DE2341686A1

DE2341686A1 - Verfahren zur herstellung eines zigarettenfilters aus celluloseacetatfasern

Info

Publication number: DE2341686A1
Application number: DE19732341686
Authority: DE
Inventors: Junji Kawamoto; Hideo Sawada
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1972-08-17
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2341686C3; JPS4936899A; JPS5115119B2; GB1406748A; DE2341686B2

Description

Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasernj sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern, bei dem den Celluloseacetatfasern ein Weichmacher zugesetzt wird, der einen Diacetat-, Dipropionat- oder Dibutyratester von 1,3-Butylenglykol als Bestandteil enthält.

Ein Ueichmacher für einen Zigarettenfilter aus Celluloseacetatfasern löst die Celluloseacetatfasern dort, wo

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er rait den Fasern in Kontakt kommt, teilweise auf und verbindet die aufgelösten Fasern miteinander an willkürlich verteilten Kontaktpunkten, wodurch der aus den Fasern bestehende Filter seinen Umfang beibehält und die Fasern in der Filterform in geeigneter Heise gehärtet v/erden. Der Weichmacher ist somit als eine Komponente unerläßlich, die dem Filter die für das nachfolgende Zerschneiden der Fasern in der Filterform zu Filterstöpseln erforderliche Härte verleiht, '

Im allgemeinen werden für Celluloseacetatfasern, die Zigarettenfilter aufbauen, Triacetin, Diacetat-, Dipropionatuud Dibutyratester von Polyäthylenglykol, Dimetho:>yäthylphthalat und Triäthyleitrat verwendet. Wenn Triäthylcitrat und Dimethoxyäthylphthalat als Weichmacher verwendet v/erden, müssen die Filterstöpsel zur Erhärtung der Filterstöpsel auf hohe Temperaturen oberhalb Raumtemperatur 2 bis 4 Stunden lang erhitzt werden. Zwar ist Triacetin als Weichmacher bekannt, der bei Raumtemperatur härtet, jedoch dauert es mehr als 24 Stunden, bis die Härtung beendet ist. Ein Diacetat, Dipropionat oder Dibutyrat von Triäthylenglykol ist zwar ein Weichmacher, der bei Raumtemperatur innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit eine ausreichende Härte (Festigkeit) verleiht, er befriedigt jedoch nicht im Hinblick auf den Zigarettengeschmack.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Zigarettenfiltern aus Celluloseacetatfasern anzugeben, bei dem ein Weichmacher verwendet wird, der die vorstehend geschilderten

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Nachteile nicht aufweist, der insbesondere sehr schnell aushärtet.

Es wurde nun gefunden, daß dieses Ziel erfindungsgouaß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern erreicht werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen aus Celluloseacetatfasern bestehenden Strang öffnet, -dem geöffneten Strang 1 bis 20 Gcvv.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, eines Weichmachers zusetzt, der als Bestandteil einen Diacetat-, Dipropionat- und/oder Dibutyratester von l,3-13ut3'-le)^^r,lykol. enthält, und den so behandelten geöffneten Strang zur Herstellung eines Filters zusammenfaßt.

Dadurch, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Weichmacher verwendet wird, der als Bestandteil eine Diestei'verbindung aus der oben angegebenen Gruppe von 1,3-Butylenglykol enthält, kann den Filterstöpseln bei Raumtemperatur innerhalb einer kurzen Zeit eine ausreichende Härte bzw. Festigkeit verliehen werden» Die durch den erfindungsgeinäß verwendeten Weichmacher erzielte Härtungsgeschwindigkeit ist höher als die Härtungsgeschwindigkeit von Triäthylenglykoldiacetat, von dem bekannt ist, daß es unter den konventionellen Weichmachern die höchste Härtungsgeschwindigkeit aufweist. Außerdem ist der erfindungsgemäß verwendete Weichmacher geruchlos und nicht-toxisch und beeinträchtigt den Geschmack bzw. das Aroma der Zigarette nicht.

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Bei den erfindungsgemäß verwendbaren- Diestcrverbindungen von 1,3-Butylenglykol handelt es sich um Verbindungen der allgemeinen Formel

R- COOCH CiI CII- OCOR

worin R eine Methyl-, Äthyl- oder Butylgruppe bedeutet, und diese Verbindungen können einzeln oder in Kombination mit einem anderen Weichmacher verwendet werden. Da diese Diester von 1,3-Butylenglykol einen sehr hohen Plastifizierungseffekt haben, können selbst dann zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden, wenn sie in geringeren Mengen als den üblicherweise im Falle von Triacetin und Triüthylenglykoldiacetat angewendeten Mengen verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung xiird der Weichmacher in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, verwendet.

Die Celluloseacetatfasern werden erfindungsgemäß in Form eines Stranges verwendet, der durch Zusammenfassen von 5 000 bis 100 000 kontinuierlichen (endlosen) Fäden mit einem Titer von 1 bis 16 Denier erhalten worden ist. Dem Strang werden vorzugsweise 10 bis 30 gleichmäßige Kräuselungen pro 25 ram Stranglänge erteilt.

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Erfindimgsgemäß kann jedes beliebige Verfahren angewendet worden, mit dessen Hilfe es möglich ist, den

Weichmacher gleichmäßig auf die Celluloseacetatfasern aufzubringen. So kann beispielsweise der Weichmacher nach einem bekannten Verfahren unter Verwendung einer Sprühpistole oder eines Dochtes sowohl auf die obere als auch auf die untere Oberfläche des Stranges aufgebracht werden. Wenn die Wei'chmachermenge zu, groß ist, werden die Celluloseacetatfasern so stark aufgelöst, daß zähe Flüssigkeiten (Pasten) gebildet werden. Es ist daher erwünscht, daß der .Weichmacher gleichförmig aufgebracht wird. Wenn die Weichmachermenge zu gering ist, wird keine ausreichende Bindung zwischen den Fasern erzielt. Es ist daher wichtig, daß der Weichmacher im Innern des Strangbandes gleichförmig verteilt ist.

Die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Strängen mit einem eingearbeiteten Weichmacher kann erfindungsgemäß nach Verfahren erfolgen, wie sie derzeit großtechnisch für die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Celluloseacetatfasern durchgeführt werden. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Filter ist dadurch charakteri-"siert, daß die den Celluloseacetatfasern eigenen Eigenschaften nicht verloren gehen und daß eine sehr hohe Hiirtungsgeschwindigkeit beibehalten werden kann. Dementsprechend ist die νοχ-liegende Erfindung von großem technischen Wert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In diesen

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Beispielen wurde die Filterstöpselhärte nach dem folgenden Verfahren bestimmt: Auf einen horizontal angeordneten Probestüpsel wurde durch eine Scheibe mit einem Durchmesser von 12 ram 10 Sekunden lang eine Leint von 300 g einwirken gelassen. Die Eindringtiefe einer durch die Last gebildeten Kerbe wurde gemessen, V7obei 0,1 mm als eine Einheit festgelegt wurde, bis herpnter zu Bruchteilen der Einheit. Ein niedrigerer Uert gibt an, daß die Probe hart war, wühcend ein höherer Uert angibt, daß die*Probe weich war.

Der Widerstand gegen das Eindringen von Luft (Luftdurchlässigkeit) wurde durch den Widerstandsdruck, genessen in Millimeter Wassersäule, ausgedrückt, der erhalten wurde, wenn durch ein Filterstöpsel einer Länge von 102 mm mit einer Geschwindigkeit von 17,5 ml/Sek. Luft hindurchgeleitet wurde.

• Beispiel 1 bis 7

Ein Celluloseacetat-Faserstrang mit einem Fadentiter von 4 Denier und einem Gesamttiter von 43 000 Denier mit 26 Kräuselungen pro 25 mm Stranglänge wurde geöffnet und dem geöffneten Celluloseacetat-Faserstrang wurde unter Verwendung einer Ueichmacherauftragsvorrichtung 1,3-Butylenglyko 1-diacetat oder eine Mischung aus gleichen Mengen dieses Diacetats und einem anderen Weichmacher in der vorgeschriebenen Menge zugesetzt. Dann wurde der Strang in eine Papierumwicklungsvorrichtung eingeführt und mit einem Filterumwickelungspapier umwickelt. Dann wurde er zu Stücken (Filterstöpseln) einer Länge von 102 mm zerschnitten. _{ßAD 0B1}qi_NAL

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Dann wurden die Eigenschaften des dabei erhaltenen Filterstöpsels, beispielsweise das Stöpselgewicht, der Widerstand gegen eindringende Luft ( die Luftdurchlässigkeit ) und die Härte des Filterstöpsels bestimmt, der 1 bis 24 Stunden lang nach Beendigung der Umwickelung bei 20 C liegengelassen worden war. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal als Weichmacher Triacetin, Triäthylenglykoldiacetat, Triäthylenglykoldipropionat und Tetraäthylenglykoldipropionat verwendet wurden. Auch bei den so hergestellten Filterstöpseln und bei einem Filterstöpsel, der auf die gleiche Weise wie oben_#jedoch ohne Verwendung eines Weichmachers,hergestellt worden war, wurde die Härte bestimmt, nachdem die Filterstöpsel 1 bis 24 Stunden lang bei 20 C liegengelassen worden waren. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I als Ergebnisse von Vergleichsbeispielen angegeben.

Aus den Ergebnissen der nachfolgenden Tabelle I geht hervor, daß die zur Herstellung eines Filterstöpsels mit einer ausreichenden Härte (von weniger als 10) erforderliche Zeit bei Verwendung von Triacetin oder Triäthylenglykoldiacetat 24 Stunden betrug, daß jedoch im Falle der Verwendung von 1.,3-Butylenglykoldiacetat bereits nach einer Stunde eine ausreichende Härte erreicht worden war. Daraus geht auch hervor, daß durch Verwendung einer geringeren Menge des Weichmachers im Falle von 1,3-Butylenglykoldiacetat

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ein ausreichender Effekt erzielt werden kann.

Jeder der so erhaltenen Filterstöpsel mit einer Länge von 102 ram wurde in 6 Filterspitzen mit einer Länge von 17 mm zerlegt. Eine Spitze einer handelsüblichen Hi-Light-Zigareüte (Handelsname) wurde entfernt und anstelle dieser
Spitze wurde die Filterspitze aufgesetzt. Bei einem Abrauchversuch wurde festgestellt, daß im Falle der Ver-Wendung eines Weichmachers, der 1,3-Butylenglykoldiacetat enthielt, ein besonders guter Geschmack und ein besonders gutes Aroma erhalten \mrden.

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	Beispiel Nr,	•	Weichmacher	Art	Tabelle	I	Stöpsel	Widerstand	Härte	nach 24 Std.
		1,3-Butylenglykol-di- acetat It		gewicht (g/Stöpsel)	gegen das Eindringen von Luft (ram H₉O)	nach 1 Std.	9,5 8,3
	1 2	Il	Gew.-%	0,735 0,725	• 272 268	9,7 8,9	8,1
	3	Il	4,5 6,5	0,724	265	⁸>9	7,8
O	4	Il	7,2	0,749	259	8,8' ·	7,2
co 00	5	9,9	0,733	. 258	8.3	7,8
O	6	13,8	0,751	261	8.2
O 00 co	Mischung aus gleichen 7,1 Mengen 1,3-Butylenglykol-

Vergl.beisp.
1

2
• 3

Mischung aus 1,3-Butylenglykol· diacetat und Triäthylen- 8,3 glykoldiacetat

- (kein Zusatz) 0 Triacetin 8,0

Triäthylenglykoldiacetat 6,3 Triäthylenglykoldi- 9,0

0,748

propionat

Tetraäthylenglykoldipropionat

9,5

0,740

259

260

8,0

10

7,6

0,677	247	12,1	12,7	234'
0,735 0,743	259 253	10,5 10	8,3 9,8	1686
0,738	258	10	8,5

7,3

Claims

P atentansprüche

.) Verfahren zur Herstellung eines ZigarettenfilLers aus Celluloseacetatfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man einen aus Celluloseacetatfasern bestehenden Strang öffnet, dem geöffneten Strang 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, eines Weichmachers zusetzL, der als Bestandteil einen Diacet^t-, Dipropionat- und/oder Dibutyratester von 1,3-Butylenglykol enthält, und den so behandelten geöffneten Strang zur Herstellung eines Filters zusammenfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Weichmacher in" einer Menge von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, zusetzt.
3'. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Celluloseacetatfaserstrang verwendet, der durch Zusammenfassen von 5 000 bis 100 000 endlosen Fäden mit einem Titer von 1 bis 16 Denier erhalten worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Celluloseacetatfaserstrang verwendet, der 10 bis 30 gleichmäßige Kräuselungen pro 25 mm Stranglänge aufweist.

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