FI67666C

FI67666C - FILTER MATERIAL

Info

Publication number: FI67666C
Application number: FI783678A
Authority: FI
Inventors: Matti J O Siren
Original assignee: Siren M J O
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1985-05-10
Also published as: FI783678A7; SE7909923L; SE438789B; ZA796493B; FI67666B; BE880324A; DK505179A; JPS55141186A

Description

I «MJ**· I m m KUULUTUSJULKAISU 67666I «MJ ** · I m m KUULUTUSJULKAISU 67666

11 UTLÄG G NI N G SSKRI FT11 EXPENDITURE G NI N G SCRIPT FT

C (45) pa-';t Luolat 0 5 1/w5 ^ (51) Kv.lk.*/lnt.CI.‘ B 01 D 53/00 // A 2k D 3/08 SUOMI-—FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 783678 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 30.11 .78 (23) Alkupäivä —Giltighetsdag 30.11.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig ^1 g^ QgC (45) pa - '; t Luolat 0 5 1 / w5 ^ (51) Quarterly * / lnt.CI.' B 01 D 53/00 // A 2k D 3/08 SUOMI -— FINLAND (21 ) Patent Tihakemus - Patent Application 783678 (22) Hakemispäivä - Application Date 30.11 .78 (23) Alkupäivä — Validity Date 30.11.78 (41) Tullut Christmas Kisexi - Became Public ^ 1 g ^ Qg

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. -Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. -

Patent- och registerstyrelsen ' y Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 31.01.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet (71)(72) Matti J.O. Siren, Rakuunantie 9, Helsinki, Suomi-Fin land(F I) (Jk) Berggren Oy Ab (5^) Fi1termateria 1 - Suodatinaine Föreliggande uppfinning hänför sig: tili ett material sneciellt tili filtermaterial för gasformiga medier och avser mera speciellt ett filtermaterial, vilket tili övervägande delen bestar av en eller flera med h.jälp av tvärbindningsmedel, "cross-linking" medel, bifunktionella medel med ioniserad straining tvär-bundna organiska substanser, speciellt polymera kol-giydrater eller kolhydratderivater, hydroxylmruppshaltiaa polymerer eller icke syntetiska tvärbundna polymera substanser som filtermaterialets skelett och minst ett däri väsentligen jännt fördelat ämne rned förmaga att fran den genom filtret passerande vasen väsentligen selektivt avlägsna minst en pä förhand bestämd substans s ani användning därav.Patent and Registration Board 'y Application filed and extradition published 31.01.85 (32) (33) (31) Pyydetty etuoikeus - Requested priority (71) (72) Matti J.O. Siren, Rakuunantie 9, Helsinki, Suomi-Fin Country (FI) (Jk) Berggren Oy Ab (5) Fiber Material 1 - Suodatinaine The present invention relates to: The majority consists of one or more crosslinking agents, cross-linking agents, bifunctional agents with ionized strain cross-linked organic substances, especially polymeric carbohydrates or carbohydrate derivatives, hydroxyl group-containing polymers or non-synthetic cross-linked polymers. the skeleton of the filter material and at least one substantially uniformly distributed substance capable of substantially removing selectively from the vase passing through the filter at least one predetermined substance for its use.

Det bar under ärens lopp föreslagits ett stort antal olika tobaksfilterkonstruktioner och tobaksfilter-material. I allmänhet har dessas framgäng i vad avser avskiljning av de skadliga substanserna i tobaksröken värit langt ifran tillfredställande. Detta är i och för sig förklarligt med hänsyn tili de ur filtrerings-synpunkt svärartade forhällanden som föreligger vid exempelvis filtrering av cigarettrök. Röken kan anses 7) 10 vara aerosol och den innehaller 1Cr - 10 partiklar 3 2 67666 per cm , varvid partikeldiametern varierar fran 0,1 urn till ca 1 urn och partiklarnas medeldiameter under normala förhällanden uppgar till 0,5 - 0,6 urn.During the course of the event, a large number of different tobacco filter designs and tobacco filter materials were proposed. In general, their success in separating the harmful substances in the tobacco smoke has been far from satisfactory. This, in itself, is explained by the filtering conditions, which are difficult in the case of filtering cigarette smoke, for example. The smoke can be considered to be aerosol and it contains 1 Cr - 10 particles 3 2 67666 per cm, the particle diameter varying from 0.1 µm to about 1 µm and the average diameter of the particles under normal conditions amounts to 0.5 - 0.6 µm.

Den av dessa partiklar bildade partikelfasen i röken utgör ca 5 - 10 % av rökens vikt, medan sälunda resterande ca 90 - 95 # av röken utgör gasfas, vilken huvudsakligen bestar av syre, kväve, kolmonoxid och koldioxid. Vid passangen genom ett cigarettfilter är rökens hastighet sa storsom ca 55 cm/sek och rökens uppehällstid, under vilken den kan bringas i kontakt med filtermaterialet, är vid ett cigarettfilter med normal längd därför blott av storleksordningen 0,0d sek. Den f'iltret näende cigarettrökens temperatur okar under glödens närmande till xiltret fran unge-färligen rumstemperatur till 75 - 90°C.The particle phase formed by these particles in the smoke is about 5-10% of the weight of the smoke, while the remaining about 90 - 95% of the smoke is gas phase, which mainly consists of oxygen, nitrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. When passing through a cigarette filter, the rate of smoke is approximately 55 cm / sec, and the smoke residence time, during which it can be contacted with the filter material, is therefore of the order of 0.0d sec in a normal length cigarette filter. The filter nested the cigarette smoke temperature rises during the glow's approach to the xilter from the approximate room temperature to 75 - 90 ° C.

Hittills har man använt flera olika substanser och flera konstruktioner som filtermaterial för gasformiga medier. En stor del av dessa filtermaterial har haft som aktiva medel olika organiska substanser, oorganiska salter och dessa fungerat som sadan som filtermaterial eller de har värit pä olika sätt bundna till bärar-material. Som bärarmaterial har man använt framför-allt aktivt kol, olika fibertyper, cellulosa, cellu-losaderivater o.s.v. Ingen av dessa tidigare beskrivna filtermaterial har visat sig vara riktigt adekvata, framförallt da man kräver stor effektivitet under en kort filtreringsperiod och under begränsade volym-förhällanden vad gäller filtermaterialets omfäng.To date, several different substances and several constructions have been used as filter material for gaseous media. A large part of these filter materials have had as active agents various organic substances, inorganic salts and these have functioned as such as filter materials or they have been linked in various ways to carrier materials. As the carrier material, mainly activated carbon, various fiber types, cellulose, cellulose derivatives, etc. have been used. None of these previously described filter materials has proven to be quite adequate, especially since high efficiency is required over a short filtration period and under limited volume conditions as to the extent of the filter material.

Detta speciellt da man tanker en sadan filtrerings-process som krävs t.ex. för cigarettfilter. En annan nakdel har funnits med dagens filtermaterial är att dessa har värit för dyra t.ex. för engängsändamäl. Föreliggande uppfinning har överraskande visat sig, att man har lyckats lösa ovanbeskrivna och andra nackdelar och man har fätt fram en effektiv, industri-ellt lätt framställbar relativt billig filtermateria.This is especially so when you consider such a filtration process that is required e.g. for cigarette filters. Another disadvantage with today's filter material is that these have been too expensive e.g. for single use purposes. The present invention has surprisingly been found to have solved the above-described and other drawbacks and to have produced an efficient, industrially readily produced relatively inexpensive filter material.

6 7 6 6 6 36 7 6 6 6 3

Nedan beskrivs material för kemikalisk och fysikalisk rening och uppfinningen karakteriseras genom denna beskrivning och via patentkrav.Materials for chemical and physical purification are described below and the invention is characterized by this specification and by claims.

Syftet med föreliggande uppfinninf är att ästadkomma ett nytt och förbättrat filtermateial specieilt för gasformiga medier och aerosoler av olika typ, vilket är av den typ, som bestär av en tvärbundet, syntetiskt eller icke syntetiskt grundsubstans och däri fördelade aktiva reaktionsdugliga aktiva ämne. Som aktiva ämne bestar t.ex. aktiva metallföreningar, varvid metallens mängd i förhällande till mängden grundsubstans, skelettsubstans kan reproducerbart avpassas till ett optimalt värde, nämligen inom omradet 2-50 vikt-b, företrädesvis 5-35 vikt-# samtidigt som metall-föreningar är synnerligen Jämnt fördelade inom filter-materialet.The object of the present invention is to provide a new and improved filter material especially for gaseous media and aerosols of various types, which is of the type consisting of a cross-linked, synthetic or non-synthetic basic substance and active reactive active agent distributed therein. As an active substance, e.g. active metal compounds, wherein the amount of the metal in relation to the amount of basic substance, the skeletal substance can be reproducibly adjusted to an optimal value, namely in the range of 2-50 wt. b, preferably 5-35 wt., while the metal compounds are particularly evenly distributed within the filter material. material.

Nämnda filtermaterial kan innefatta aktiva metall-föreningar som är kemiskt bundna med skelettmateriaiets anjoniska grupper och/eller aktiva metallföreningar, som är fritt inneslutna i skelettmaterialets halrurn.Said filter material may comprise active metal compounds chemically bonded to the anionic groups of the skeletal material and / or active metal compounds freely enclosed in the skeletal material of the skeletal material.

Filtermaterial kan innefatta med eller utan metall-föreningar ocksa aktiva kemiska organiska föreningar.Filter materials may include with or without metal compounds as well as active chemical organic compounds.

Se närmare i fortsatta beskrivning och exempel.See further in the further description and examples.

Filtermaterialet karakteriseras vidare genom att skelettsubstansens porstorlek kan i förhand regleras och bestämmas med hänsyntagande dess användning.The filter material is further characterized in that the pore size of the skeletal substance can be predetermined and determined taking into account its use.

Filtermaterialet enligt uppfinningen har porer som väsentligen sträcker sig fran yta till yta utan att bilda uppslutna fickor, blindtarmar, som hindrar gasgenomsläppligheten.The filter material of the invention has pores that extend substantially from surface to surface without forming closed pockets, blind casings, which impede gas permeability.

6 7 6 6 66 7 6 6 6

Filtermaterial i fräga karakteriseras vidare genom sin stor aktiv yta, vilket kan regleras genom por-storlek samt tvärbindningsgraden respektive filter-ir.aterialets s.k. partikelstorlek i torr form samt i den mil.jö var den användas.Filter material in question is further characterized by its large active surface, which can be controlled by pore size as well as the degree of crosslinking and the so-called filter material. particle size in dry form and in the environment where it was used.

Benon att man kan variera aktiva substansers konsen-t rat ion oca egenskap genom, att man väljer lampi iga substanser bestar filtermaterialet i fraga bade i kydrofob och/eller hydrofil form.The notion that one can vary the concentrated ion and property of active substances by selecting light substances consists of the filter material in question both in hydrophobic and / or hydrophilic form.

De för filtermaterialet enligt uppfirmingen i fraga-kommande metallerna utgöres utöver en metall nr c-ruppen Ca, Mg, 3a, AI och Cu i första mand av över-nängsmetallerna Ti, Y, Cr, ΓΊη, Fe, Co, Hi, Mo och Pd, varvid metallerna values med utgangspunkt fran de i varje filtreringsprocess speciellt önskade selektiva effekterna.Those for the filter material according to the invention in the release metals are in addition to a metal no c-group Ca, Mg, 3a, AI and Cu in the first man of the transition metals Ti, Y, Cr, ΓΊη, Fe, Co, Hi, Mo and Pd, wherein the metals are values based on the selective effects particularly desired in each filtration process.

Med speciellt fordel kan filtermaterialet ha formen av ett granulat, exempelvis i form av kulor eller c;/lindrar med en tvärdimension av 0,005 - 3 mm, vari-genon framställningen av ett av filtermaterialet bestaende eller filtermaterialet innehällande filter med pa förhand bestämbart genomströmningsmotstandet etc. underlättas.With particular advantage, the filter material may be in the form of a granule, for example in the form of beads or celsia with a cross dimension of 0.005 - 3 mm, whereby the production of a filter material or the filter material containing filter with predetermined flow resistance etc. can be produced. facilitated.

IlIl

Claims

Filter material for purification of an at least substantially gaseous medium from at least one predetermined substance, characterized in that the filter material comprises a crosslinked carbohydrate polymer, preferably a crosslinked polyhexose or a crosslinked polyhexose derivative having the form of a skeletal end pore material and having at least one substantially uniformly distributed substance therein, comprising at least one metal1 from the group Ca, Mg, Ba, Ai, Cu and the transition metals and capable of generating that genoir. the filter passing the medium substantially selectively removing said substance.

Filter material according to claim 1, characterized in that said polyhexose or polyhexose derivatives consist of respective resin tubes from naturally occurring carbohydrate polymers, such as cellulose, starch or inulin, or synthetic carbohydrate polymers, such as dextran, or mixtures thereof.

Filter material according to claim 1 or 2, in particular for the purification of a substantially gaseous medium from cadmium-containing contaminants, characterized in that said substance contains a calcium compound, preferably a free inorganic calcium salt.

Filter material according to any of claims 1-3, in particular for the purification of gaseous media from carbon monoxide, characterized in that said substance comprises iron and / or copper in oxidized form.

Filter material according to any of claims 1-4, characterized in that it is in the form of fine particles or granules, which are optionally coated with a semi-permeable layer of organic material, for example a layer of cellulose acetate.

Filter material according to any one of claims 1-5, characterized in that it is in the form of particles or granules consisting only of an etheric crosslinked polymer, a porous material, which particles or granules are preferably coated with a semipermeable layer of organic material. , for example, a layer of cellulose acetate.

6 7 6 6 6 5

Filter material according to any one of claims 1-6, characterized in that it is in admixture with particles of active koi, preferably active koi obtained by pyrolysis or activation of material according to any of claims 1-5.

Filter material according to claim 7, characterized in that the active koi particles are coated with a semipermeable layer of organic material, for example a layer of cellulose acetate.

9. Tobacco smoke filter, characterized in that it contains filter material according to any of claims 1-8.

Use of filter material according to any of claims 1-8 for filtering tobacco smoke. 7 67666