NO781722L - Ventilert filtersigarett. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder generelt ventilerte filtersiga-retter, og mer spesielt ventilerte sigaretter, hvor støpselhyl-steret som>. inneslutter filteret er mikroperforert.

Ventilerte sigaretter er velkjente, hvor en rekke perforeringer finnes enten i støpselpapiret som omgir filteret eller i en del av selve sigaretten. Typiske eksempler på slike sigaretter er beskrevet i U.S. patenter 2 988.088, 2 980 116 og 3 410 274. Perforeringene gir en mulighet for å spe røken som trekkes gjennom sigaretten med omgivende luft>hvilket resulterer i en kjø-ligere sigarett med mildere smak. Det er også anerkjent at luftutspeingen reduserer avleveringen av totalmengden av partikkelformet materiale og gassfasebestanddeler i røken.

Luftutspeingen av hovedrøkstrømmen i sigaretten gjennom filteret er blitt den mest populære og mest aksepterte metode for å redusere røkbestanddelsmengden fra sigaretter. Med filtersiga-retter som har perforert støpsel, er det vanlig å anordne perforeringene langs en sirkelformet linje eller linjer rundt støpslet, slik at hullene plasseres enten direkte over filteret eller ved overgangen mellom filteret og tobakksøylen. Når perforeringene er anbragt over filteret, er filterstammen selv innhyllet i et porøst, luftgjennomtrengelig stammehyIster, hvorved luft får komme inn i filteret gjennom filterstøpselperforeringer og det po-røse hylster, hvor den blander seg med røken. I slike tilfelle bindes støpselpapiret og stammehyIsteret sammen over et område av deres sammenfallende overflater unntatt i det perforerte område, som får være uten lim for å hindre blokkering av både støpselper-foreringene og det porøse stammehyIster. Den konvensjonelle måte å gjennomføre lufttilsetningen på med et perforert støpselhylster er å bruke makroperforert støpsel med klart synlige, forholdsvis store hull. Vanligvis lages hullene i papiret ved mekanisk perforering av støpselpapiret før sigaretten fremstilles, selv om elektrostatisk perforert støpselpapir med tilfeldig plasserte hull av uregelmessig størrelse er beskrevet i tysk off.skrift 2 531 285. Slikt mekanisk perforert støpselpapir har et bånd med en eller flere linjer av adskilte perforeringer som er klart synlige for det blotte øye.

Det er også kjent å anvende et jevnt porøst støpselhyl-ster som ligger over et porøst filterstammehylster for å skaffe lufttilsetning til hovedrøkstrømmen fra sigaretter, som beskrevet i U.S. patent 3 805 800. I en slik konstruksjon limes det porøse støpselhylster og stammehylster sammen over områder med felles overflate med minst et ventilert område uten lim, slik at det finnes et porøst område hvor luft kan komme inn i hovedrøkstrøm-men i sigaretten og således gi den ønskede luftinnblanding.

Mens de hittil kjente, ventilerte sigaretter reduserer avleveringen av totalmengden av partikkelformet stoff og gassfasebestanddeler fra sigarettrøken, gir de ikke den grad av selektiv reduksjon som er ønskelig når det gjelder noen av de mer uønskede bestanddeler i sigarettrøken, som f.eks. CO. Ennvidere søker de å redusere nikotinmengden i samme grad som andre bestanddeler i røken, slik at det ved maksimalt oppnåelig totalreduksjon blir en drastisk reduksjon av nikotinmengden i røken. Med økende opp-merksomhet hos publikum når det gjelder mengden av CO i sigarett-røk, er denne bestanddel (av nikotin) blitt av økende betydning for tobakkindustrien. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en alternativ metode til både makroperforert eller ultraporøst støp-sel for oppnåelse av luftinnblanding i filteret, mens det på samme tid oppnås hittil uoppnåelig selektiv reduksjon av CO-innhol-det uten for stor reduksjon av nikotininnholdet i sigarettrøken.

En ventilert sigarett ifølge oppfinnelsen omfatter et filter omgitt av et porøst, jevnt luftgjennomtrengelig filterhylster innesluttet i et mikroperforert støpselhylster med en perforert sone anbragt i sirkel rundt sigarettens støpsel, idet både støp-selhylsteret og filterhylsteret er bundet sammen av et lim over områder med felles overflate, bortsett fra i den perforerte sone. Det er to kritiske elementer i oppfinnelsen som i kombinasjon gir . de fordelaktige resultater. For det første må størrelsen av mi-kroperf oreringene i støpselhyIsteret være slik at hver har et

åo pent hullareal på o mindre enn 0,01 mm 2, og for det andre må porø-siteten for det jevnt luftgjennomtrengelige stammehylster være minst 300 Filtrona og ikke større enn 4000 Filtrona luftgjennom-

trengelighetsenheter (se nedenfor). Det ble overraskende funnet at når de foranstående to elementer inkorporeres i sigarettstrukturen, oppnås det en meget selektiv reduksjon i CO-mengden i forhold til andre bestanddeler i hovedrøkstrømmen, altså uten til-svarende reduksjon av nikotinmengden.

Med Filtrona luftgjennomtrengelighet menes her det luft-volum som vil strømme gjennom et spesifisert papirareal pr. tids-enhet ved et konstant trykkfall overensstemmende med følgende ligning: 3 2 Filtrona luftgjennomtrengelighet = cm luft/min/cm papir ved 10 cm vannsøyletrykk.

Således betyr en Filtrona luftgjennomtrengelighet på 3000 at 3000 cm 3 luft vil strømme gjennom en kvadratcentimeter papir på et minutt ved en trykkdifferanse på 10 cm vannsøyletrykk.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningen som viser i perspektiv en sigarett som er laget ifølge oppfinnelsen.

Sigaretten er betegnet med 10 og har en tobakksøyle 11 innhyllet i vanlig sigarettpapir 12. Tobakksøylen 11 støter mot et filter 13 som kan omfatte ethvert vanlig brukt sigarettfilter-medium, som f.eks. celluloseacetatfibre, papir, syntetisk polymer-skum osv. Filteret 13 er omgitt av et stammehylster 14 med jevn porøsitet og av et støpselhylster 15, av hvilket en kort seksjon overlapper sigarettpapiret 12 for festing av filterseksjonen til det sigarettpapir som omhyller tobakksøylen. Overensstemmende med oppfinnelsen inneholder støpselhyIsteret 16 en rekke små perforeringer 16 i minst en sone eller stripe med linjer anbragt sirkelformet rundt sigarettens støpsel. Gjennomsnittlig størrel-se av hver perforering er under 0,01 mm i åpent hullareal, og skjønt de for illustrasjonsformål er avbildet som prikker på tegningen, er hull av en slik størrelse usynlige for øyet. Perforerte støpsler med hull av slik liten og nøyaktig avpasset stør-relse er først helt nylig blitt oppnåelig ved bruk av perforerings-teknikk med elektrisk gnistutladning. Typisk apparatur til frem-stilling av slikt perforert filterstøpselpapir er beskrevet i U.S. patent 4 029 938.

Det andre karakteristiske trekk ved sigarettstrukturen ifølge oppfinnelsen er luftgjennomtrengeligheten av det jevnt po-røse filterstøpselhyIster, som må ligge innenfor et område av ca. 300 til 4000 Filtrona-luftgjennomtrengelighetsenheter. Kombina- sjonen av porøst filterstamme-hyIster med slik luftgjennomtrengelighet og det mikroperforerte støpselhylster gir således den overraskende selektive reduksjon av CO i sigarettrøken. Mens det til nå bare har vært kjent at luftinnblanding hadde en ten-dens til å redusere visse bestanddeler i sigarettrøk mer enn de andre, har det ikke vært kjent at forholdet mellom hullstørrelse på støpselperforeringene og luftpermeabiliteten for filterstamme-hylsteret tilsammen dannet en meget vesentlig faktor for oppnåelse av maksimal selektivitet, og at en slik kombinasjon kan gi den til nå uoppnåelige selektive reduksjon av CO med bare mini-mal reduksjon av nikotin. Karbonmonoksydreduksjonen kan bli minst tre ganger større enn rtikotinreduksjonen. En slik relativ reduksjon av CO i forhold til nikotin kalles selektivitetsforholdet,, som her defineres som reduksjon, i % av CO dividert med reduksjon i % av nikotin. Ifølge oppfinnelsen skal selektivitetsforholdet være minst tre og fortrinsvis fem eller større. Selektivitetsforhold så store som ca. tolv er oppnådd.

Eksempler

Tobakksøyler av en kommersiell tobakksblanding innhyllet i vanlig sigarettpapir ble oppdelt i lengder på 7 mm og vekten ble valgt innenfor ± 2% av gjennomsnittsvekten for porsjonen. Søylene fikk 25 mm filterstammer av celluloseacetatstry som støp-sel, som separat var innhyllet i flere jevnt porøse filterhylstere som har Filtrona luftpermeabilitetsverdier som er representa-tive for kommersielt tilgjengelige hylstere. Hver omhyllet fil-ters tamme ble så festet til en tobakkssøyle ved hjelp av mikroperforert støpselpapir, og filtersigarettene ble så kondisjonert ved 22°C og 62% relativ fuktighet før røking. Det perforerte støpselpapir som ble anvendt, var fremstilt på en elektrostatisk perforator som perforerer papiret ved elektrisk høyspent utlad-ning. Perforeringene ble anordnet i en enkel stripe av adskilte linjer med innbyrdes avstand da. 1 mm innenfor stripen og orientert, langs omkretsen av filterstøpselet. Støpselet var 30 mm bredt med stripen av perforeringer beliggende ca. 10 mm fra to-bakksøylekanten av støpslet. To serier av perforerte sigaretter med støpsel ble vurdert i kombinasjon med de forskjellig porøse filterhylstere, idet en serie hadde fire linjer med perforeringer pr. stripe og den andre ti linjer med perforeringer pr. stripe, og gjennomsnittlig åpent hullareal for hver perforering i begge serier var mindre enn 0,01 mm 2. Det perforerte areal i slikt støpselpapir har en porøsitet på 1000 til 1400 Filtrona luftper-meabilitetsenheter. Det mikroperforerte støpselpapir og innhyl-lede filterstamme ble limt sammen over områder med felles overflate unntatt i den perforerte sone, som fikk være uten lim. Bredden av det limfrie område overskred perforeringsstripen med 1 mm. Identiske kontrollsigaretter ble fremstilt ved å bruke samme tobakkskolonner og celluloseacetatfiltermedia bortsett fra at filterstammen ble innhyllet i ikke-porøst filterhyIster og for-bundet med tobakkssøylen med ikke-perforert støpselpapir ved hjelp av lim over hele området, hvor deres flater var i kontakt med hverandre.

Prøvesigarettene fra hver serie og kontrollen ble røkt på en automatisk røkemaskin overensstemmende med FTC-fremgangsmåten, hvor røken fra hvért drag ble samlet opp og mengdene av de forskjellige bestanddeler ble bestemt ved hjelp av konvensjonelle metoder. Reduksjoner av forskjellige bestanddeler ble bestemt i forhold til mengdene fra kontrollsigaretter uten målbar luftinnblanding. Resultatene er som følger:

Som det fremgår av de ovenstående tabeller, øker reduksjonen av karbonmonoksyd, tørr tjære og nikotin både i 4 linjer pr. stripe-og i 10 linjer pr. stripeserie merkbart med økende luftpermeabilitet i filterhylsteret. Begge støpselpapirserier har imidlertid bemerkelsesverdig selektiv reduksjon av karbonmonoksyd og nomi-nell reduksjon av nikotin ved lavere luftpermeabilitet for filterhylsteret. Karbonmonoksyd er således i den første serie redusert med.71% ved en luftpermeabilitet for filterhylsteret på

3000, mens nikotin bare er redusert med 6%, hvilket resulterer i et selektivitetsforhold på 11,83. I den andre serie reduseres på lignende måte karbonmonoksyd med 90% ved luftpermeabilitet for filterhylsteret på 3000 og nikotin med bare 17%, slik at det blir et selektivitetsforhold på 5,29. Når filterhylsterets luftpermeabilitet er 21500 eller større, er det fortsatt en svak ytterli-gere reduksjon av karbonmonoksydmengden, men nikotinreduksjonen øker vesentlig og selektivitetsforholdet synker til ca. 2,00. Det kan såkedes sees at det for begge støpselpapirserier skjer en ty-delig og plutselig forandring i karbonmonoksydselektivitet mellom luftpermeabiliteter for det porøse filterhylster på 3000 og 21500 og at det for filterhyIstrene med luftpermeabilitet på ca.4000 maksimalt oppnås et selektivitetsforhold på mer enn 3. Det ble uventet oppdaget at når det anvendes mikroperforert støpselpapir sammen med porøst filterhylster med lav og middels luftpermeabilitet, oppnås maksimal karbonmonoksydselektivitet med bare moderat nikotinreduksjon, mens filterhylster med høy luftpermeabilitet gir liten selektivitet, men maksimal totalreduksjon av bestanddeler.

Merkbar spesifikk reduksjon av karbonmonoksydbestanddeien

i sigarettrøk kan oppnås med et luftinnblandingsfiltersystem fremstilt av forskjellige kombinasjoner av porøst filterhyIster og elektrostatisk mikroperforert støpselpapir ifølge oppfinnelsen. Mikroperforert støpselpapir i kombinasjon med filterhyIster med middels til lav luftpermeabilitet resulterer i en meget selektiv reduksjon av røkbestanddeler med en nøyaktighet som til nå har vært uoppnåelig.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med fore-trukne utførelser og eksempler, er disse bare å betrakte som il-lustrerende for oppfinnelsen og det skal forståes at mange varia-sjoner kan foretas uten å overskride oppfinnelsens ramme.

Claims (6)

1. Ventilert filtersigarett, karakterisert ved at den i kombinasjon omfatter et filter innesluttet i et jevnt porøst hylster med en Filtrona luftpermeabilitet innen området fra 300 til 4000 enheter, et støpselpapirhylster som omslutter nevnte innesluttede filter og som har en sone med mikroperforerin-ger, idet gjennomsnittlig størrelse for hver av nevnte perforeringer er mindre enn 0,01 mm 2 som åpent hullareal, at nevnte hylster og omhylling er sammenlimt i områder av deres overflater som er i kontakt med hverandre, bortsett fra i området hvor det er mikro-perf oreringer , for å tillate omgivende luft å strømme gjennom perforeringene og det porøse hylster, hvorved karbonmonoksydmengden i røken fra sigaretten reduseres selektivt i forhold til andre røkbestanddeler, hvilket resulterer i en karbonmonoksyd/niko-tinselektivitet på i det minste 3.

2. Ventilert filtersigarett ifølge krav 1, karakterisert ved at Filtrona luftpermeabiliteten for det porøse hylster er ca. 3000 enheter.

3. Ventilert filtersigarett ifølge krav 1, karakterisert ved at selektivitetsforholdet er større enn 5.

4. Ventilert filtersigarett ifølge krav 1, karakterisert ved at mikroperforeringssonen i støpselpapiromhyIlingen omfatter en stripe av nærliggende adskilte linjer av perforeringer som er orientert langs omkretsen av filteret, idet nevnte stripe av perforeringer er anordnet mellom kantene av støpselpa-piromhy Ilingen .

5. Ventilert filtersigarett ifølge krav 3, karakterisert ved at stripen inneholder fra 4 til 10 linjer med perforeringer med en porøsitet på fra 1000 til 1400 Filtrona luftpermea-bilitetsenheter.

6. Ventilert filtersigarett ifølge krav 3, karakterisert ved at arealet av de tilstøtende overflater mellom hylster og omhylling som får være uten lim, overstiger bredden av stripen med minst 1 mm.