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DE2362701C3 - Zigarettenfilter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Zigarettenfilter und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number
DE2362701C3
DE2362701C3 DE19732362701 DE2362701A DE2362701C3 DE 2362701 C3 DE2362701 C3 DE 2362701C3 DE 19732362701 DE19732362701 DE 19732362701 DE 2362701 A DE2362701 A DE 2362701A DE 2362701 C3 DE2362701 C3 DE 2362701C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cellulose acetate
plasticizer
plasticizers
acetate fibers
strand
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.)
Expired
Application number
DE19732362701
Other languages
English (en)
Other versions
DE2362701A1 (de
DE2362701B2 (de
Inventor
Junji Kawamoto
Hideo Sawada
Original Assignee
Daicel Ltd., Osaka (Japan)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Ltd., Osaka (Japan) filed Critical Daicel Ltd., Osaka (Japan)
Priority to DE19732362701 priority Critical patent/DE2362701C3/de
Publication of DE2362701A1 publication Critical patent/DE2362701A1/de
Publication of DE2362701B2 publication Critical patent/DE2362701B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2362701C3 publication Critical patent/DE2362701C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/08Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
    • A24D3/10Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Description

O ü
Il I!
CH, -C -CH2 -CH, -C OR
worin R Alkyl mil I bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, besteht und in Anteilen von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, im Produkt vorliegt.
2. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Weichmachers im Produkt 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters nach Anspruch 1, wobei man einen Strang aus Celluloseacetatfasern rollt, mit einem Weichmacher imprägniert und zu einem Zigarettenfilter zusammenfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strang mit einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel
O C)
Il Il
CH, C-CH2-CH, C C)R
worin R Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, imprägniert.
Die Erfindung betrifft einen Zigaretlenfilter aus einem Stab aus Celluloseacetatfasern, der mit einem Weichmacher imprägniert ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zigarettenfilters, wie er beispielsweise in der japanischen Patentschrift 2 78v>71 (Patentveröffentlichung Nr. 5750/59) beschrieben ist, wobei man einen Strang aus Celluloseacetatfasern rollt, mit einem Weichmacher imprägniert und zu einem Zigarettenfilter zusammenfaßt.
Als bevorzugte Weichmacher für Celluloseacetatfasern, die zu Zigarettenfiltern verarbeitet werden, werden bekanntlich Glycerintriacetat, d. h. Triacetin, und Diacetate, Dipropionate und Dibutyrate von Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol und Pentaäthylenglykol verwendet. Da Triacetin keine ausreichend hohe Härtungsgeschwindigkeit ergibt, dauert es bei Verwendung von Triacetin als Weichmacher lange, um dem Filter die vorgeschriebene Härte zu verleihen. Außerdem tritt während des Zerschneiden und/oder
während der Lagerung leicht eine Deformation auf. Es ist bekannt daß ferner der bittere Geschmack von Triacetin den Geschmack und das Aroma der Zigaretten beeinträchtigt. Bei Verwendung von Glykolestern, wie Triäthylenglykoldiacetat, ist bekanntlich zwar die Aushärtungsgeschwindigkeit hoch, das Phenolfilterverhältnis ist hoch, und diese Eigenschaften ändern sich im Verlaufe der Zeit kaum. Diese Weichmacher lösen jedoch die Fasern übermäßig stark, wodurch durch teilweise Auflösung der Fasern Hohlräume entstehen. Die Folge davon ist, daß der Druckabfall und die Filtrierwirksamkeit herabgesetzt werden. Außerdem ergeben diese Weichmacher keinen guten Geschmack oder kein gutes Aroma.
Wie oben angegeben, sollte ein für die Herstellung eines Zigarettenfilters, der aus Celluloseacetatfasern besteht, verwendeter Weichmacher eine Härtungsgeschwindigkeit aufweisen, die weder zu hoch noch zu niedrig ist, die vielmehr auf einem geeigneten Zwischenwert gehalten wird, und er sollte für den Raucher einen guten Geschmack und ein gutes Aroma ergeben. Deshalb kann die Brauchbarkeit von Weichmachern nicht nur unter Berücksichtigung einer einzigen Eigenschaft, beispielsweise seiner weichmachenden Wirkung auf Celluloseacetatfasern, beurteilt werden. Es wurden bereits verschiedene Untersuchungen auf diesem Gebiet durchgeführt, die jedoch bisher zu keinen vollständig zufriedenstellenden Ergebnissen geführt haben.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Zigarettenfilter, der den Eigengeschmack und das Eigenaroma von Zigaretten nicht beeinträchtigt.
Es wurde nun gefunden, daß Lävulinsäureester als Weichmacher für Celluloseacetatzigarettenfilter im Vergleich zu den bisher verwendeten Weichmachern überraschenderweise bessere Eigenschaften aufweisen. Es wurde insbesondere gefunden, daß diese Ester bessere Zigarettenfilter liefern, welche den Eigengeschmack und das Eigenaroma von Zigaretten nicht wesentlich verändern. Da außerdem Lävulinsäureester ein gutes Aroma besitzen, können der Geschmack und das Aroma von Zigaretten durch Verwendung dieser Ester als Weichmacher für Celluloseacetatzigarettenfilterstäbe verbessert werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher können innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes gehärtet werden, und sie verleihen einem Stab aus Celluloseacetatfasern innerhalb einer sehr kurzen Zeit eine ausreichende Härte. Sie stellen somit wirksame Weichmacher mit einer sehr hohen Härtungsgeschwindigkeit dar.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zigarettenfilter der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Weichmacher aus einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel
C)
CH1-C CH2-CH2-C-OR
worin R Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, besteht und in Anteilen von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Cdluloseacetatfasern, im Produkt vorliegt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Zigaretter.filter der genannten Gattung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den
Strang mit einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel
C) C)
Il I!
CH-1-C-CH2-CH2-C-C)R
worin R Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, imprägniert.
Diese Imprägnierung kann durch Aufsprühen oder auf irgendeine andere geeignete Art und Weise erfolgen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher der angegebenen Formel sind Lävulinsäureester, wobei solche Verbindungen, in denen R einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohleastoffatomen, wie Methyl, Äthyl, Butyl, Propyl, Octyl und 2-Äthylhexyl bedeutet, bevorzugt sind. Unter diesen Estern ist der Äthylester besonders bevorzugt, weil er sich in bezug auf die Härtungsgeschwindigkeit, den Geschmack und das Aroma, den er für einen Raucher erzeugt, und das Fehlen einer Toxizität auszeichnet.
Die erfindungsgemäß verwendeten Lävulinsäureester können auch in Kombination mit anderen üblichen Weichmachern, wie z. B. Triacetin und Diacetaten, Dipropionaten und Dibutyraten von Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol und Pentaäthylenglykol, verwendet werden zur Erhöhung der Härtungsgeschwindigkeit (Härtungsrate) und zur Verbesserung des Geschmacks und des Aromas. Außerdem können wegen ihres hohen weichmachenden Effektes zufriedenstellende Ergebnisse auch dann erhalten werden, wenn diese Ester in Mengen verwendet werden, die geringer sind als die üblichen Mengen der üblichen Weichmacher, wie Triacetin und Triäthylenglykoldiacetat. Die Lävulinsäureester können somit in einer Menge von 1 bis 20, vorzugsweise von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der behandelten Celluloseacetatfasern, verwendet werden (alle hier angegebenen Prozentsätze beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht).
Erfindungsgemäß werden Celluloseacetatfasern in der Regel in Form eines Stranges verwendet, der durch Zusammenfassen von 3000 bis 100 000, insbesondere 3000 bis 10 000, endlosen Fäden mit jeweils einem Titer von 1 bis 16 Denier hergestellt wird. Vorzugsweise werden dem Strang pro 25 mm Stranglänge 10 bis 30 gleichförmige Kräuselungen erteilt.
In der vorliegenden Erfindung kann ohne jede Beschränkung jedes Verfahren angewendet werden, das sich zum gleichmäßigen Aufbringen des Weichmachers auf Celluloseacetatfasern eignet. So kann der Weichmacher beispielsweise sowohl auf die obere als auch auf die untere Oberfläche des Stranges nach einem bekannten Verfahren unter Verwendung einer Sprühpistole oder eines Dochtes aufgebracht werden. Wenn die Menge des Weichmachers zu groß ist, werden die Celluloseacetatfasern so gründlich gelöst, daß Schmieren gebildet werden. Demgemäß wird eine praktisch gleichförmige Menge des Weichmachers auf den Strang aufgebracht. Wenn die Menge des aufgebrachten Weichmachers zu gering ist, wird keine ausreichende Bindung zwischen den Fasern erzielt. Es ist im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen erfindungsgemäß wichtig, daß der Weichmacher im Innern des Stranges gleichmäßig verteilt ist.
Erfindungsgemäß kann die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Strängen mit einem eingearbeiteten Weichmacher nach Verfahren erfolgen, wie sie heutzutage für die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Celluioseacetatfasem technisch angewendet werden.
Der nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Zigarettenfilter ist dadurch charakterisiert, daß die den Celluloseacetatfasern eigenen Eigenschaften nicht verlorengehen und
ίο eine sehr hohe Härtungsgeschwindigkeit erzielt werden kann. Ferner wurden verschiedene Untersuchungen in bezug auf die biochemische Aktivität von Lävulinsäureestern durchgeführt, und es hat sich dabei gezeigt, daß keine toxischen Effekte auftraten. Die vorliegende Erfindung ist daher von beträchtlichem technischem Wert.
Die Erfindung, insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf erläuternde Beispiele näher beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In diesen Beispielen wurde die Stabhärte nach dem folgenden Verfahren bestimmt: ein horizontal angeordneter Probestab wurde mittels einer Scheibe mit einem Durchmesser von 12 mm 10 Sekunden lang mit 300 g belastet. Die Tiefe des durch
2s die Belastung erzeugten Eindruckes (Vertiefung) wurde gemessen, wobei 0,1 mm als eine ganze Einheit genommen wurde und wobei die Tiefe des Eindruckes bis auf eine Dezimalstelle dieser Einheit gemessen wurde. Ein n:edrigerer Wert zeigt an, daß die Probe härter war, während ein höherer Wert anzeigt, daß die Probe weicher war.
Der Druckabfall wird durch den Widerstandsdruck in einer Wassersäulenhöhe (mm) ausgedrückt, die erhalten wird, wenn durch einen Testfilterstab einer Länge von 102 mm mit einer Geschwindigkeit von 17,5ml/Sek. Luft hindurchgeleitet wird.
Beispiele 1 bis 5 und
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Ein mechanisch gekräuselter Celluloseacetatfaserstrang mit einem Einzelfadentiter von 3,5 Denier und einem Gesamttiter von 43 000 Denier wurde gerollt und eine vorgeschriebene Menge Lävulinsäureester wurde mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit auf den gerollten Strang aufgebracht. Dann wurde der Strang in eine Strangbearbeitungsmaschine eingeführt und zu einem Stab mit einem Umfang von 24,7 mm verformt durch Umhüllen mit einem Filterstöpselpapier. Dann wurde er zu Teststücken einer Länge von jeweils 102 mm zerschnitten. Die Stabhärte wurde gemessen, nachdem er 1 bzw. 24 Stunden lang nach Beendigung der Filterherstellung bei Raumtemperatur aufbewahrt worden war. Die dabei erhaltenen Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben.
Die obigen Verfahren wurden auf die gleiche Weise
fio wiederholt, wobei diesmal Triacetin und Triäthylenglykoldiacetat als Weichmacher verwendet wurden. Die Härte der so hergestellten Stäbe und auch eines auf die gleiche Weise wie oben ohne Verwendung eines Weichmachers umhüllten Stabes wurde bestimmt,
(<=> nachdem die Stäbe I bzw. 24 Stunden lang bei Raumtemperalur aufbewahrt worden waren. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I als Vergleichsbeispiele I bis 3 angegeben.
Tabelle I
Beispiel Weichmacher
Nr- Art
Slabgewichl Druckabfall Härte (1 llinhei: = 0,1 mm) Menge nach 1 Sld. nach 24 Std
(Gcw.-V.) (g/Stab) (mm H2O)
Vcrgl.-
Beisp. 1
Vergl.-Bcisp. 2
Vcrgl.-Beisp. 3
ßutyüävulinul
Butyllüvulinat
/Uhyllävulinat
Athyllävulinat
2-Äthylhexyllävulinal
Triacetin
Triäthylenglykoldiacetat
9,6 0.754 269 7,5 7.1
3,1 0,733 285 8,2 su
6,4 0,756 266 7,0 6,9
5,2 0,747 245 7,1 7,0
7,2 0,752 258 9,5 8,3
0 0,677 247 12,1 12,7
8,0 0,735 259 10,5 8.3
6,9 0,743 253 11,5 10.8
Aus den Ergebnissen der verstehenden Tabelle I geht hervor, daß die Zeit, die der Stab benötigte, um eine akzeptable Härte zu erreichen (weniger als 10 Einheiten), im Falle der Verwendung von Triacetin und Triäthylenglykoldiacetat 24 Stunden betrug, während bei Verwendung der Lävulinsäureester eine Härtungszeit von 1 Stunde eine akzeptable Härte ergab. Daraus ist auch zu ersehen, daß ein ausreichender Effekt erziel: werden kann durch Verwendung einer geringeren Menge der Lävulinsäureester als Weichmacher.
Beispiele 6 und 7 Es wurden die gleichen Verfahren wie in den obigen 30 folgenden Tabelle Il als Beispiele 6 und 7 angegeben.
Beispielen wiederholt, wobei diesmal gleiche Mengen an Gemischen von Athyllävulinat und Triacetin oder Triäthylenglykoldiacetat als Weichmacher verwendet wurden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der Die Verwendung der Erfindung kann durch die Tabakverordnung des Lebensmittelgesetzes (vgl. BGBl. 1972, Teil 1,178-183) beschränkt sein.
Tabelle Il Weichmacher Menge Slabgewicht Druckahlall Härte (1 liinhcil 0.1 mm)
Beispiel Art (Gew.-"/») nach 1 Sld. nach 24 Sld
Nr. 6,4 (g/Slab) (mm HiO)
Gemisch aus gleichen Mengen
Triacctin und Athyllävulinat
6,5 0,751 267 7,7 7,3
6 Gemisch aus gleichen Mengen
Triäthylenglykoldiacetat und
Athyllävulinat
0.748 258 7,5 7,3
7

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Zigarettenfilter aus einem Stab aus Celluloseacetatfasern, der mit einem Weichmacher imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher aus einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel
DE19732362701 1973-12-17 1973-12-17 Zigarettenfilter und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2362701C3 (de)

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DE2362701A1 DE2362701A1 (de) 1975-06-19
DE2362701B2 DE2362701B2 (de) 1977-09-29
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DE2362701A1 (de) 1975-06-19
DE2362701B2 (de) 1977-09-29

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