DE1084626B - Tabakrauchfilterelement - Google Patents
TabakrauchfilterelementInfo
- Publication number
- DE1084626B DE1084626B DEE15952A DEE0015952A DE1084626B DE 1084626 B DE1084626 B DE 1084626B DE E15952 A DEE15952 A DE E15952A DE E0015952 A DEE0015952 A DE E0015952A DE 1084626 B DE1084626 B DE 1084626B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fibers
- filter
- tobacco smoke
- filter element
- smoke filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims description 26
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 title claims description 17
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 title 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 63
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 25
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 18
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 claims description 16
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 claims 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 15
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 15
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 10
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 10
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 10
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 206010000496 acne Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 210000001132 alveolar macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 208000018999 crinkle Diseases 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229960002622 triacetin Drugs 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- 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
- A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
- A24D3/08—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft Tabakrauchfilterelemente, insbesondere verbesserte Zigarettenfilter, die im wesentlichen
aus Stücken eines Bündels durchlaufender, gekräuselter Kunststoffasern bestehen.
Viele der bekannten Tabakrauchfilter bestehen aus Pfropfen oder, Bauschen kurzer Fasern oder Körnern
aus verschiedenem Material für Filterzwecke. Andere werden aus Papier od. dgl. hergestellt. Diese bekannten
Filter sind jedoch in mancher Hinsicht nicht befriedigend. Viele von ihnen sind wenig wirksam, und
andere, besonders die pfropfen- und bauschartigen, sind unvorteilhaft wegen ihres hohen Druckabfalles.
In den letzten Jahren sind gewisse Celluloseacetatgarne
in großem Ausmaß für Zigarettenfilter in Gebrauch gekommen und haben in den meisten Fällen
die vorher verwendeten Papierfilter verdrängt. Obwohl solche garnartigen· Produkte Zigarettenfilter mit
verbesserten Eigenschaften ergeben und aus einem Material bestehen, das sich gut in automatischen
Apparaturen verarbeiten läßt, ergeben sich doch bei solchen Filtern gewisse Nachteile. So ist bei den üblichen
Herstellungsverfahren für Celluloseacetatgarnfilter häufig die Aufbringung von Weichmachern auf
das Garn inbegriffen, wodurch die Fasern des Garnes verbunden werden, damit das Filter steif wird. Dazu as
sind natürlich Zerstäubezellen und' ähnliche Anordnungen zum Aufbringen des Weichmachers erforderlich.
In anderen Fällen wieder, insbesondere wenn Stapelfasergarn von regenerierten Cellulosefasern zur
Erzeugung der Filter vermengt wird, ist es erforderlieh, das Garn mit einem Bindemittel oder Überzug
auf Cellulosebasis zu versehen. Dieser Verfahrensschritt erfordert in ähnlicher Weise die Verwendung
einer Zerstäuberapparatur, eines Eintauchbades oder ähnliches. Es besteht also Bedarf nach noch einfacher
verarbeitbarem Filtermaterial, vor allem aber nach Filtern, die noch wirksamer sind als solche aus Celluloseesterstrang
od. dgl.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Filterwirksamkeit von Strangmaterial im allgemeinen
mit dem Kräuselungsgrad' der Fäden oder Fasern des Stranges zunimmt. Für die Steigerung des Kräuselungsgrades
ergibt sich aber etwa bei Celluloseacetatfasern sehr bald eine nicht überschreitbare obere
Grenze, da bei zu starker Kräuselung die Fasern brechen. Entsprechend besteht eine Grenze für die erzielbare
Filterwirksamkeit.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich Fasern aus Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen, viel
stärker kräuseln lassen, ohne daß sie brechen. Auf Grund dieser Erkenntnis sind gemäß der Erfindung
als Fasern stark gekräuselte Polyolefinfasern vorgesehen. Polypropylenfasern werden dabei bevorzugt.
Obwohl es, wie gesagt, ein Vorteil des Fasermate-Tabakrauchfilterelement
Anmelder:
Eastman Kodak Company,
Rochester, N. Y. (V. St. A.)
Rochester, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. W. Wolff, Patentanwalt,
Stuttgart N, Lange Str. 51
Stuttgart N, Lange Str. 51
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. Juni 1957
V. St. v. Amerika vom 7. Juni 1957
George Patrick Touey
und Robert Chester Mumpower II,
und Robert Chester Mumpower II,
Kingsport, Tenn. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
rials gemäß der Erfindung ist, daß es sich ohne allzu starke Beeinträchigung seiner mechanischen Eigenschaften
stark kräuseln läßt, beschränkt sich die Erfindung nicht auf Tabakrauchfilterelemente, die
stärker gekräuselt sind als bisher übliches Material. Es hat sich nämlich, wie durch das folgende Beispiel IV
belegt, gezeigt, daß auch Filtermaterial aus Polyolefinfasern üblichen Kräuselungsgrades gleichartigem
Filtermaterial aus Celluloseacetatfasern überlegen ist.
Abgesehen vom obenerwähnten Stand der Technik, ist es zwar auch schon bekannt, Schwämme aus den
verschiedensten Kunststoffen für Tabakrauchfilter zu verwenden. Soweit derartige Schwammartige Filter
jedoch den erfindungsgemäßen Filtern hinsichtlich ihrer Filterwirksamkeit nahekommen, haben sie einen
wesentlich höheren Druckabfall, und soweit sie einen vergleichbaren Druckabfall haben, sind ihre Filtereigenschaften
wesentlich schlechter (s. das folgende Beispiel V).
Ein weiterer Vorteil der Filterelemente gemäß der Erfindung ist es, daß eine Kombination solcher stark
gekräuselter Polyolefinfasern mit einer starken Papierumhüllung oder mit einer Hitzebehandlung ein.
verhältnismäßig starres Filter ergibt, ohne daß der Zusatz eines Weichmachers oder Bindemittels erforderlich
ist, wie z. B. die übliche Zugabe einer Klebstoffkomponente auf Cellulosebasis. Das gekräuselte
Material gemäß der Erfindung kann, falls gewünscht, auf bekannten Apparaturen zur automatischen Herstellung
von Zigarettenfilterstäben verarbeitet werden.
Von Vorteil ist es auch, daß Filterelemente gemäß der Erfindung nicht vom Mund oder der, Rauchfeuchtigkeit
durchnäßt oder weich werden sowie wegen der
009 548/156
3 4
hydrophoben Eigenschaften der Polyolefine den Tabak- Es können verschiedene Typen von Kräuselappara-
rauch nicht trocknen oder ihm hydrophile Dämpfe ent- türen verwendet werden. Beispiele befriedigender
ziehen, die mit dem Aroma des Rauches in Zusammen- Kräuselungsanordnungen sind in folgenden USA.-
hang stehen. . Patentschriften angeführt: 2 090 669, 2 311174,
Man verwendet vorzugsweise Polyolefinmaterial 5 2 505 618, 2 698 970, 2 734 228, 2 734 229, 2 734 251,
mit einem Molekulargewicht zwischen 10000 und 2 740 992 und 2 749 233. Die meisten der technisch
1000000, besonders zwischen 30000 und 200000. verwendeten Kräuselungsanordnungen für Textil-Der
Erweichungspunkt des bevorzugten Polyolefins stränge sind vom »Stopfbüchsen-Typ«, obwohl in
liegt zwischen 85 und 160° C. Von den verschiedenen manchen Fällen auch solche vom »Zahnrad-Typ« verindustriell
hergestellten Polyolefinmaterialien werden io wendet werden. Beide Arten sind in den zuvor gePolyäthylen
und Polypropylen bevorzugt. nannten Patentschriften beschrieben. Zur Herstellung
Zur Herstellung der Fasern für die erfindungs- der erfindungsgemäß verwendeten gekräuselten Fasern
gemäßen Filter können sowohl Polyolefine niederer verwendet man mit Vorteil Textilstrangkräuselappa-
Dichte, also z. B. Polyäthylen mit einem Erweichungs_- rate vom »Stopfbüchsen-Typ«,, .da_£S.diese leicht er-
punkt von etwa 90 bis 100° C, als auch solches von 15 möglichen, Kräuselungen im Bereiche von etwa 2 bis
hoher Dichte, d. h. mit einem Erweichungspunkt von zu etwa 16 Kräuselungen prp Zentimeter und eine
110 bis 150° C, verwendet werden. Amplitude von 0,25 bis 2,5 mm zu erzeugen. Unter
Die besondere Herstellungsart des Polyolefinmate- Kräuselungs-»Amplitude« wird der Abstand zwischen
rials ist nicht Gegenstand der Erfindung und ist in der den »Maxima« und »Minima« der gekräuselten
einschlägigen Industrie bekannt. Von Bedeutung aber 20 Fasern einerseits und einer gedachten Mittellinie anist
es, daß das erfindungsgemäß verwendete Polyolefin- dererseits verstanden.
material gegenüber der Feuchtigkeitsabsorption resi- Aus dem Obigen geht hervor, daß die tatsächliche
stent ist. Länge des Faserabschnittes, die in Kräuselungen pro
Ein Polyolefin geeigneter Zusammensetzung wird Zentimeter ausgedrückt ist und von der Zahl der
zu einem Bündel paralleler Fasern versponnen, die 25 Kräuselungen und deren Amplitude abhängt, z. B. in
dann auf einer Textilstrangkräuselungsanordnung ge- einem Abschnit von 1 cm Länge in gekräuseltem Zukräuselt
werden. Bevorzugt wird eine Anordnung ver- stand, tatsächlich 1,75 bis 2 cm, auf den ungekräuselwendet,
die eine einheitliche Kräuselung verleiht. Die ten Zustand bezogen, betragen kann. Daraus ergibt
Anzahl der in dem Bündel oder dem Strang zur Her- sich, daß dem erfindungsgemäß verwendeten Strang
stellung eines Filterstabes befriedigender Eigen- 30 eine beträchtliche Füllkapazität verliehen wird, wenn
schäften erforderlichen Fasern hängt vom Durch- er einen hohen Kräuselungsgrad erhält, und daß den
messer der einzelnen Fasern im Strang ab sowie von Fasern eine gewisse Festigkeit schon allein von diesem
dem Ausmaß der dem Strang verliehenen Kräuselung; hohen Kräuselungsgrad verliehen wird,
im allgemeinen, wenn eine Kräuselung im Bereiche Die wie oben ausgeführt hergestellten, gekräuselten, von etwa 5 bis 12 Kräuselungen pro Zentimeter erteilt 35 durchlaufenden Polyolefinfasern können einer üblichen wird, sind 3500 bis 120000 Fasern bei einer Faser- automatischen Filtererzeugungsapparatur zugeführt stärke von 16 bis 0,5 Denier pro Faser erforderlich. werden.
im allgemeinen, wenn eine Kräuselung im Bereiche Die wie oben ausgeführt hergestellten, gekräuselten, von etwa 5 bis 12 Kräuselungen pro Zentimeter erteilt 35 durchlaufenden Polyolefinfasern können einer üblichen wird, sind 3500 bis 120000 Fasern bei einer Faser- automatischen Filtererzeugungsapparatur zugeführt stärke von 16 bis 0,5 Denier pro Faser erforderlich. werden.
Die folgende Übersicht zeigt, wie die Faserzahl mit In einer solchen Apparatur wird ein Bündel geabnehmendem
Faserdurchmesser in- Strängen schwan- kräuselter Fasern zu einem Filterelement geformt,
ken kann, die einen Kräuselungsgrad im Bereiche von 40 das von einer Papierumhüllung umgeben und in
etwa 5 bis 12 Kräuselungn pro Zentimeter aufweisen. . Stücke zerschnitten wird, die Zigarettenmaschinen zur
Aufbringung des Filters auf die Zigarette zugeführt
Faserstärke
in Denier
pro Faser
in Denier
pro Faser
Ώ ., j „ L, · · ei.· werden. Die erfindungsgemaßen Produkte werden der-
Bereidi der Faserzahl m einem Stab mit . „. _, ° ?, ..., ι · · j ι τ
25,5 mm Umfang art in Zigarettenfilter übergeführt, wobei jedoch Zer-
' 45 stäubezellen und ähnliche Bestandteile wegbleiben
oder, wenn sie schon vorhanden sind, unbenutzt bleiben
können. Zur Erzeugung von Filtern hohen Festigkeitsgrades ist es vorteilhaft, die Papierumhüllung
beträchtlich stärker zu wählen, als dies für Zigaretten-
50000 bis 120000
is 30 000
15 000 bis 25 000
15 000 bis 25 000
". Τςπηη 5° PaPier üblich ist· Während etwa die üblichen Um-
hüllungen für Zigarettenfilter Dicken im Bereiche von
j? " JJJj "x.s iO JJJj hüllungen für Zigarettenfilter Dicken im Bereiche von
1S 0,02 bis 0,04 mm aufweisen, liegt die erfindungsgemäß
Die Erfindung ist nicht auf ein bestimmtes Ver- bevorzugte Dicke im Bereiche von 0,08 bis 0,15 mm.
fahren zum Verspinnen des Polyolefinmaterials zu Zur Erzielung solcher vorteilhafter Ergebnisse können
Fasern beschränkt. Beliebige, in der Textilindustrie 55 beliebige Arten von Papierumhüllungen dieses Dickefür
die Herstellung von Polyolefinfasern üblichen bereiches verwendet werden; diese bevorzugte Dicke
Verfahren können zur Herstellung der erfindungs- kann also auch durch mehrere Schichten dünneren
gemäß verwendeten Fasern verwendet werden, sofern Papiers oder durch Aufbringen eines Überzuges auf
nur dabei ein geeignetes Denier erzielt wird. übliches Zigarettenpapier erhalten werden.
Wie schon gesagt, wird gemäß der vorzugsweisen 60 Die Verwendung steiferen oder stärkeren Um-Ausführungsformen
der Erfindung dem Strang par- hüllungsmaterials dient einer besseren Stärke des alleler Fasern ein verhältnismäßig hoher Kräuselungs- Stabes, doch können auch andere Verfahren mit oder
grad verliehen. Wenn man Fasern herstellen will, die ohne solche starke Papierumhüllungen verwendet werden
bekannten für Filter verwendeten Fasern einiger- den, um dem Filter Härte zu verleihen. So kann z. B.
maßen ähnlich sind, so kann man dem Strang auch 65 das erfindungsgemäße Faserbündel durch einen ereinen
niedereren Kräuselungsgrad, etwa in der Größen- hitzten Metallformblock geführt werden. Durch die
Ordnung von 2 bis 5 Kräuselungen pro Zentimeter Hitze werden die thermoplastischen Fasern gemäß der
verleihen. Selbst dann wird, wenn man im Rahmen Erfindung nicht nur oberflächlich verschmolzen, sonder
Erfindung liegende Polyolefinmaterialien verwen- dem die Hitze verursacht auch ein gewisses Schmeldet,
ein den bekannten überlegenes Filter erhalten. 70 zen innerhalb des Filterelementes an den Stellen, wo
die stark gekräuselten Fasern einander berühren. Auf diese Weise können selbst kohärente Filterelemente
erzeugt werden, ohne daß eine äußere Umhüllung oder ein Weichmacher- oder Überzugsmittelzusatz für
die Fasern erforderlich ist. Wie gesagt, wird jedoch die Kombination von stark gekräuselten Fasern mit
einer starken Papierumhüllung bevorzugt.
Es ist ersichtlich, daß das gekräuselte Polyolefinvielfasermaterial
gemäß der Erfindung auf verschie-
Faser hergestellt. Das gereckte Garn hat eine Festigkeit von 4,7 g pro Denier, eine Dehnung von 35% und
einen Erweichungspunkt um 126° C. Es wird in Strangform gebracht (16000 Fasern) und mit etwa
5 11 Kräuselungen pro Zentimeter versehen. Der gekräuselte Strang wird auf eine Breite von etwa 30 cm
ausgebreitet und einer Filterstaberzeugungsmaschine zugeführt, die ihn in die Form eines festen Bündels
bringt und mit einer weißen, 0,10 mm starken Papierdene
Art und Weise in üblichen Apparaturen zu io umhüllung versieht. Die gebildeten. Filterstäbe sind,
Filterelementen verarbeitet werden kann, wobei diese ohne daß eine Hitzebehandlung erforderlich ist, durch
in einer starken Papierumhüllung untergebracht oder die starke Papierumhüllung genügend fest. Sie haben
in einer anderen Weise, bei der ein Umhüllung nicht eine Länge von 90 mm und einen Umfang von
erforderlich ist, verarbeitet werden können. 25,7 mm; ihr durchschnittlicher Druckabfall beträgt
Versuche mit den Filterelementen gemäß der Erfm- 15 etwa 22,8 cm. Zwei solche Pfropfen werden in Stücke
dung haben gezeigt, daß diese eine größere Menge von 15 mm Länge zerschnitten und diese auf 10
Teer und Nikotin entziehen mit etwa dem gleichen »King-size«-Zigaretten (Marke A) aufgesetzt, die um
oder sogar geringerem Druckabfall, als er bei den im 15 mm verkürzt wurden. Diese Filterzigaretten
Handel erhältlichen Filterelementen auftritt. wurden auf der automatischen Rauchmaschine zu
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung in 20 Stummellängen von 35 mm abgeraucht und der ge-Fig.
1 eine gemäß der Erfindung gekräuselte Poly- sammelte Rauch auf Nikotin- und Teergehalt analyolefinfaser,
Fig. 2 ein Tabakrauchfilterelement, wie es gemäß der Erfindung für Zigaretten verwendet wird.
Das Filterelement besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus dem 25
Stück 2 eines Bündels von Fasern 1, das von einer Papierhülse 3 umgeben ist.
Beispiele I und II erläutern bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, Beispiele III bis V dienen
hauptsächlich Vergleichszwecken.
Gerecktes
Polyäthylenfilter
Polyäthylengarn hoher
Dichte von
siert. Die Ergebnisse siehe in Tabelle I.
Beispiel III
Celluloseacetatfilter
Celluloseacetatfilter
Zu Vergleichszwecken wird ein übliches Celluloseacetatfilter des Handels hergestellt. Dieses wurde aus
Celluloseacetat des Handels mit 40°/» Acetyl durch Verspinnen zu Garn von 5,0 Denier pro Faser in üb-30
licher Weise hergestellt. Dieses Garn hat eine Festigkeit von 1,2 g pro Denier und eine Dehnung von 32°/o.
Sein Erweichungspunkt liegt um 195° C. Es wird in einen Strang von 16000 Fasern übergeführt und mit
etwa 5 Kräuselungen pro Zentimeter (der für die ge-
0,5 Denier pro Faser wird durch Schmelzverspinnen 35 wohnlichen Celluloseacetatfilterstränge übliche Kräusevon
Polyäthylen durch eine 50-Loch-Spinndüse mit lungsgrad) versehen. Der gekräuselte Strang wird auf
öffnungen von 0,30 mm erzeugt. Es hat eine Festig- eine Breite von etwa 30 cm ausgebreitet und einer
keit von 2,9 g pro Denier, eine Dehnung von 30% Filterstaberzeugungsmaschine zugeführt, die ihn zu
und einen Erweichungspunkt um 115° C. Es wird in einem Bündel zusammenfaßt und mit üblichem Zi-Strangform
gebracht (16000 Fasern), und ein Anteil 40 garettenpapier umhüllt. Die Filterstäbe haben einen
des Stranges wird auf einer Textilkräuselapparatur Umfang von 25,7 mm Sie sind auch nach lstündigem
mit etwa 10 Kräuselungen pro Zentimeter versehen, Erhitzen auf 1500C noch ganz weich. Sie werden
wobei diese alle in einer Richtung senkrecht zur nicht für Vergleichszwecke verwendet. Ein anderer
Faserlängsachse verlaufen. Der gekräuselte Strang Teil des ausgebreiteten Stranges wird mit einem
wird zu einer Breite von etwa 30 cm ausgebreitet und 45 Weichmacher (Glycerintriacetat) besprüht, bis das
einer Filterstaberzeugungsmaschine zugeführt, die zur Gesamtgewicht des besprühten Stranges zu 85% aus
Erzeugung von mit Zigarettenpapier umhüllten Garn und zu 15% aus Weichmacher besteht. Der beFiltern
dient. Die Stäbe sind 90 mm lang und haben sprühte Strang wird in der angegebenen Weise zu
einen Umfang von 25,5 mm. Nach 10 Sekunden Filterstäben geformt. Nach lstündiger Lagerung bei
langem Erhitzen auf 12O0C haben die Stäbe einen 50 Zimmertemperatur (etwa 240C) sind sie ungefähr
befriedigenden Festigkeitsgrad und einen Druck- ebenso fest wie die bevorzugten papierumhüllten
abfall von etwa 23,2 cm bei einer Luftdurchströmge- Polyäthylen- und Polypropylenstäbe der Beispiele I
schwindigkeit von 17,5 mm pro Sekunde. Zwei der bzw. II. Die weichgemachten Pfropfen werden zu
Stäbe werden zu 15 mm langen Stücken zerschnitten 15 mm langen Stücken zerschnitten und auf 10 »King-
und diese auf 10 »King-size«-Zigaretten (Marke A) 55 size«-Zigaretten (Marke A) aufgesetzt, die um 15 mm
aufgesetzt, die um 15 mm verkürzt wurden. Diese verkürzt wurden. Diese Filterzigaretten werden auf
Filterzigaretten werden auf einer automatischen
Rauchmaschine, ähnlich der von J.A.Harlan und
H. R. Hanmer in »Industrial and Engineering
Chemistry«, Bd. 28, S. 836 ff. (1936), beschriebenen, zu 60
Stummellängen von 35 mm abgeraucht. Der durch die
Rauchmaschine, ähnlich der von J.A.Harlan und
H. R. Hanmer in »Industrial and Engineering
Chemistry«, Bd. 28, S. 836 ff. (1936), beschriebenen, zu 60
Stummellängen von 35 mm abgeraucht. Der durch die
der automatischen Rauchmaschine zu Stummellängen von 35 mm abgeraucht. Die Ergebnisse des Versuchs
siehe in Tabelle I.
Filter streichende Rauch wird gesammelt und auf Nikotin- und Teergehalt analysiert. Die Ergebnisse
des Versuchs zeigt Tabelle I.
Beispiel II Polypropylenfilter
Durch Verspinnen von Polypropylen durch eine 50-Loch-Spinndüse mit öffnungen von 0,30 mm wird
Beispiel IV
Polyäthylenfilter
Polyäthylenfilter
Zum Vergleich mit Beispiel III wird ein Filter der unten angegebenen Art hergestellt, d. h. ein PoIy-65
äthylenfilter mit einer Kräuselung, die der für die Celluloseacetatfilter üblichen entspricht.
Demgemäß wird ein Anteil des Polyäthylenstranges (33000 Fasern) gemäß Beispiel I mit nur etwa
5 Kräuselungen pro Zentimeter versehen. Der so ge-
ein gerecktes Polypropylengarn von 4,8 Denier pro 70 kräuselte Strang wird zu Pfropfen geformt, gehärtet
und die 15 mm langen Filterstücke, wie im Beispiel I
beschrieben, geprüft. Der Druckabfall daraus hergestellter Filterzigaretten und die zurückgehaltenen
Nikotin- und Teermengen sind in Tabelle I angeführt.
Art der 85 mm langen,
zu 35-mm-Stummeln verrauchten
Zigarette
| Durchschnitt licher Druck abfall Zigaretten (in Wasser) |
Milligramm Teer im Rauch (10 Zigaretten) |
Milligramm Nikotin im Rauch (10 Zigaretten) |
Prozent des durch das Filter zurück gehaltenen Teers |
| 8,0 | 170 | 26 | — |
| 10,2 | 120 | 19 | 29 |
| 10,2 | 124 | 19 | 27 |
| 9,8 | 139 | 22 | 18 |
| 9,8 | 129 | 20 | 24 |
Prozent
des durch das
Filter zurückgehaltenen
Nikotins
des durch das
Filter zurückgehaltenen
Nikotins
Marke A, kein Filter
Marke A, Polyäthylenfilter,
Beispiel I
Beispiel I
Marke A, Polypropylenfilter,
Beispiel II
Beispiel II
Marke A, Celluloseacetatfilter,
Beispiel III
Beispiel III
Marke A, Polyäthylenfilter,
Beispiel IV
Beispiel IV
Die Ergebnisse von Tabelle I zeigen, daß die Polyäthylen-
und Polypropylenfilter mehr Teer und Nikotin aus dem Zigarettenrauch entziehen als die
bekannten Filter gleicher Faseranzahl und Druckabfalls. Das Polyäthylenfilter mit der gleichen Anzahl
von Kräuselungen (fünf) wie das Celluloseacetatfilter entfernt mehr Nikotin und Teer als dieses. Das zeigt,
daß Polyäthylen- und Polypropylenfasern bessere Zigarettenrauchfilter sind als die bekannten Filter auf
Cellulosebasis. Außer dem einfachen mechanischen Vorgang des Entfernens von Teer- und Nikotinteilchen
beim Durchstreichen nehmen die erfindunggemäßen Filter auch eine elektrostatische Aufladung an, die
Rauchteilchen an ihrer Oberfläche festhält.
Zum Vergleich mit schwammartigen Tabakrauchfiltern werden die Eigenschaften derartiger Filter
denen eines Filters bestehend aus 33 000 Polyäthylenfasern mit einem Denier von 2,6 und einem Kräuselungsgrad
von 7,2 pro Zentimeter gegenübergestellt. Sämtliche verglichenen Filterstücke haben eine Länge
von 15 mm und einen Umfang von 25,5 ±0,1 mm. Zur Herstellung der schwammartigen Filter wird der betreffende
Schwamm in zylindrische Stäbe zerschnitten und dann in eine Papierumhüllung des angegebenen
Umfangs eingepreßt sowie zu 15 mm langen Stücken zerschnitten. Das Polyäthylenfilter wird hergestellt,
wie im Beispiel I beschrieben.
Die zu vergleichenden Filter werden auf Standard-Zigarertten
aufgesetzt und auf der oben beschriebenen automatischen Rauchmaschine zu Stummellängen von
35 mm abgeraucht. Die Ergebnisse lauten wie folgt:
Filtermaterial
Polyäthylenstrang ...
Gelatineschwamm
Gelatineschwamm
Schwamm aus regenerierter Cellulose ...
Diisocyanatschwamm
Druckabfall
in
Zentimeter
Wassersäule
Wassersäule
4,5
6,25
6,25
7,5
4,5
Prozent des durch
das Filter entfernten
das Filter entfernten
Nikotins I Teers
34
28
30
19
19
33
29
29
30
20
60
65 27
27
16
23
27
16
23
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß gemäß der Erfindung verhältnismäßig wirksame neue und ökonomische
Tabakrauchfilter erhalten werden. Außer den ausgeführten vorteilhaften Filtereigenschaften
weisen die Filter gewisse andere Vorteile auf. So sind sie fest, ohne daß ein flüssiges Bindemittel erforderlich
ist; auch können die Faserstränge, da PoIyolefinfasern an und für, sich fester sind als solche auf
Cellulosebasis, wesentlich stärkere Spannungen bei der Herstellung der Filterstäbe aushalten. Dadurch
ist eine größere Herstellungsgeschwindigkeit der Filter möglich.
Claims (7)
1. Tabakrauchfilterelement, das im wesentlichen aus Stücken eines Bündels durchlaufender, gekräuselter
Kunststoffasern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern stark gekräuselte PoIyolefinfasern
(1) vorgesehen sind.
2. Tabakrauchfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polypropylenfasern
vorgesehen sind.
3. Tabakrauchfilterelement nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern
(1) 5 bis 16 Kräuselungen pro Zentimeter aufweisen.
4. Tabakrauchfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kräuselungen eine Amplitude von etwa 0,25 bis 2,5 mm haben.
5. Tabakrauchfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte
Fasern des Bündels in statistischer Verteilung Verschweißungsstellen aufweisen.
6. Tabakrauchfilterelement nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bündelstücke (2) mit einer starken papierenen Umhüllung (3) versehen sind.
7. Tabakrauchfilterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier (3) eine
S tärke von etwa 0,08 bis 0,15 mm hat.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr.. 264 287;
USA.-Patentschrift Nr. 2 228 383.
Schweizerische Patentschrift Nr.. 264 287;
USA.-Patentschrift Nr. 2 228 383.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 009 548/156 6.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1084626XA | 1957-06-07 | 1957-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1084626B true DE1084626B (de) | 1960-06-30 |
Family
ID=22322366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEE15952A Pending DE1084626B (de) | 1957-06-07 | 1958-06-02 | Tabakrauchfilterelement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1084626B (de) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3173426A (en) * | 1961-10-09 | 1965-03-16 | Eastman Kodak Co | Tobacco smoke filter |
| DE1192571B (de) * | 1960-05-05 | 1965-05-06 | Eastman Kodak Co | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstraengen aus einem Buendel gekraeuselter Faeden |
| DE1242133B (de) * | 1961-06-02 | 1967-06-08 | Reeves Bros Inc | Stabfoermiges Tabakrauchfilterelement |
| DE1296064B (de) * | 1963-06-04 | 1969-05-22 | United States Filter Corp | Fadenfilter fuer Tabakrauch, OEl oder andere Fluessigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE1432623B1 (de) * | 1963-03-08 | 1970-11-12 | Celanese Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstaeben fuer Zigaretten od.dgl. |
| WO2011042174A3 (en) * | 2009-10-09 | 2011-06-30 | Philip Morris Products S.A. | A method and apparatus for manufacture of smoking article filter assembly including electrostatically charged fibers |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2228383A (en) * | 1939-11-22 | 1941-01-14 | Berl Ernst | Tobacco smoke filtering |
| CH264287A (fr) * | 1948-09-28 | 1949-10-15 | Pouterman Elie | Filtre pour fumée de tabac et procédé de fabrication d'un tel filtre. |
-
1958
- 1958-06-02 DE DEE15952A patent/DE1084626B/de active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2228383A (en) * | 1939-11-22 | 1941-01-14 | Berl Ernst | Tobacco smoke filtering |
| CH264287A (fr) * | 1948-09-28 | 1949-10-15 | Pouterman Elie | Filtre pour fumée de tabac et procédé de fabrication d'un tel filtre. |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1192571B (de) * | 1960-05-05 | 1965-05-06 | Eastman Kodak Co | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstraengen aus einem Buendel gekraeuselter Faeden |
| DE1242133B (de) * | 1961-06-02 | 1967-06-08 | Reeves Bros Inc | Stabfoermiges Tabakrauchfilterelement |
| US3173426A (en) * | 1961-10-09 | 1965-03-16 | Eastman Kodak Co | Tobacco smoke filter |
| DE1432623B1 (de) * | 1963-03-08 | 1970-11-12 | Celanese Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstaeben fuer Zigaretten od.dgl. |
| DE1296064B (de) * | 1963-06-04 | 1969-05-22 | United States Filter Corp | Fadenfilter fuer Tabakrauch, OEl oder andere Fluessigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung |
| WO2011042174A3 (en) * | 2009-10-09 | 2011-06-30 | Philip Morris Products S.A. | A method and apparatus for manufacture of smoking article filter assembly including electrostatically charged fibers |
| US8534294B2 (en) | 2009-10-09 | 2013-09-17 | Philip Morris Usa Inc. | Method for manufacture of smoking article filter assembly including electrostatically charged fiber |
| US9788572B2 (en) | 2009-10-09 | 2017-10-17 | Philip Morris Usa Inc. | Method and apparatus for manufacture of smoking article filter assembly including electrostatically charged fibers |
| US10226070B2 (en) | 2009-10-09 | 2019-03-12 | Philip Morris Usa Inc. | Filter rod including electrostatically charged fibers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE68916902T2 (de) | Selektive Abgabe und Retention von Nikotin-Nebenprodukten aus Zigarettenrauch. | |
| DE69430010T2 (de) | Zweikomponent-fasern und daraus hergestellte tabakrauchfilter | |
| DE3712836C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Zigarettenfilterelementen | |
| DE1532162A1 (de) | Zigarettenfilter | |
| DE68923858T2 (de) | Selektive Abgabe und Retention von Aldehyd und Nikotin-Nebenprodukten aus Zigarettenrauch. | |
| DE69009103T2 (de) | Nichtgewebte Faserbahn für Tabakrauchfilter. | |
| DE1930435C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen eines Filterstabes für Zigaretten oder dergleichen | |
| EP3861159B1 (de) | Wasserstrahlverfestigtes filtermaterial für rauchartikel | |
| DE3932891C2 (de) | Tabakrauchfilter mit partikelförmigem Zusatzstoff und Verfahren zum Herstellen eines Tabakrauchfilters | |
| DE960788C (de) | Rauchfilterkoerper fuer Tabakwaren, insbesondere als Filtermundstueck fuer Zigaretten | |
| DE1407402B (de) | Fadenstrang für die Herstellung von Tabakrauchfilterelementen | |
| DE1028926B (de) | Filterelement fuer Tabakrauch | |
| DE1115170B (de) | Tabakrauchfilter | |
| CH448856A (de) | Verfahren zum Herstellen eines formbeständigen stabförmigen Körpers, Apparat zum Ausführen des Verfahrens, nach dem Verfahren hergestellter stabförmiger Körper und Verwendung desselben | |
| DE2062543A1 (de) | Tabakrauchfilter und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE1407416A1 (de) | Vorrichtung zum Herstellen von Tabakwarenfiltern | |
| DE2944981A1 (de) | Herstellungsverfahren fuer stabfoermige faserbuendel-elemente | |
| DE102004048651A1 (de) | Tabakrauchfilter oder -filterelemente mit einem Gehalt an Zusatzstoffen | |
| DE3032502A1 (de) | Filter fuer tabakrauch | |
| DE1632236C3 (de) | Tabakfilter und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2020115B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Filtermaterial für Rauchwaren | |
| DE1692901A1 (de) | Tabakrauchfilter und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE1084626B (de) | Tabakrauchfilterelement | |
| DE2630576A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von tabakrauch-filterstaeben | |
| DE3032478C2 (de) |