segment containing an aerosol forming material and a segment comprising the filter material of the invention and a wrapper material.
- the segment of the smoking article nearest the mouth end is a segment of the present invention.
- the smoking article is a filter cigarette and the aerosol forming material comprises tobacco.
- the smoking article is a smoking article in whose intended use the aerosol-forming material is only heated but not burned and the aerosol-forming material comprises tobacco, reconstituted tobacco, nicotine, glycerol, propylene glycol or mixtures thereof.
- the filter material allows even more advantages.
- Some smoking articles are designed so that the smoker can see inside the smoking article.
- the wrapping materials are partially transparent or holes are provided that allow a direct view of the material Filterma. Filters known from the prior art, however, do not allow one to see any further into the filter because of their low transparency. However, if the filter material according to the invention has a transparency of more than 50%, it is possible, for example, to identify breakable capsules filled with aromatic substances that are located in the filter.
- the smoking article therefore comprises a segment containing an aerosol-forming material and a segment comprising the filter material according to the invention and a wrapping material, the wrapping material being at least partially transparent or having holes and the filter material being transparent measured according to DIN 53147:1993-01 of at least 50%.
- the filter material is also suitable for oral nicotine delivery products.
- the filter material according to the invention has good biodegradability due to its composition and due to the special structure, which is characterized by transparency, also good permeability for the duct released from the nicotine-containing material of the oral nicotine delivery product during use Has substances so that it is particularly well suited for nicotine delivery products.
- An oral nicotine delivery product according to the invention therefore comprises a container which is formed by the filter material according to the invention and which contains a nicotine-containing material.
- the filter material preferably has a transparency measured according to DIN 53147:1993-01 of at least 50% and at most 70%.
- the nicotine containing material may preferably be tobacco.
- the filter material according to the invention can be produced according to the following method according to the invention, which comprises steps A to D.
- step D drying of the hydroentangled fibrous web, wherein the amount of cellulose fibers in step A is selected such that the filter material after drying in step D contains at least 50% and at most 100% cellulose fibers based on the mass of the filter material, and the filter material after Drying in step D has a basis weight of at least 25 g/m 2 and at most 60 g/m 2 , and after drying in step D the filter material has a structure which is characterized in that it gives the filter material a transparency measured according to DIN 53147:1993-01 of at least 45% and at most 70%, and a structure is produced in step C by directing at least one water jet onto the hydroentangled fibrous web, while the fibrous web is supported by a surface which has a large number of elevations.
- the at least one water jet directed onto the fibrous web in step C causes a redistribution of the fibers so that they are arranged around the elevations and are displaced by the elevations.
- the ridges therefore create holes or thin spots depending on the pressure of the water jet and the amount of fiber initially present in the area of the ridge.
- This structure gives the fiber material the initially mentioned, characteristically increased transparency.
- the shape of the ridges is imprecisely transferred to the fibrous web, so that even if the ridges all have the same shape, the holes or thin spots in the fibrous web and filter material are irregular in shape and size.
- the increase in transparency can be reliably demonstrated.
- Thinner areas and in particular holes could in principle also be produced by embossing or punching, but the fibers are pressed together or cut off and not arranged differently.
- the manufacturing method of the present invention described herein arranges the fibers around the holes or thin spots to form a web-like structure.
- This net-like structure means that, for a given amount of material, the hardness of the segment made from it is higher and the tensile resistance lower than with a filter material with an approximately homogeneous surface or a filter material that was produced by embossing or punching.
- the filter material produced by this method is said to be suitable for use in nicotine delivery products. This means that it can in particular have all the features, individually or in combination, which have been described above in connection with the filter material and are defined in the claims directed to the filter material.
- the preparation of a fibrous web in step A comprises spinning a plurality of cellulose fibers, the cellulose fibers being formed by filaments of regenerated cellulose and at least 90% of the mass of the filter material after drying in step D by the Filaments of regenerated cellulose are formed.
- the filaments are regenerated cellulose Lyocell®.
- the provision of a fibrous web in step A comprises the following steps Ai to A4.
- the aqueous suspension in step Ai has a solids content of at most 3.0%, particularly preferably at most 1.0%, very particularly preferably at most 0.2% and in particular at most 0.05%.
- the particularly low solids content of the suspension allows a low-density fiber web to be formed in step A3, which has a favorable effect on the filtration efficiency of a segment made from it.
- the circulating screen of steps A2 and A3 is inclined upwards in the running direction of the fibrous web to the horizontal at an angle of at least 3 ° and at most 40°, particularly preferably at an angle of at least 5 ° and at most 30° and most preferably at an angle of at least 15 ° and at most 25 ° .
- the method comprises a step in which a pressure difference is generated between the two sides of the rotating screen in order to support the dewatering of the suspension in step A3, with vacuum boxes or suitably shaped vanes particularly preferably generating the pressure difference.
- a plurality of water jets are used to carry out the hydroentanglement in step B, where the water jets are arranged in at least one row transverse to the direction of travel of the fibrous web.
- the hydroentanglement in step B is effected by at least two water jets directed onto the fibrous web, the at least two water jets particularly preferably acting on different sides of the fibrous web.
- the fibrous web is supported in step C by a cylinder on the surface of which the plurality of elevations is located.
- the area of each ridge projected onto the surface supporting the fibrous web in step C is at least 0.1 mm 2 and at most 15 mm 2 , more preferably at least 0.25 mm 2 and at most 10 mm 2 .
- the method comprises a further step in which one or more additives are applied to the fibrous web.
- the additives are preferably selected from the group consisting of alkyl ketene dimers (AKD), alkenylsuccinic anhydrides (ASA), fatty acids, starch, starch derivatives, carboxymethylcellulose, alginates, wet strength agents, substances for adjusting the pH, such as organic or inorganic acids or Lyes and mixtures thereof or the additives are burnt salts selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycolates, lactates, oxylates, salicylates, a-hydroxycaprylates, phosphates , Po lyphosphaten, chlorides and bicarbonates, and mixtures thereof.
- the application of the one additive or additives takes place between steps C and D of the process according to the invention.
- the one additive or the additives are applied after step D, followed by a further step of drying the fibrous web.
- the drying in step D is at least partially carried out by contact with hot air, by infrared radiation or caused by microwave radiation. Drying by direct contact with a heated surface is also possible, but less preferred because the thickness of the water jet-compacted filter material can decrease.
- the filter material according to the invention can also be produced by steps A, B and D.
- Step C is omitted here, so that the process is not in accordance with the invention.
- step B a high pressure is selected for some of the water jets, so that the water jets create holes or thin spots in the fiber web supported by the supporting wire.
- the irregularities can be spatially much less extensive, so that the filter material is only in accordance with the invention if the machine settings, for example the pressure of the water jets, are selected in such a way that the transparency of the filter material is at least 45% and is at most 70%.
- FIG. 1 shows a device by means of which the method according to the invention for producing the filter material according to the invention can be carried out.
- FIG. 2 shows exemplary filter materials according to the invention and not according to the invention.
- the device shown in FIG. 1 was used to produce the filter material.
- a suspension 1 of pulp fibers and regenerated cellulose fibers was provided in a reservoir 2, step Ai, and pumped from there onto a revolving screen 3 inclined upwards to the horizontal, step A2, and dewatered through vacuum boxes 9, step A3, so that a fibrous web 4 formed on the screen, the general direction of movement of which is indicated by the arrow 10 .
- the fibrous web 4 was removed from the wire 3 and transferred to a supporting wire 5, which is also rotating, step A4.
- fixtures 6 in several rows arranged transversely to the running direction of the fibrous web 4, water jets 11 are directed onto the fibrous web 4 in order to swirl the fibers and solidify the fibrous web 4 into a nonwoven fabric, step B.
- additional devices 7 also have water jets 12 directed to the other side of the fibrous web 4, wherein the fibrous web 4 was supported by a cylindrical roller 13 on the surface of a
- step C The nonwoven fabric, which was still moist, then passed through a drying device 8 and was dried there, step D, in order to obtain the filter material.
- step D The nonwoven fabric, which was still moist, then passed through a drying device 8 and was dried there, step D, in order to obtain the filter material.
- a mixture of cellulose fibers from coniferous wood and Lyocell® fibers was used to produce the hydroentangled filter material, with the fiber quantities chosen so that the finished filter material consisted of 65% cellulose fibers and 35% Lyocell® fibers.
- the finished filter material had a basis weight of 55 g/m 2 and a thickness of 330 ⁇ m.
- step C of the manufacturing process a series of water jets, 12 in Figure 1, were directed at the fibrous web 4, while the fibrous web 4 was supported by a roller, 13 in Figure i.
- the roller had prismatic elevations (not shown in FIG. 1) arranged next to one another with a square base area of 1 mm ⁇ 1 mm.
- the ridges were arranged in rows with a spacing of 1 mm between adjacent rows and between the ridges in each row.
- Fig. 2 shows the filter material of the gamendsbei 1 denoted by 1, the line 4 is about 1 cm long.
- a mixture of cellulose fibers from coniferous wood and viscose fibers was used to produce the hydroentangled filter material, with the fiber quantities being chosen such that the finished filter material consisted of 80% cellulose fibers and 20% viscose fibers.
- the finished filter material had a basis weight of 50 g/m 2 and a thickness of 290 ⁇ m.
- a series of water jets, 12 in Figure 1 were directed at the fibrous web while the filter material was supported by a roller, 13 in Figure i.
- the roller, 13 in Fig. 1 was designed as in embodiment 1, but the pressure of the water jets, 12 in Fig. 1, was chosen to be higher.
- FIG. 2 shows the filter material of embodiment 2, denoted by 2, with line 4 being about 1 cm long.
- the finished filter material had a weight per unit area of 35 g/m 2 and a thickness of 200 ⁇ m.
- step C was omitted and the pressure of the water jets in step B was chosen so high that thin spots and holes were formed in the filter material in a very irregular arrangement.
- Fig. 2 shows the filter material of the embodiment 3 indicated with 3, the line 4 being about 1 cm long.
- the same mixture of fibers was used as in exemplary embodiment 1.
- the weight per unit area was chosen to be particularly low and was only 25.8 g/m 2 in the finished filter material.
- the filter material was produced according to steps A, B and D of the method according to the invention, but the creation of a structure in step C was omitted.
- the surface of the filter material was apparently much more homogeneous than that of working examples 1 to 3.
- Fig. 2 shows the filter material of the non-inventive comparative example denoted by A, the line 4 being about 1 cm long.
- Paper-covered filter rods with a length of 100 mm and a diameter of 7.85 mm were manufactured from each filter material of the exemplary embodiments 1 to 3 and the comparative example.
- the web width of the filter material and the machine settings during filter production were selected in such a way that a similar draw resistance of 440 ⁇ 15 mmWG resulted for each filter rod.
- Segments with a length of 20 mm were cut from the filter rods and American Blend cigarettes with a length of 83 mm without filter ventilation were produced therefrom.
- the average weight of the cigarettes was 932.7 mg.
- the cigarettes were smoked according to the method specified in ISO 3308:2012 and the amount of nicotine-free dry condensate per cigarette was determined.
- the filter segments of the cigarettes were removed and the amount of nicotine-free dry condensate contained in each filter segment was also determined and from this the filtration efficiency was calculated as a percentage, with the filtration efficiency expressing the proportion of the nicotine-free dry condensate flowing into the filter segment that is retained in the filter.
- the filtration efficiency therefore depends not only on the properties of the filter material but also on the length and diameter of the filter segment.
- the hardness of the filter rods was measured with a Borgwaldt KC DD60A gauge. Filter rods are loaded by a test body with a defined force for a defined time and the deformation is measured and expressed as a percentage of the undeformed position.
- Comparative Example B also gives the data of a filter made of cellulose acetate. No transparency can be measured for Comparative Example B because the filter material is not present as a fibrous web.
- the hardness of the segments from the inventive exemplary embodiments 1 to 3 is somewhat lower than that of comparative examples A and B. This is of secondary importance, however, because such a small difference in hardness is also compensated for by the selection of a stiffer covering material for the segment can be.
- Comparative example B A subjective assessment of the appearance of the filter cross-section visible at the mouth end of the cigarettes from Examples 1 to 3 with the cellulose acetate filter, Comparative example B, shows that they differ only slightly and in this respect are at least much more similar to Comparative example B than conventional ones paper filter.
- the filter material according to the invention can be used to produce segments whose properties in terms of draw resistance, filtration efficiency, hardness and appearance are overall closer to filters made of cellulose acetate than filter materials made of paper or non-inventive hydroentangled filter materials.
- the biodegradability of the filter materials according to the invention is significantly better than that of cellulose acetate.
- An oral nicotine delivery product in the form of a container filled with processed tobacco was produced from the filter material according to the invention from exemplary embodiment 2, with no differences to conventional oral nicotine delivery products being found in terms of use.
- the container has better biodegradability than conventional containers.
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Abstract
Gezeigt wird ein Filtermaterial zur Herstellung eines Nikotinabgabeprodukts, wobei das Filtermaterial wasserstrahlverfestigt ist und mindestens 50% und höchstens 100% Cellulosefasern, jeweils bezogen auf die Masse des Filtermaterials, enthält, wobei das Filtermaterial ein Flächengewicht von mindestens 25 g/m² und höchstens 60 g/m² aufweist, und wobei das Filtermaterial eine Struktur aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie dem Filtermaterial eine Transparenz verleiht, die gemessen nach DIN 53147:1993-01 mindestens 45% und höchstens 70% beträgt. Ferner werden ein das Filtermaterial umfassendes Segment für ein Nikotinabgabeprodukt, ein Rauchartikel, der ein solches Segment umfasst, ein orales Nikotinabgabeprodukt, und ein Verfahren zum Herstellen des Filtermaterials beschrieben.
Description
STRUKTURIERTES FILTERMATERIÄL FÜR NIKOTINABGABEPRODUKTE
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Filtermaterial für ein Nikotinabgabeprodukt, ein daraus gefertigtes Segment für einen Rauchartikel oder ein daraus gefertigtes orales Nikotinabgabeprodukt, wo bei das Filtermaterial eine Struktur aufweist, die einem daraus gefertigten Nikotinabgabepro dukt günstige Eigenschaften beispielsweise hinsichtlich Härte, Zugwiderstand, Filtrationseffi- zienz, Optik oder biologischer Abbaubarkeit verleiht. Die Struktur des Filtermaterials ist dabei durch seine Transparenz charakterisiert.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK Nikotinabgabeprodukt können Rauchartikel sein. Rauchartikel sind typischerweise stabför mige Artikel, die aus mindestens zwei nacheinander angeordneten stabförmigen Segmenten bestehen. Ein Segment enthält ein Material, das in der Lage ist, beim Aufheizen ein Aerosol zu bilden, und mindestens ein weiteres Segment enthält ein Material, das dazu dient, Eigenschaf ten des Aerosols zu beeinflussen.
Bei dem Rauchartikel kann es sich um eine Filterzigarette handeln, bei der ein erstes Segment das aerosolbildende Material, insbesondere Tabak, enthält und ein weiteres Segment, das als Filter ausgeführt ist und der Filtration des Aerosols dient. Das Aerosol wird dabei durch Ver brennen des aerosolbildenden Materials erzeugt, und der Filter dient primär dazu, das Aerosol zu filtern und die Filterzigarette mit einem definierten Zugwiderstand auszustatten.
Bei dem Rauchartikel kann es sich aber auch um einen sogenannten Tabakerhitzer handeln, bei dem das aerosolbildende Material nur aufgeheizt aber nicht verbrannt wird. Dadurch wird die Zahl und Menge der gesundheitsschädlichen Substanzen im Aerosol vermindert. Ein der- artiger Rauchartikel besteht ebenfalls aus mindestens zwei, häufiger aber aus mehr, insbeson dere aus vier Segmenten. Ein Segment enthält das aerosolbildende Material, das typischer weise Tabak, rekonstituierten Tabak, nach anderen Verfahren aufbereiteten Tabak oder Niko tin und Glycerol oder Propylenglykol umfasst. Weitere, teilweise optionale Segmente im Taba kerhitzer dienen dazu, das Aerosol weiterzuleiten, das Aerosol abzukühlen oder das Aerosol zu filtern.
Die Segmente sind meistens von einem Umhüllungsmaterial umhüllt. Sehr oft wird Papier als Umhüllungsmaterial verwendet.
Im Folgenden wird, soweit nicht explizit darauf hingewiesen wird oder sich direkt aus dem Zusammenhang anderes ergibt, unter „Segment“ das Segment eines Rauchartikels verstanden, das nicht das aerosolbildende Material enthält, sondern beispielsweise dazu dient, das Aerosol weiterzuleiten, abzukühlen oder zu filtern.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, derartige Segmente aus Celluloseacetat oder Polylac- tiden zu bilden. Da Celluloseacetat und Polylactide in der Umwelt nur sehr langsam biologisch abgebaut werden, hat die Industrie ein Interesse, die Segmente des Rauchartikels aus anderen Materialien zu fertigen, die besser biologisch abbaubar sind. Es ist im Stand der Technik be kannt, Segmente für Rauchartikel, insbesondere Filtersegmente, aus Papier herzustellen. Der artige Segmente sind zwar generell gut biologisch abbaubar, weisen aber auch Nachteile auf. Beispielsweise haben Filtersegmente aus Papier generell eine hohe Filtrationseffizienz und führen daher zu einem trockenen Aerosol, was den Geschmack des Aerosols verglichen mit Zigaretten mit den üblichen Filtersegmenten aus Celluloseacetat beeinträchtigt. Des Weiteren haben sie aber oft eine niedrigere Filtrationseffizienz für Phenole als Celluloseacetat. Zudem erweist es sich als schwierig, aus Papier ein Segment herzustellen, das hinsichtlich der Kombi nation aus Zugwiderstand, Filtrationseffizienz und Härte für den Konsumenten akzeptabel ist. Um die Filtrationseffizienz zu senken, verwendet man oft weniger Papier und das Segment wird weich und hat einen zu niedrigen Zugwiderstand.
Ein weiterer Grund dafür, dass Filtersegmente aus Papier noch keine weite Verbreitung gefun den haben liegt aber auch in ihrer optischen Erscheinung. Am Mundende des Rauchartikels ist oft die Schnittfläche des am Mundende gelegenen Segments sichtbar, und der Konsument ist von den üblichen Segmenten aus Celluloseacetat eine weiße homogene Fläche gewohnt, bei der die einzelnen geschnittenen Fasern kaum erkennbar sind. Segmente aus Papier hingegen haben eine grobe Struktur, was dem Konsumenten offenbar den Eindruck geringerer Qualität vermittelt. Daher werden Segmente aus Papier oft nur als ein Teilsegment in einem aus meh reren Segmenten bestehenden Filter eingesetzt, sodass der Konsument die Schnittfläche nicht sehen kann. Das am Mundende gelegene Segment besteht dann weiterhin oft aus Cellulose acetat. Wegen dieser optischen Mängel können die Vorteile der biologischen Abbaubarkeit ei nes Segments aus Papier nicht in vollem Umfang genutzt werden.
Bei dem Nikotinabgabeprodukt kann es sich aber auch um ein orales Nikotinabgabeprodukt handeln. Orale Nikotinabgabeprodukte sind typischerweise aus einem Vlies gebildete, kleine Behältnisse, die ein Nikotin enthaltendes Material, beispielsweise Tabak, enthalten. Beim Ge brauch bewahrt der Konsument das Behältnis einige Zeit im Mund auf, wobei Substanzen, ins besondere Nikotin, aus dem Nikotin enthaltenden Material herausgelöst werden können. Die
das Behältnis bildenden Vliese enthalten aber zumeist Kunststoffe und sind daher biologisch nicht abbaubar. Beispiele für orale Nikotinabgabeprodukte sind in Behältnisse ( pouches ) ver packte Produkte wie Schweden Snus, white snus oder andere rauchfreie Tabakprodukte. Orale Nikotinabgabeprodukte ohne Tabak sind ebenfalls bekannt.
Es besteht daher ein Interesse in der Industrie, ein Filtermaterial zur Verfügung zu haben, das es erlaubt, Segmente für Rauchartikel zu fertigen, die eine günstige Kombination aus Filtrati onseffizienz, Zugwiderstand, Härte und optischen Eigenschaften aufweisen oder das es er laubt, Nikotinabgabeprodukte zu fertigen, die eine günstige biologische Abbaubarkeit aufwei sen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtermaterial für einen Rauchartikel zur Ver fügung zu stellen, das es erlaubt, daraus Segmente zu fertigen, die bezüglich Härte, Zugwider stand, Filtrationseffizienz und Optik herkömmlichen Segmenten aus Celluloseacetat möglichst nahekommen, aber auch gut biologisch abbaubar sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Filtermaterial zur Verfügung zu stellen, aus dem orale Nikotinabgabeprodukte gefertigt werden können, die eine bessere biologische Ab baubarkeit aufweisen.
Diese Aufgaben werden durch ein Filtermaterial nach Anspruch l, ein Verfahren zur Herstel lung des Filtermaterials nach Anspruch 27, ein Segment eines Rauchartikels nach Anspruch 15, einen Rauchartikel nach Anspruch 21 und ein orales Nikotinabgabeprodukt nach Anspruch 26 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfinder haben gefunden, dass diese Aufgaben durch ein Filtermaterial gelöst werden kön nen, wobei das Filtermaterial wasserstrahlverfestigt ist und mindestens 50% und höchstens 100% Cellulosefasern, jeweils bezogen auf die Masse des Filtermaterials, enthält und wobei das Filtermaterial ein Flächengewicht von mindestens 25 g/m2 und höchstens 60 g/m2 auf weist und wobei das Filtermaterial eine Struktur aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie dem Filtermaterial eine Transparenz verleiht, die gemessen nach DIN 53147:1993-01 min destens 45% und höchstens 70% beträgt.
Das Filtermaterial wird erfindungsgemäß durch Wasserstrahlverfestigung hergestellt. Dieses Herstellungsverfahren verleiht dem Filtermaterial charakteristische Eigenschaften, die es von
anderen Filtermaterialien und insbesondere von Papieren unterscheiden und nicht auf identi sche Weise durch andere Herstellungsverfahren erreicht werden können. Anders als beispiels weise bei Papier, bei dem die Festigkeit vornehmlich durch Wasserstoffbrückenbindungen be wirkt wird und die Fasern vor allem in der Ebene des Papiers angeordnet sind, wird bei dem wasserstrahlverfestigten Filtermaterial die Festigkeit durch die Verwirbelung der Fasern er reicht und dadurch sind die Fasern zu einem bedeutenden Teil auch in Dickenrichtung des Filtermaterials ausgerichtet. Diese Anordnung der Fasern ist unter anderem wesentlich dafür, dass ein daraus gefertigtes Segment günstige Eigenschaften bezüglich Zugwiderstand, Filtra tionseffizienz und Härte aufweist.
Die Erfinder haben gefunden, dass Segmente aus wasserstrahlverfestigten Filtermateriahen gemäß der erfmdungsgemäßen Zusammensetzung zwar generell bessere Eigenschaften auf weisen als aus Papieren gefertigte Segmente, dass es aber noch Potenzial gibt, diese Eigen schaften weiter zu optimieren und an jene der Segmente aus Celluloseacetat noch besser an- zupassen. Ähnlich wie bei Segmenten aus Papier, aber in geringerem Ausmaß, besteht ein Problem darin, dass bei guter Filtrationseffizienz nur wenig Filtermaterial verwendet werden darf, und daher der Zugwiderstand und insbesondere die Härte des Segments nicht ganz die Erwartungen des Konsumenten erfüllen. Gemäß den Erkenntnissen der Erfinder erlaubt eine spezielle Struktur des Filtermaterials dieses Problem zu lösen. Die Erfinder haben erkannt, dass es vorteilhaft ist, wenn das Filtermaterial nicht eine näherungsweise homogene Oberflä che aufweist wie ein Blatt Papier oder eine Kunststofffolie, sondern eine Vielzahl von über die gesamte Oberfläche verteilten Unregelmäßigkeiten in der Dicke oder dem Flächengewicht. Diese Unregelmäßigkeiten können beispielsweise Löcher oder dünnere Stellen sein, die regel mäßig oder unregelmäßig am Filtermaterial angeordnet sind. Nach Erkenntnissen der Erfin- der ist es dabei vorteilhaft, wenn die Löcher oder dünneren Stellen nicht durch die Entfernung von Material erzeugt werden, sondern ganz oder teilweise durch eine Umverteilung und Ände rung der Anordnung der Fasern im Filtermaterial. Dies kann durch ein weiter unten erläuter tes, erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren geschehen. Dabei kommt es auf die genaue Form und Anordnung der Unregelmäßigkeiten nicht an, son dern sie müssen nur über die Oberfläche annähernd gleichmäßig verteilt auftreten und ein gewisses Ausmaß überschreiten. Um diese Unregelmäßigkeiten und insbesondere deren Aus maß zu charakterisieren, haben die Erfinder verschiedene Parameter in Betracht gezogen, wie beispielsweise die Dicke, das Flächengewicht oder die Luftdurchlässigkeit. Es hat sich aber ge- zeigt, dass diese Parameter nicht in einer hinreichend geringen örtlichen Auflösung gemessen werden können, um die Unregelmäßigkeiten zu erfassen.
Die Erfinder haben aber erkannt, dass sich durch die Umverteilung der Fasern die Transparenz des Filtermaterials ändert. Mit anderen Worten verleiht die besondere Struktur, durch die sich das erfindungsgemäße Filtermaterial auszeichnet, dem Filtermaterial eine charakteristische, erhöhte Transparenz, durch die sich das Filtermaterial von Filtermaterialien mit gleichem Flä- chengewicht und ähnlicher Zusammensetzung aber herkömmlicher Struktur unterscheidet. Insofern ist die Transparenz eine geeignete, eindeutig messbare Größe, die zur Charakterisie rung der erwünschten Struktur des Filtermaterials herangezogen werden kann.
Die beobachtete Zunahme der Transparenz bei Filtermaterialien mit der erwünschten Struktur ist insofern überraschend, als man erwarten würde, dass bei einer Umverteilung der Fasern zwar die Löcher oder dünnen Stellen transparenter werden, aber die Bereiche zwischen den Löchern und dünnen Stellen, in denen sich dann mehr Fasern befinden, weniger transparent werden, sodass sich insgesamt im Mittel kein oder nur ein geringer Einfluss auf die Transpa renz ergibt. Tatsächlich zeigen jedoch die Experimente, dass Filtermaterialien herkömmlicher Struktur selbst beim geringsten erfindungsgemäßen Flächengewicht von 25 g/m2 eine Trans parenz gemäß DIN 53147:1993-01 aufweisen, die einen Wert von 40% nicht überschreitet. Erst durch die Umverteilung der Fasern kann eine höhere Transparenz erzielt werden, die in un mittelbarem Zusammenhang mit den bei der Umverteilung der Fasern entstehenden Löchern und dünnen Stellen, also der Struktur des Filtermaterials, steht und damit auch mit den erfin- dungsgemäßen Vorteilen bezüglich Härte und Zugwiderstand eines daraus gefertigten Seg ments.
Nach den Erkenntnissen der Erfinder sind die Cellulosefasern erforderlich, um das Filterma terial mit einer ausreichenden Festigkeit auszustatten, sodass es zu einem Segment verarbeitet werden kann. Der Anteil an Cellulosefasern im Filtermaterial beträgt erfindungsgemäß min destens 50% und höchstens 100% der Masse des Filtermaterials, bevorzugt aber mindestens 60% und höchstens 100% und besonders bevorzugt mindestens 70% und höchstens 95%, je weils bezogen auf die Masse des Filtermaterials. Die Cellulosefasern können Zellstofffasern oder Fasern regenerierter Cellulose oder Mischun gen daraus sein.
Die Zellstofffasern sind bevorzugt aus Nadelhölzern, Laubhölzern oder anderen Pflanzen wie Hanf, Flachs, Jute, Ramie, Kenaf, Kapok, Kokosnuss, Abaca, Sisal, Bambus, Baumwolle oder aus Espartogras gewonnen. Auch Mischungen aus Zellstofffasern verschiedener Herkunft kön nen für die Herstellung des wasserstrahlverfestigten Filtermaterials eingesetzt werden. Beson ders bevorzugt sind die Zellstofffasern aus Nadelhölzern gewonnen, weil solche Fasern schon in einem geringeren Anteil dem Filtermaterial eine gute Festigkeit verleihen.
Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann Fasern aus regenerierter Cellulose enthalten. Be vorzugt beträgt der Anteil an Fasern aus regenerierter Cellulose mindestens 5% und höchstens 50%, besonders bevorzugt mindestens 10% und höchstens 45% und ganz besonders bevorzugt mindestens 15% und höchstens 40%, jeweils bezogen auf die Masse des Filtermaterials.
Die Fasern aus regenerierter Cellulose sind bevorzugt Viskosefasern, Modalfasern, Lyocell®, Tencel® oder Mischungen daraus. Diese Fasern besitzen eine gute biologische Abbaubarkeit und können dazu eingesetzt werden, die Festigkeit des Filtermaterials zu optimieren und die Filtrationseffizienz des daraus gefertigten Segments für den Rauchartikel anzupassen. Auf grund ihres Herstellungsverfahrens sind sie weniger variabel als die aus natürlichen Quellen gewonnen Zellstofffasern und tragen dazu bei, dass die Eigenschaften eines aus dem Filterma terial gefertigten Segments weniger variieren als wenn ausschließlich Zellstofffasern verwen det werden.
Das Flächengewicht des Filtermaterials beträgt erfindungsgemäß mindestens 25 g/m2 und höchstens 60 g/m2, bevorzugt mindestens 28 g/m2 und höchstens 55 g/m2 und besonders bevorzugt mindestens 30 g/m2 und höchstens 55 g/m2. Das Flächengewicht beeinflusst die Zugfestigkeit des Filtermaterials, wobei ein höheres Flächengewicht zu höherer Festigkeit füh- ren kann. Die Angaben beziehen sich auf ein Flächengewicht, das nach ISO 536:2012 gemessen wird.
Erfindungsgemäß beträgt die Transparenz des Filtermaterials gemessen nach DIN 53147:1993-01 mindestens 45% und höchstens 70%, bevorzugt mindestens 50% und höchs- tens 66%. Ab einer durch die Umverteilung der Fasern bewirkten Transparenz von mindestens
45% zeigen sich positive Effekte bezüglich Härte und Zugwiderstand eines aus dem Filterma terial gefertigten Segments. Die Transparenz soll aber nicht zu hoch sein, weil dann die dünnen Stellen und Löcher in einem solchen Ausmaß überwiegen, dass die Festigkeit des Filtermate rials nicht mehr günstig ist, um daraus Segmente herzustellen.
Zwar lassen sich Form und Größe der Unregelmäßigkeiten nicht genau spezifizieren, zumal sie nicht genau gegenüber dem umgebenden Filtermaterial abgegrenzt werden können, selbstver ständlich muss aber jede einzelne Unregelmäßigkeit viel kleiner sein als die für die Herstellung des Segments benötigte Fläche des Filtermaterials. Sofern die besondere Struktur des Filter- materials auch durch Löcher gebildet wird, beträgt die Fläche eines Großteils der Löcher, bei spielsweise von mehr als 90 % der Löcher, bevorzugt weniger als 10 mm2. Bei diesen Größen verhältnissen eignet sich die Transparenz als die Struktur des Filtermaterials charakterisieren der Parameter besonders gut, weil die Messfläche bei der Messung der Transparenz gemäß
DIN 53147:1993-01 etwa 2,5 cm2 beträgt und so im Allgemeinen Löcher oder dünne Stellen als auch die umgebenden Bereiche repräsentativ erfasst werden. Ausführungsbeispiele, die diese Unregelmäßigkeiten beispielhaft veranschaulichen, sind in Fig. 2 dargestellt, und weiter unten erläutert. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf Unregelmäßigkeiten der in Fig. 2 dar gestellten Geometrie.
Das eründungsgemäße Filtermaterial kann Zusatzstoffe, wie Alkylketendimere (AKD), Alke- nylbernsteinsäureanhydride (ASA), Fettsäuren, Stärke, Stärkederivate, Carboxymethylcellu- lose, Alginate, Nassfestmittel oder Substanzen zur Einstellung des pH-Werts, wie beispiels weise organische oder anorganische Säuren oder Laugen zur Einstellung spezifischer Eigen schaften enthalten. Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann als Zusatzstoffe auch eines oder mehrere Brandsalze enthalten, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Polyphosphaten, Chlori den und Hydrogencarbonaten, und Mischungen daraus und besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus.
Der Fachmann ist in der Lage Art und Menge solcher Zusatzstoffe aus seiner Erfahrung zu bestimmen.
Das eründungsgemäße Filtermaterial kann auch noch andere Substanzen umfassen, die die Filtrationseffizienz des Filtermaterials besser an jene von Celluloseacetat anpassen. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermaterials umfasst das Filterma terial eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Triacetin, Propylenglykol, Sor- bitol, Glycerol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polyvinylalkohol und Tri-Ethlyzitrat 0- der Mischungen daraus.
Die Dicke des Filtermaterials, gemessen nach ISO 534:2011, beträgt mindestens 70 pm und höchstens 1000 pm, bevorzugt mindestens 100 pm und höchstens 800 pm und besonders be vorzugt mindestens 150 pm und höchstens 750 pm. Die Dicke beeinflusst die Menge an Filter material, die in das Segment des Rauchartikels gepackt werden kann und damit Zugwiderstand und Filtrationseffizienz des Segments, aber auch die Verarbeitbarkeit des Filtermaterials, da es zur Herstellung eines Segments für einen Rauchartikel oft gecrimpt oder gefaltet wird. Für solche Prozessschritte ist eine zu hohe Dicke ungünstig und Dicken in den bevorzugten und besonders bevorzugten Intervallen erlauben eine besonders gute Verarbeitbarkeit des erfin dungsgemäßen Filtermaterials zu einem Segment eines Rauchartikels.
Die mechanischen Eigenschaften des Filtermaterials sind für die Verarbeitung des erfindungs gemäßen Filtermaterials zu einem Nikotinabgabeprodukt von Bedeutung. Insbesondere sollen
Löcher oder dünne Stellen die Festigkeit des Filtermaterials nicht zu sehr reduzieren. Die brei tenbezogene Zugfestigkeit des Filtermaterials, gemessen nach ISO 1924-2:2008, beträgt be vorzugt mindestens 0,05 kN/m und höchstens 5 kN/m, besonders bevorzugt mindestens 0,07 kN/m und höchstens 4 kN/m.
Die Bruchdehnung des Filtermaterials ist von Bedeutung, weil bei der Verarbeitung des erfin dungsgemäßen Filtermaterials zu einem Nikotinabgabeprodukt das Filtermaterial oft gedehnt oder in Laufrichtung belastet wird und dabei eine besonders hohe Bruchdehnung günstig ist. Die Bruchdehnung des Filtermaterials, gemessen nach ISO 1924-2:2008, beträgt daher bevor- zugt mindestens 1% und höchstens 50% und besonders bevorzugt mindestens 3% und höchs tens 40%.
Zugfestigkeit und Bruchdehnung können von der Richtung abhängen, in der die Probe für die Messung aus dem Filtermaterial entnommen wurde. Die genannten Merkmale des Filterma- terials sind jeweils erfüllt, wenn Zugfestigkeit oder Bruchdehnung in mindestens einer Rich tung in den bevorzugten oder besonders bevorzugten Intervallen liegt.
Aus dem erfindungsgemäßen Filtermaterial können nach aus dem Stand der Technik bekann ten Verfahren erfindungsgemäße Segmente für Rauchartikel hergestellt werden. Diese Verfah- ren umfassen beispielsweise das Crimpen oder Falten des Filtermaterials, das Formen eines endlosen Strangs aus dem gecrimpten oder gefalteten Filtermaterial, das Umhüllen des endlo sen Strangs durch ein Umhüllungsmaterial und das Schneiden des umhüllten Strangs in ein zelne Stäbe definierter Länge. In vielen Fällen beträgt die Länge eines solchen Stabs ein ganz zahliges Vielfaches der Länge des Segments, das dann im erfindungsgemäßen Rauchartikel verwendet werden soll, und deshalb werden die Stäbe dann vor oder während der Herstellung des Rauchartikels in Segmente der gewünschten Länge geschnitten.
Das erfindungsgemäße Segment für Rauchartikel umfasst das erfindungsgemäße Filtermate rial und ein Umhüllungsmaterial.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Segments ist das Segment zy lindrisch mit einem Durchmesser von mindestens 3 mm und höchstens 10 mm, besonders be vorzugt von mindestens 4 mm und höchstens 9 mm und ganz besonders bevorzugt von min destens 5 mm und höchstens 8 mm. Diese Durchmesser sind für die Verwendung der erfin- dungsgemäßen Segmente in Rauchartikeln günstig.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Segments hat das Segment eine Länge von mindestens 4 mm und höchstens 40 mm, besonders bevorzugt von mindestens
6 mm und höchstens 35 mm und ganz besonders bevorzugt von mindestens 10 mm und höchs tens 28 mm.
Der Zugwiderstand des Segments bestimmt unter anderem, welche Druckdifferenz der Rau cher beim Konsum des Rauchartikels aufbringen muss, um einen bestimmten Volumenstrom durch den Rauchartikel zu erzeugen, und er beeinflusst daher wesentlich die Akzeptanz des Rauchartikels beim Raucher. Der Zugwiderstand des Segments kann nach ISO 6565:2015 ge messen werden und wird in mm Wassersäule (mmWG) angegeben. In sehr guter Näherung ist der Zugwiderstand des Segments proportional zur Länge des Segments, sodass die Messung des Zugwiderstands auch an Stäben erfolgen kann, die sich vom Segment nur in der Länge unterscheiden. Daraus kann der Zugwiderstand des Segments einfach berechnet werden.
Der Zugwiderstand des Segments pro Länge des Segments beträgt bevorzugt mindestens 1 mmWG/mm und höchstens 12 mmWG/mm und besonders bevorzugt mindestens 2 mmWG/mm und höchstens 10 mmWG/mm.
Das Umhüllungsmaterial des erfindungsgemäßen Segments ist bevorzugt ein Papier oder eine Folie.
Das Umhüllungsmaterial des erfindungsgemäßen Segments hat bevorzugt ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2 und höchstens 150 g/m2, besonders bevorzugt von mindestens 30 g/m2 und höchstens 130 g/m2. Ein Umhüllungsmaterial mit diesem bevorzugten oder beson ders bevorzugten Flächengewicht verleiht dem damit umhüllten, erfindungsgemäßen Segment eine besonders vorteilhafte Härte. Damit kann der Raucher das im Rauchartikel befindliche Segment nicht versehentlich zusammendrücken.
Aus dem erfindungsgemäßen Segment können nach den im Stand der Technik bekannten Ver fahren erfindungsgemäße Rauchartikel hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße Rauchartikel umfasst ein Segment, das ein aerosolbildendes Material enthält, und ein Segment, das das erfindungsgemäße Filtermaterial und ein Umhüllungsma terial umfasst.
Da die Schnittfläche des erfindungsgemäßen Segments der eines Segments aus Celluloseacetat optisch sehr ähnlich ist, ist in einer bevorzugten Ausführungsform das dem Mundende am nächsten gelegene Segment des Rauchartikels ein erfindungsgemäßes Segment.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rauchartikel eine Filterzigarette und das aero solbildende Material umfasst Tabak.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rauchartikel ein Rauchartikel, in dessen be- stimmungsgemäßem Gebrauch das aerosolbildende Material nur aufgeheizt, aber nicht ver brannt wird und das aerosolbildende Material umfasst Tabak, rekonstituierten Tabak, Nikotin, Glycerol, Propylenglykol oder Mischungen daraus.
Die durch die spezielle Struktur des Filtermaterials bewirkte hohe Transparenz erlaubt noch weitere Vorteile. Manche Rauchartikel sind so konstruiert, dass der Raucher in das Innere des Rauchartikels sehen kann. Bei solchen Rauchartikeln sind die Umhüllungsmaterialien teil weise transparent oder es sind Löcher vorgesehen, die einen direkten Blick auf das Filterma terial erlauben. Aus dem Stand der Technik bekannte Filter erlauben es wegen ihrer geringen Transparenz aber nicht, noch weiter in den Filter zu sehen. Wenn das erfindungsgemäße Fil- termaterial aber eine Transparenz von mehr als 50% aufweist, ist es möglich, beispielsweise im Filter befindliche zerbrechbare, mit Aromastoffen gefüllte Kapseln zu erkennen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Rauchartikels umfasst der Rauchartikel daher ein Segment, das ein aerosolbildendes Material enthält, und ein Segment, das das erfindungs gemäße Filtermaterial und ein Umhüllungsmaterial umfasst, wobei das Umhüllungsmaterial mindestens teilweise transparent ist oder Löcher aufweist und das Filtermaterial eine Trans parenz gemessen nach DIN 53147:1993-01 von mindestens 50% aufweist.
Die Erfinder haben überraschend gefunden, dass sich das Filtermaterial auch für orale Niko tinabgabeprodukte eignet. Die Erfinder haben festgestellt, dass das erfindungsgemäße Filter- material wegen seine Zusammensetzung eine gute biologische Abbaubarkeit aufweist und durch die spezielle Struktur, die durch die Transparenz charakterisiert wird, auch eine gute Durchlässigkeit für die aus dem Nikotin enthaltenden Material des oralen Nikotinabgabepro dukts beim Gebrauch gelösten Substanzen aufweist, sodass es für Nikotinabgabeprodukte be sonders gut geeignet ist.
Ein erfindungsgemäßes orales Nikotinabgabeprodukt umfasst daher ein Behältnis, das durch das erfindungsgemäße Filtermaterial gebildet wird und das ein Nikotin enthaltendes Material enthält. Bevorzugt weist das Filtermaterial eine Transparenz gemessen nach DIN 53147:1993- 01 von mindestens 50% und höchstens 70% auf.
Das Nikotin enthaltende Material kann bevorzugt Tabak sein.
Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann nach dem folgenden erfindungsgemäßen Verfah ren hergestellt werden, das die Schritte A bis D umfasst.
A - Bereitstellen einer Faserbahn umfassend Cellulosefasern, B - Wasserstrahlverfestigen der Faserbahn durch mindestens einen auf die Faserbahn gerich teten Wasserstrahl, um eine wasserstrahlverfestigte Faserbahn herzustellen,
C - Erzeugen einer Struktur in der Wasserstrahl verfestigten Faserbahn,
D - Trocknen der wasserstrahlverfestigten Faserbahn, wobei die Menge der Cellulosefasern in Schritt A so gewählt ist, dass das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D mindestens 50% und höchstens 100% Cellulosefasern bezogen auf die Masse des Filtermaterials, enthält, und das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D ein Flächengewicht von mindestens 25 g/ m2 und höchstens 60 g/ m2 aufweist, und das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D eine Struktur aufweist, die dadurch gekenn- zeichnet ist, dass sie dem Filtermaterial eine Transparenz, gemessen nach DIN 53147:1993-01 von mindestens 45% und höchstens 70% verleiht, und das Erzeugen einer Struktur in Schritt C erfolgt, indem mindestens ein Wasserstrahl auf die Wasserstrahl verfestigte Faserbahn gerichtet wird, während die Faserbahn durch eine Oberflä che unterstützt wird, die eine Vielzahl von Erhöhungen aufweist.
Der in Schritt C auf die Faserbahn gerichtete mindestens eine Wasserstrahl bewirkt eine Um verteilung der Fasern, sodass sie sich um die Erhöhungen herum anordnen und von den Erhö hungen verdrängt werden. Die Erhöhungen erzeugen daher je nach Druck des Wasserstrahls und der anfänglich im Bereich der Erhöhung vorhandenen Fasermenge Löcher oder dünne Stellen. Diese Struktur verleiht dem Fasermaterial die eingangs genannte, charakteristisch er höhte Transparenz. Im Allgemeinen wird aber die Form der Erhöhungen nur ungenau auf die Faserbahn übertragen, sodass, selbst wenn die Erhöhungen alle die gleiche Form aufweisen, die Löcher oder dünnen Stellen in der Faserbahn und im Filtermaterial hinsichtlich ihrer Form und Größe unregelmäßig sind. Die Erhöhung der Transparenz lässt sich aber zuverlässig nach- weisen. Dünnere Stellen und insbesondere Löcher könnten grundsätzlich auch durch Prägen oder Stanzen erzeugt werden, dabei werden aber die Fasern zusammengedrückt oder abge schnitten und nicht anders angeordnet. Durch das hier beschriebene erfindungsgemäße Her stellungsverfahren werden die Fasern jedoch rund um die Löcher oder dünnen Stellen herum angeordnet und ergeben so eine netzartige Struktur. Diese netzartige Struktur erlaubt es, dass bei gegebener Materialmenge die Härte des daraus gefertigten Segments höher und der Zug widerstand geringer ist, als bei einem Filtermaterial mit näherungsweise homogener Oberflä che oder einem Filtermaterial, das durch Prägen oder Stanzen erzeugt wurde.
Das nach diesem Verfahren hergestellte Filtermaterial soll zur Verwendung in Nikotinabgabe produkt geeignet sein. Dies bedeutet, dass es insbesondere sämtliche Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen kann, die oben im Zusammenhang mit dem Filtermaterial beschrie ben wurden und in den auf das Filtermaterial gerichteten Ansprüchen definiert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Be reitstellen einer Faserbahn in Schritt A das Spinnen einer Vielzahl von Cellulosefasern, wobei die Cellulosefasern durch Filamente regenerierter Cellulose gebildet werden und wobei min destens 90% der Masse des Filtermaterials nach dem Trocknen in Schritt D durch die Fila- mente regenerierter Cellulose gebildet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungs form dieses Verfahrens sind die Filamente regenerierter Cellulose Lyocell®.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bereitstellen einer Faserbahn in Schritt A die folgenden Schritte Ai bis A4. Ai - Herstellen einer wässrigen Suspension umfassend Cellulosefasern,
A2 - Aufbringen der Suspension aus Schritt A auf ein umlaufendes Sieb,
A3 - Entwässern der Suspension durch das umlaufende Sieb, um eine Faserbahn zu bilden, A4 - Überführen der Faserbahn aus Schritt A3 auf ein Stützsieb. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hat die wässrige Suspension in Schritt Ai einen Feststoffgehalt von höchstens 3,0%, besonders bevorzugt höchstens 1,0%, ganz besonders bevorzugt höchstens 0,2% und insbesondere höchstens 0,05%. Der besonders geringe Feststoffgehalt der Suspension erlaubt es, in Schritt A3 eine Fa serbahn mit geringer Dichte zu bilden, was sich günstig auf die Filtrationseffizienz eines daraus gefertigten Segments auswirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das umlaufende Sieb der Schritte A2 und A3 in Laufrichtung der Faserbahn gegen die Horizontale um einen Winkel von mindestens 30 und höchstens 40° aufwärts geneigt, besonders bevorzugt um einen Winkel von mindestens 50 und höchstens 30° und ganz besonders bevorzugt um einen Winkel von mindestens 150 und höchstens 250.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des umlaufenden Siebs erzeugt wird, um das Ent- wässern der Suspension in Schritt A3 zu unterstützen, wobei besonders bevorzugt Vakuum kästen oder geeignet geformte Flügel die Druckdifferenz erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vielzahl von Wasserstrahlen verwendet, um das Wasserstrahlverfestigen in Schritt B auszuführen, wo bei die Wasserstrahlen in mindestens einer Reihe quer zur Laufrichtung der Faserbahn ange ordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Wasser strahlverfestigen in Schritt B durch mindestens zwei auf die Faserbahn gerichtete Wasser strahlen bewirkt, wobei besonders bevorzugt die mindestens zwei Wasserstrahlen auf ver schiedene Seiten der Faserbahn wirken.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Faser bahn in Schritt C durch einen Zylinder unterstützt, auf dessen Oberfläche sich die Vielzahl der Erhöhungen befindet.
Bevorzugt beträgt die Fläche jeder Erhöhung, projiziert auf die Oberfläche, die die Faserbahn in Schritt C unterstützt, mindestens 0,1 mm2 und höchstens 15 mm2, besonders bevorzugt mindestens 0,25 mm2 und höchstens 10 mm2.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Ver fahren einen weiteren Schritt, in dem ein oder mehrere Zusatzstoffe auf die Faserbahn aufge tragen werden. Die Zusatzstoffe sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al- kylketendimeren (AKD), Alkenylbernsteinsäureanhydriden (ASA), Fettsäuren, Stärke, Stärke derivaten, Carboxymethylcellulose, Alginaten, Nassfestmittel, Substanzen zur Einstellung des pH-Werts, wie beispielsweise organische oder anorganische Säuren oder Laugen und Mi schungen daraus oder die Zusatzstoffe sind Brandsalze, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Glu- conaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Po lyphosphaten, Chloriden und Hydrogencarbonaten, und Mischungen daraus.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aufträ gen des einen Zusatzstoffs oder der Zusatzstoffe zwischen den Schritten C und D des erfin- dunsgemäßen Verfahrens. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens erfolgt das Aufträgen des einen Zusatzstoffs oder der Zusatzstoffe nach dem Schritt D gefolgt von einem weiteren Schritt des Trocknens der Faserbahn.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Trocknen in Schritt D zumindest teilweise durch Kontakt mit Heißluft, durch Infrarotstrahlung oder
durch Mikrowellenstrahlung bewirkt. Eine Trocknung durch direkten Kontakt mit einer be heizten Oberfläche ist ebenfalls möglich, aber weniger bevorzugt, weil dabei die Dicke des was serstrahlverfestigten Filtermaterials abnehmen kann.
In einem anderen Verfahren kann das erfindungsgemäße Filtermaterial auch durch die Schritte A, B und D hergestellt werden. Man verzichtet dabei auf den Schritt C, sodass das Verfahren nicht erfindungsgemäß ist. In Schritt B wählt man bei einem Teil der Wasserstrah len einen hohen Druck, sodass die Wasserstrahlen in der vom Stützsieb unterstützen Faser bahn Löcher oder dünne Stellen erzeugen. Bei einem durch dieses Verfahren erzeugten Filter material können die Unregelmäßigkeiten räumlich viel weniger ausgedehnt sein, sodass das Filtermaterial eben nur dann erfindungsgemäß ist, wenn die Maschineneinstellungen, bei spielsweise der Druck der Wasserstrahlen, so gewählt sind, dass die Transparenz des Filter materials mindestens 45% und höchstens 70% beträgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung mittels der das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstel lung des erfindungsgemäßen Filtermaterials durchgeführt werden kann.
Figur 2 zeigt beispielhafte erfindungsgemäße und nicht erfindungsgemäße Filtermate rialien.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN UND EINIGER VERGLEICHSBEISPIELE
Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen des Filtermaterials, des Verfah rens zur Herstellung des Filtermaterials, des Segments für Rauchartikel und des Rauchartikels beschrieben. Ferner werden nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele beschrieben.
Zur Herstellung des Filtermaterials wurde die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung verwendet.
Eine Suspension 1 aus Zellstofffasern und Fasern aus regenerierter Cellulose wurde in einem Vorratsbehälter 2 bereitgestellt, Schritt Ai, und von dort auf ein umlaufendes, gegen die Hori zontale aufwärts geneigtes Sieb 3 gepumpt, Schritt A2, und durch Vakuumkästen 9 entwässert, Schritt A3, sodass sich auf dem Sieb eine Faserbahn 4 bildete, deren generelle Bewegungsrich tung durch den Pfeil 10 angedeutet ist. Die Faserbahn 4 wurde vom Sieb 3 abgenommen und auf ein ebenfalls umlaufendes Stützsieb 5 übergeführt, Schritt A4. Dort wurden aus Vorrich-
tungen 6 in mehreren Reihen quer zur Laufrichtung der Faserbahn 4 angeordnete Wasser strahlen 11 auf die Faserbahn 4 gerichtet, um die Fasern zu verwirbeln und die Faserbahn 4 zu einem Vliesstoff zu verfestigen, Schritt B. In einem weiteren Schritt wurden durch zusätzliche Vorrichtungen 7 auch Wasserstrahlen 12 auf die andere Seite der Faserbahn 4 gerichtet, wobei die Faserbahn 4 durch eine zylindrische Walze 13 unterstützt wurde, auf deren Oberfläche eine
Vielzahl von Erhöhungen vorgesehen war, Schritt C. Danach durchlief der noch feuchte Vliesstoff eine Trocknungseinrichtung 8 und wurde dort getrocknet, Schritt D, um das Filter material zu erhalten. Ausführungsbeispiel 1
Zur Herstellung des wasserstrahlverfestigten Filtermaterials wurde ein Gemisch aus Zellstoff fasern aus Nadelhölzern und Lyocell® Fasern verwendet, wobei die Fasermengen so gewählt wurden, dass das fertige Filtermaterial aus 65% Zellstofffasern und 35% Lyocell® Fasern be stand. Das fertige Filtermaterial hatte ein Flächengewicht von 55 g/ m2 und eine Dicke von 330 pm.
In Schritt C des Herstellungsprozesses wurde eine Reihe von Wasserstrahlen, 12 in Fig. 1, auf die Faserbahn 4 gerichtet, während die Faserbahn 4 durch eine Walze, 13 in Fig.i, unterstützt war. Die Walze wies nebeneinander angeordnete, prismatische Erhöhungen (in Fig. 1 nicht gezeigt) mit einer quadratischen Grundfläche von 1 mm x 1 mm auf. Die Erhöhungen waren in Reihen angeordnet, wobei zwischen benachbarten Reihen und zwischen den Erhöhungen in jeder Reihe ein Abstand von 1 mm vorgesehen war.
Durch die Erhöhungen und die Wirkung der Wasserstrahlen wurden im Filtermaterial dünne Stellen aber auch Löcher erzeugt, die dem Filtermaterial insgesamt eine unregelmäßige Struk tur verliehen. Die Transparenz des Filtermaterials wurde nach DIN 53147:1993-01 an mehre ren zufällig ausgewählten Stellen gemessen und ein Wert von 49,1% bei einer Standardabwei chung von 0,76% (absolut) wurde erhalten. Fig. 2 zeigt das Filtermaterial des Ausführungsbei spiels 1 bezeichnet mit 1, wobei die Linie 4 etwa 1 cm lang ist.
Ausführungsbeispiel 2
Zur Herstellung des wasserstrahlverfestigten Filtermaterials wurde ein Gemisch aus Zellstoff fasern aus Nadelhölzern und Viskosefasern verwendet, wobei die Fasermengen so gewählt wurden, dass das fertige Filtermaterial aus 80% Zellstofffasern und 20% Viskosefasern be- stand. Das fertige Filtermaterial hatte ein Flächengewicht von 50 g/ m2 und eine Dicke von 290 pm.
In Schritt C des Herstellungsprozesses wurde eine Reihe von Wasserstrahlen, 12 in Fig. 1, auf die Faserbahn gerichtet, während das Filtermaterial durch eine Walze, 13 in Fig.i, unterstützt war. Die Walze, 13 in Fig. 1, war wie in Ausführungsbeispiel 1 gestaltet, aber der Druck der Wasserstrahlen, 12 in Fig. 1, wurde höher gewählt. Durch die Erhöhungen und die Wirkung der Wasserstrahlen wurden im Filtermaterial dünne Stellen erzeugt, wegen des höheren Drucks wurden aber mehr Löcher erzeugt als im Filterma terial des Ausführungsbeispiels 1. Die Transparenz des Filtermaterials wurde nach DIN 53147:1993-01 an mehreren zufällig ausgewählten Stellen gemessen und ein Wert von 55,7% bei einer Standardabweichung von 1,62% (absolut) wurde erhalten. Fig. 2 zeigt das Filterma- terial des Ausführungsbeispiels 2 bezeichnet mit 2, wobei die Linie 4 etwa 1 cm lang ist.
Ausführungsbeispiel 2
Zur Herstellung des wasserstrahlverfestigten Filtermaterials wurde dasselbe Gemisch aus Fa sern verwendet wie in Ausführungsbeispiel 2. Das fertige Filtermaterial hatte ein Flächenge- wicht von 35 g/ m2 und eine Dicke von 200 pm.
Abweichend vom erfindungsgemäßen Verfahren wurde auf Schritt C verzichtet und der Druck der Wasserstrahlen in Schritt B so hoch gewählt, dass in sehr unregelmäßiger Anordnung dünne Stellen und Löcher im Filtermaterial entstanden.
Die Transparenz des Filtermaterials wurde nach DIN 53147:1993-01 an mehreren zufällig aus gewählten Stellen gemessen und ein Wert von 52,3% bei einer Standardabweichung von 2,47% (absolut) wurde erhalten. Fig. 2 zeigt das Filtermaterial des Ausführungsbeispiels 3 bezeichnet mit 3, wobei die Linie 4 etwa 1 cm lang ist.
Vergleichsbeispiel A
Zur Herstellung eines nicht erfindungsgemäßen Filtermaterials wurde dasselbe Gemisch aus Fasern verwendet wie in Ausführungsbeispiel 1. Das Flächengewicht wurde aber besonders niedrig gewählt und betrug im fertigen Filtermaterial nur 25,8 g/m2.
Das Filtermaterial wurde nach den Schritten A, B und D des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt, auf das Erzeugen einer Struktur in Schritt C wurde aber verzichtet. Die Oberfläche des Filtermaterials war augenscheinlich viel homogener als jene der Ausführungsbeispiele 1 bis 3.
Die Transparenz des nicht erfindungsgemäßen Filtermaterials wurde nach DIN 53147:1993- 01 an mehreren zufällig ausgewählten Stellen gemessen und ein Wert von 38,2% bei einer Standardabweichung von 0,53% (absolut) wurde erhalten. Fig. 2 zeigt das Filtermaterial des
nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiels bezeichnet mit A, wobei die Linie 4 etwa 1 cm lang ist.
Aus jedem Filtermaterial der Ausführungsbeispiele ibis 3 und dem Vergleichsbeispiel wurden mit Papier umhüllte Filterstäbe mit einer Länge von 100 mm und einem Durchmesser von 7,85 mm gefertigt. Die Bahnbreite des Filtermaterials und die Maschineneinstellungen bei der Fil terherstellung wurden dabei so gewählt, dass sich für jeden Filterstab ein ähnlicher Zugwider stand von 440 ±15 mmWG ergab. Aus den Filterstäben wurden Segmente mit einer Länge von 20 mm geschnitten und daraus American Blend Zigaretten mit einer Länge von 83 mm ohne Filterventilation hergestellt. Das mittlere Gewicht der Zigaretten betrug 932,7 mg.
Die Zigaretten wurden nach dem in ISO 3308:2012 spezifizierten Verfahren abgeraucht und die Menge an nikotinfreiem Trockenkondensat pro Zigarette bestimmt. Die Filtersegmente der Zigaretten wurden entnommen und die in jedem Filtersegment enthaltene Menge an nikotin freiem Trockenkondensat wurde ebenfalls bestimmt und daraus die Filtrationseffizienz in Pro zent berechnet, wobei die Filtrationseffizienz ausdrückt, welcher Anteil des in das Filterseg ment einströmenden nikotinfreien Trockenkondensats im Filter zurückgehalten wird. Die Filt rationseffizienz hängt daher neben den Eigenschaften des Filtermaterials auch von der Länge und dem Durchmesser des Filtersegments ab.
Die Härte der Filterstäbe wurde mit einem Messgerät DD60A von Borgwaldt KC gemessen. Dabei werden Filterstäbe durch einen Prüfkörper mit einer definierten Kraft für eine definierte Zeit belastet und die Verformung gemessen und als Prozentsatz bezogen auf die unverformte Lage ausgedrückt.
Der Zugwiderstand (PD) des Filterstabs, die Filtrationseffizienz (FE) für nikotinfreies Tro ckenkondensat und die Härte (HD) des Filtersegments sind in Tabelle 1 angegeben. Ebenso ist in Tabelle 1 die Transparenz (TR) des Filtermaterials nach DIN 53147:1993-01 angegeben. Ne ben den Ausführungsbeispielen 1-3 und dem Vergleichsbeispiel A sind als Vergleichsbeispiel B auch die Daten eines Filters aus Celluloseacetat angegeben. Für das Vergleichsbeispiel B kann keine Transparenz gemessen werden, weil das Filtermaterial nicht als Faserbahn vorliegt.
Tabelle 1
Man erkennt aus Tabelle 1, dass bei vergleichbarem Zugwiderstand die Filtrationseffizienz der Segmente aus den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 deutlich näher an der Filtrationseffizienz ei nes Filters aus Celluloseacetat, Vergleichsbeispiel B, hegt als das Segment des nicht erfin- dungsgemäßen Vergleichsbeispiels A. Die netzartige Struktur der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 erlaubt offenbar trotz des ähnlichen Zugwiderstands einen besseren Strom des Aerosols durch das Segment, sodass weniger nikotinfreies Trockenkondensat aus dem Aerosol gefiltert wird. Man erkennt auch, dass diese Reduktion der Filtrationseffizienz mit der Erhöhung der Trans parenz einhergeht, sodass die Transparenz tatsächlich ein geeigneter Parameter ist, um die Unregelmäßigkeiten des Filtermaterials zu charakterisieren und eine Verbindung zur Filtrati onseffizienz herzustellen.
Die Härte der Segmente aus den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen 1 bis 3 ist etwas geringer als jene der Vergleichsbeispiele A und B. Dies ist aber von untergeordneter Bedeu tung, weil ein so geringer Unterschied in der Härte auch durch die Wahl eines steiferen Um hüllungsmaterials für das Segment kompensiert werden kann.
Eine subjektive Beurteilung der Optik des am Mundende sichtbaren Filterquerschnitts der Zi garetten aus den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 mit dem Filter aus Celluloseacetat, Vergleichs beispiel B, zeigt, dass sie sich nur wenig unterscheiden und in dieser Hinsicht jedenfalls dem Vergleichsbeispiel B deutlich ähnlicher sind als herkömmliche Papierülter.
Es zeigt sich also, dass sich aus dem erfindungsgemäßen Filtermaterial Segmente fertigen las sen, deren Eigenschaften bezüglich Zugwiderstand, Filtrationseffizienz, Härte und Optik, ins gesamt näher an Filtern aus Celluloseacetat hegen als Filtermateriahen aus Papier oder nicht erfindungsgemäßen wasserstrahlverfestigten Filtermateriahen. Die biologische Abbaubarkeit der erfindungsgemäßen Filtermateriahen ist aber deutlich besser als jene von Celluloseacetat.
Aus dem erfindungsgemäßen Filtermaterial von Ausführungsbeispiel 2 wurde ein orales Niko tinabgabeprodukt in Form eines mit aufbereitetem Tabak gefüllten Behältnisses hergestellt, wobei sich hinsichtlich des Gebrauchs keine Unterschiede zu herkömmlichen oralen Niko tinabgabeprodukten ergaben. Das Behältnis weist aber eine bessere biologische Abbaubarkeit auf als herkömmliche Behältnisse.
Claims
1. Filtermaterial zur Herstellung eines Nikotinabgabeprodukts, wobei das Filtermaterial wasserstrahlverfestigt ist und mindestens 50% und höchstens 100% Cellulosefasern, jeweils bezogen auf die Masse des Filtermaterials, enthält, wobei das Filtermaterial ein Flächengewicht von mindestens 25 g/m2 und höchstens 60 g/ m2 aufweist, und wobei das Filtermaterial eine Struktur aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie dem Filtermaterial eine Transparenz verleiht, die gemessen nach DIN 53147:1993-01 mindestens 45% und höchstens 70% beträgt.
2. Filtermaterial nach Anspruch 1, bei dem der Anteil an Cellulosefasern im Filtermaterial mindestens 60% und höchstens 100% und bevorzugt mindestens 70% und höchstens 95% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Filtermaterials.
3. Filtermaterial nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Cellulosefasern durch Zellstofffa sern, Fasern regenerierter Cellulose oder Mischungen daraus gebildet sind.
4. Filtermaterial nach Anspruch 3, bei dem die Zellstofffasern aus Nadelhölzern, Laub hölzern, Hanf, Flachs, Jute, Ramie, Kenaf, Kapok, Kokosnuss, Abaca, Sisal, Bambus, Baumwolle oder Espartogras gewonnen sind, oder durch eine Mischung aus Zellstoff fasern von zwei oder mehr dieser Herkünfte gebildet sind.
5. Filtermaterial nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der Anteil an Fasern aus regenerierter Cellulose mindestens 5% und höchstens 50%, bevorzugt mindestens 10% und höchs tens 45% und besonders bevorzugt mindestens 15% und höchstens 40% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Filtermaterials.
6. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Fasern aus regenerierter Cellulose Viskosefasern, Modalfasern, Lyocell®, Tencel® oder Mischungen daraus sind.
7. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Flächengewicht nach ISO 536:2012 mindestens 28 g/m2 und höchstens 55 g/m2, bevorzugt mindestens 30 g/ m2 und höchstens 55 g/ m2 beträgt.
8. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Transparenz gemes sen nach DIN 53147:1993-01 mindestens 50% und höchstens 66% beträgt.
9. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die genannte Struktur eine Vielzahl von Löchern in dem Filtermaterial umfasst, wobei bei mindes tens 90 % der Löcher eine Fläche von weniger als 10 mm2 haben.
10. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner eine oder mehrere zusätzliche Bestandteile enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylketendimeren (AKD), Alkenylbernsteinsäureanhydriden (ASA), Fettsäuren, Stärke, Stärkederivaten, Carboxymethylcellulose, Alginaten, Nassfestmitteln, oder Substanzen zur Einstellung des pH-Werts, insbesondere organischen oder anorgani schen Säuren oder Laugen, oder Brandsalze, die ausgewählt sind aus der Gruppe be stehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phos phaten, Polyphosphaten, Chloriden und Hydrogencarbonaten, und Mischungen dar aus.
11. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner eine oder mehrere Substanzen enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Triacetin, Pro pylenglykol, Sorbitol, Glycerol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polyvinylalko hol und Tri-Ethlyzitrat.
12. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Dicke nach ISO 534:2011 mindestens 70 pm und höchstens 1000 pm, bevorzugt mindestens 100 pm und höchstens 800 pm und besonders bevorzugt mindestens 150 pm und höchstens 750 pm beträgt.
13. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen breitenbezogene Zugfestigkeit, gemessen nach ISO 1924-2:2008, in mindestens einer Richtung mindes tens 0,05 kN/m und höchstens 5 kN/m, bevorzugt mindestens 0,07 kN/m und höchs tens 4 kN/m beträgt.
14. Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Bruchdehnung, ge messen nach ISO 1924-2:2008, in mindestens einer Richtung mindestens 1% und höchstens 50%, bevorzugt mindestens 3% und höchstens 40% beträgt.
15. Segment für ein Nikotinabgabeprodukt, wobei das Nikotinabgabeprodukt ein Rauch artikel ist, umfassend ein Filtermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein Umhüllungsmaterial, welches das Filtermaterial umhüllt.
16. Segment nach Anspruch 15, wobei das Segment die Form eines Zylinders mit kreisför miger Grundfläche hat, wobei die kreisförmige Grundfläche einen Durchmesser von mindestens 3 mm und höchstens 10 mm, bevorzugt von mindestens 4 mm und höchs tens 9 mm und besonders bevorzugt von mindestens 5 mm und höchstens 8 mm hat.
17. Segment nach einem der Ansprüche 15 oder 16, das eine Länge von mindestens 4 mm und höchstens 40 mm, bevorzugt von mindestens 6 mm und höchstens 35 mm und besonders bevorzugt von mindestens 10 mm und höchstens 28 mm hat.
18. Segment nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dessen Zugwiderstand pro Länge des Segments, nach ISO 6565:2015 gemessen, mindestens 1 mmWG/mm und höchstens 12 mmWG/mm, bevorzugt mindestens 2 mmWG/mm und höchstens 10 mmWG/mm be trägt.
19. Segment nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem das Umhüllungsmaterial ein Papier oder eine Folie ist.
20. Segment nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem das Umhüllungsmaterial ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2 und höchstens 150 g/m2, bevorzugt von min destens 30 g/m2 und höchstens 130 g/m2 hat.
21. Rauchartikel, umfassend ein Segment, das ein aerosolbildendes Material enthält, und ein Segment nach einem der Ansprüche 15 bis 20.
22. Rauchartikel nach Anspruch 21, bei dem das Segment nach einem der Ansprüche 15 bis 20 ein dem Mundende des Rauchartikels am nächsten gelegenes Segment des Rauch artikels ist.
23. Rauchartikel nach Anspruch 21 oder 22, bei dem der Rauchartikel eine Filterzigarette ist und das aerosolbildende Material Tabak umfasst.
24. Rauchartikel nach Anspruch 21 oder 22, in dessen bestimmungsgemäßem Gebrauch das aerosolbildende Material nur aufgeheizt, aber nicht verbrannt wird, und das aero solbildende Material Tabak, rekonstituierten Tabak, Nikotin, Glycerol, Propylenglykol oder Mischungen von zwei oder mehr dieser Bestandteile umfasst.
25. Rauchartikel nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem das Umhüllungsmaterial des genannten Segments nach einem der Ansprüche 15 bis 20 mindestens teilweise
transparent ist oder Löcher aufweist und das Filtermaterial eine Transparenz gemessen nach DIN 53147:1993-01 von mindestens 50% aufweist.
26. Orales Nikotinabgabeprodukt umfassend ein Behältnis, das durch ein Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gebildet wird und ein Nikotin enthaltendes Material enthält, wobei das Filtermaterial bevorzugt eine Transparenz gemessen nach DIN 53147:1993-01 von mindestens 50% und höchstens 70% aufweist.
27. Verfahren zum Herstellen eines Filtermaterials, das die Schritte A bis D umfasst:
A - Bereitstellen einer Faserbahn umfassend Cellulosefasern,
B - Wasserstrahlverfestigen der Faserbahn durch mindestens einen auf die Faserbahn gerichteten Wasserstrahl, um eine wasserstrahlverfestigte Faserbahn herzustellen,
C - Erzeugen einer Struktur in der Wasserstrahl verfestigten Faserbahn,
D - Trocknen der wasserstrahlverfestigten Faserbahn, wobei die Menge der Cellulosefasern in Schritt A so gewählt ist, dass das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D mindestens 50% und höchstens 100% Cellulosefasern bezogen auf die Masse des Filtermaterials, enthält, und das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D ein Flächengewicht von mindestens 25 g/ m2 und höchstens 60 g/ m2 aufweist, und das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D eine Struktur aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie dem Filtermaterial eine Transparenz, gemessen nach DIN 53147:1993-01 von mindestens 45% und höchstens 70% verleiht, und das Erzeugen einer Struktur in Schritt C erfolgt, indem mindestens ein Wasserstrahl auf die wasserstrahlverfestigte Faserbahn gerichtet wird, während die Faserbahn durch eine Oberfläche unterstützt wird, die eine Vielzahl von Erhöhungen aufweist.
28. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt A das Spinnen einer Vielzahl von Cel lulosefasern umfasst, wobei die Cellulosefasern durch Filamente regenerierter Cellu lose gebildet werden und wobei mindestens 90% der Masse des Filtermaterials nach dem Trocknen in Schritt D durch die Filamente regenerierter Cellulose gebildet werden und wobei bevorzugt die Filamente regenerierter Cellulose durch Lyocell® gebildet werden.
29. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt A die Schritte Ai bis A4 umfasst:
Ai - Herstellen einer wässrigen Suspension umfassend Cellulosefasern,
A2 - Aufbringen der Suspension aus Schritt A auf ein umlaufendes Sieb,
A3 - Entwässern der Suspension durch das umlaufende Sieb, um eine Faserbahn zu bilden,
A4 - Überführen der Faserbahn aus Schritt A3 auf ein Stützsieb.
30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die wässrige Suspension in Schritt Ai einen Fest stoffgehalt von höchstens 3,0%, bevorzugt von höchstens 1,0%, besonders bevorzugt von höchstens 0,2% und insbesondere von höchstens 0,05% hat.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, bei dem das umlaufende Sieb der Schritte A2 und A3 in Laufrichtung der Faserbahn gegen die Horizontale um einen Winkel von mindes tens 30 und höchstens 40°, bevorzugt um einen Winkel von mindestens 50 und höchs tens 30° und besonders bevorzugt um einen Winkel von mindestens 150 und höchstens 250 aufwärts geneigt ist.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, ferner umfassend einen Schritt, in dem eine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des umlaufenden Siebs erzeugt wird, um das Entwässern der Suspension in Schritt A3 zu unterstützen, wobei die Druckdif ferenz vorzugsweise durch Vakuumkästen oder geeignet geformte Flügel erzeugt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, bei dem eine Vielzahl von Wasserstrah len verwendet wird, um das Wasserstrahlverfestigen in Schritt B auszuführen, wobei die Wasserstrahlen in mindestens einer Reihe quer zur Laufrichtung der Faserbahn an geordnet sind.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, bei dem das Wasserstrahlverfestigen in Schritt B durch mindestens zwei auf die Faserbahn gerichtete Wasserstrahlen be wirkt wird, wobei die mindestens zwei Wasserstrahlen vorzugsweise auf verschiedene Seiten der Faserbahn wirken.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 34, bei dem die Faserbahn in Schritt C durch einen Zylinder unterstützt wird, auf dessen Oberfläche sich die Vielzahl der Er höhungen befindet.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35, bei dem die Fläche jeder Erhöhung, projiziert auf die Oberfläche, die die Faserbahn in Schritt C unterstützt, mindestens 0,1 mm2 und höchstens 15 mm2, bevorzugt mindestens 0,25 mm2 und höchstens 10 mm2 beträgt.
37· Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 36, bei dem das Trocknen in Schritt D zu mindest teilweise durch Kontakt mit Heißluft, durch Infrarotstrahlung oder durch Mik rowellenstrahlung bewirkt wird.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 37, bei dem das Filtermaterial nach dem Trocknen in Schritt D ein Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ist.
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