PL187199B1

PL187199B1 - Filtr do wyrobów tytoniowych w szczególności do papierosów

Info

Publication number: PL187199B1
Application number: PL98341089A
Authority: PL
Inventors: Edgar Mentzel
Original assignee: Reemtsma H F & Ph
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2004-05-31
Also published as: BG104548A; SK7412000A3; CN1287697C; TW575405B; YU49401B; EE200000269A; EP1032282A2; TR200001450T2; HU224871B1; BG64687B1; AU2152599A; ES2201570T3; HRP20000417A2; CZ297655B6; DE19753195A1; YU30800A; OA11413A; HUP0004346A2; CZ20001828A3; HUP0004346A3

Abstract

1. Filtr do wyrobów tytoniowych, w szcze- gólnosci do papierosów, zawierajacy material filtra wykonany z wlókniny celulozowej uformowanej w strukture o okreslonej puszystosci, gramaturze, grubosci i ukszaltowaniu przestrzennym nawoju, otoczony powloka papierowa znam ienny tym, ze material filtra stanowi wlóknina celulozowa (10), zlozona z wlókien czastkowych o nieuporzadkowa- nej architekturze, maksymalnie rozdzielonych mie- dzy soba strumieniami powietrza, charakteryzuja- cych sie wlasnosciami izotropowymi, korzystnie zaklejonych dodatkiem srodka wiazacego, przy czym równiez korzystnie ta wlóknina celulozowa (10) po- dzielona jest na paski (1 ,2 ,3 ,4 , i 5) zlozone w ksztalt V rozmieszczone wierzcholkami (14) tego ksztaltu wokól srodkowej osi filtra z ramionami tych ksztal- tów V ukladajacymi sie spiralnie jedno za drugim tak, ze skrecone sa wokól wyznaczajac swymi wolnymi koncami cylindryczna pobocznice, wewnatrz wymie- nionej otaczajacej papierowej powloki (12) filtra. Fig. 3 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest filtr wyrobów tytoniowych, w szczególności do papierosów, podlegający rozkładowi biologicznemu.

Z punktu widzenia ochrony środowiska optymalnym rozwiązaniem jest stosowanie w produkowanych papierosach filtrów papierowych. Pomimo to filtry wyłącznie papierowe nie mają powodzenia na rynku, co wynika z wielu specyficznych właściwości materiałowych papieru.

Główną wadą papierosów z filtrem papierowym jest odmienny smak dymu w porównaniu do smaku dymu najbardziej rozpowszechnionych papierosów z filtrem z octanu celulozy.

187 199

Dalszymi wadami filtrów papierowych w porównaniu z filtrami z octanu celulozy są: wyraźnie odmienna retencja, wyraźnie gorsza twardość przy mniejszej retencji oraz wielkoporowa struktura powierzchni przekroju.

Powyższe wady powodują, iż ze względów smakowych, optycznych i heptycznych palacze odrzucają papierosy z filtrem papierowym.

Za główną przyczynę należy jednak uznać różnice form występowania materiałów. Papier występuje w formie włókniny, albo kartek, natomiast octan celulozy w formie włókien.

Niepowodzeniem zakończyły się wszelkie próby nadania włókninie papierowej optycznych i heptycznych właściwości octanu celulozy, np. poprzez moczenie albo fałdowanie, ze zróżnicowanym natężeniem.

Dotychczas nie jest również znany sposób, który pozwoliłby na nadanie papierowi takich chemicznych właściwości retencyjnych, jakie charakteryzują octan celulozy.

Wobec braku rozwiązania powyższych problemów produkuje się obecnie papierosy z podwójnym filtrem, składające się z segmentu papierowego oraz celulozowego.

Powyższa forma realizacji jest droga ze względu na konieczność zastosowania przy jej wytwarzaniu skomplikowanych technik. Ponadto, nie jest ona optymalna z punktu widzenia ochrony środowiska.

Z EP 0 032 044 B1 znany jest sposób wytwarzania pasm włókien z luźno rozmieszczonymi włóknami, zgodnie z którym suche włókna dostarczane są przy pomocy strumienia powietrza do sita znajdującego się na prowadnicy nośnika.

Ani podczas przechodzenia przez głowicę formującą, ani podczas wychodzenia z niej, włókna nie podlegają działaniu sił przepływu poprzecznego, dzięki czemu pasmo włókien zachowuje w zasadzie równomierny ciężar w kierunku poprzecznym.

W powyższy sposób można wytwarzać warstwy włókien, których gramatura będzie większa niż 70 g/m². Sposób ten określany jest niekiedy mianem sposobu „Air-Laid”.

Z uwagi na flauszowatość charakteryzującą watopodobny materiał nie można w opisany sposób wytwarzać papierosów z filtrem.

EP-A-0 711 512 opisuje filtr papierosowy składający się przede wszystkim z estru celulozy. Oprócz estru celulozy materiał filtra może obejmować inne substancje określane mianem składników sekundamych albo składników drugorzędnych.

Wśród nich należy wymienić celulozę naturalną.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest stworzenie konstrukcji filtra w postaci monofiltra, który będzie podlegał biologicznemu rozkładowi w wyraźnie większym stopniu niż filtr z octanu celulozy, nie różniąc się przy tym od niego w stopniu zauważalnym dla konsumenta pod względem smaku, wyglądu, twardości oraz właściwości retencyjnych.

Nieoczekiwanie okazało się, iż rozwiązanie postawionego zadania stanowi wykorzystanie do produkcji filtra papieru wytworzonego zgodnie z wcześniej wymienionym, tak zwanym sposobem „Air-Laid”, użytego w sposób zgodny z wynalazkiem.

Według wynalazku, filtr do wyrobów tytoniowych, w szczególności do papierosów, zawierającego materiał filtra wykonany z włókniny celulozowej uformowanej w strukturę o określonej puszystości, gramaturze, grubości i ukszałtowaniu przestrzennym nawoju, otoczony powłoką papierową, charakteryzuje się tym, że materiał filtra stanowi watokształtna puszysta włóknina celulozowa, złożona z włókien cząstkowych o nieuporządkowanej architekturze, maksymalne rozdzielonych między sobą strumieniami powietrza, charakteryzujących się własnościami izotropowymi, korzystnie zaklejonych dodatkiem środka wiążącego, przy czym również korzystnie ta włóknina celulozowa podzielona jest na pasemka złożone w kształt V rozmieszczone wierzchołkami tego kształtu wokół środkowej osi filtra z ramionami tych kształtów V układającymi się spiralnie jedno za drugim tak, że skręcone są wokół wyznaczając swymi wolnymi końcami cylindryczną pobocznicę, wewnątrz wymienionej otaczającej powłoki papierowej filtra.

W filtrze według wynalazku gramatura włókniny celulozowej wynosi od 20 do 100 g/W najkorzystniej od 40 do 70 g/m2.

Korzystnie w filtrze według wynalazku włóknina celulozowa ma grubość od 0,5 do 1,5 mm, najkorzystniej zaś od 0,7 do 1,2 mm.

187 199

Korzystnie dodane do włókniny celulozowej środki wiążące filtr według wynalazku zawiera w ilości od 5 do 30%, najkorzystniej w ilości 20%.

Korzystnie filtr według wynalazku jako środek wiążący może zawierać lateks albo polialkohol winylowy, albo polioctan winylu, albo kopolimer winylu i etylenu.

Korzystnie jest też, gdy filtr według wynalazku jako środek wiążący zawiera skrobię rozpuszczalną w wodzie albo skrobię polimerową rozpuszczalną w wodzie, albo dekstrynę.

Zgodnie z istotą filtr według wynalazku wykorzystuje pasma włókniny celulozowej wytworzone zgodnie ze sposobem określanym jako „Air-Laid” przy wykorzystaniu maksymalnego rozdziału obrabianych cząstkowych włókien celulozowych poprzez strumienie powietrza.

W sposobie tym obrabiane włókna celulozowe nie zostają tak jak w przypadku klasycznego sposobu wytwarzania papieru, przeprowadzone w stan zawiesiny, a następnie dla utworzenia kartek dostarczone do przepuszczającego sita, w którym zależnie od ich zmielenia oraz rozszczepienia, sieciują się pomiędzy sobą.

Przeciwnie, w tym sposobie włókna w maksymalnym stopniu rozdzielone, przy pomocy prądów powietrza zostają dostarczone do przepuszczającego sita zamkniętego, z którego są zdejmowane w postaci nieuporządkowanej.

W ten sposób uzyskuje się puszystą, watokształtną włókninę złożoną z włókien cząstkowych o własnościach izotropowych, którą pierwotnie cechuje brak wytrzymałości mechanicznej oraz brak powiązań pomiędzy tymi włóknami cząstkowymi.

Mechaniczne połączenia, a tym samym konieczną dla dalszej obróbki wytrzymałość uzyskuje się poprzez dodanie środka wiążącego w postaci na przykład polialkoholu winylowego, polioctanu winylu, skrobi polimerowej, dekstryny albo lateksu.

Następnie poprzez gładzenie uzyskuje się pożądany stopień grubości (g/cm³) i tym samym stopień puszystości. Pożądaną gramaturę (g/cm²) uzyskuje się poprzez odpowiednie sterowanie szybkością sita albo poprzez odpowiednie wprowadzanie włókien do prądu powietrza.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony na przykładach realizacji; objaśnionych rysunkiem, na którym poszczególne figury przedstawiają: fig. 1 wytworzone zgodnie ze sposobem „Aid-Laid” pasmo włókien z liniami cięcia pasków pasma włókien celulozowych przebiegającymi w kierunku wzdłużnym; fig. 2 oznaczenie sposobu zaginania przeciętych pasków pasma włókien z fig. 1; fig. 3 przedstawia przykładowy spiralny nawój pasków pasma włókien z fig. 2.

Figura 1 przedstawia przykładowo wytworzone przy zastosowaniu sposobu Air-Laid pasmo włókniny celulozowej 10 o gramaturze około 40-50 g/m2, które począwszy od linii A-A pocięte jest na n pasków pasma włókniny celulozowej, przy czym dla przedstawionego przykładu realizacji n - 5.

Należy zaznaczyć, iż można przyjąć także inną liczbę pasków, na przykład 4 albo 6, przy czym n = 4 jest liczbą zalecaną, dla której jednakże trudno byłoby narysować rozmieszczenie spiralne, zgodne z fig. 3.

Zgodnie z wynalazkiem, uzyskane poprzez wzdłużne przecięcie przedstawionego na fig. 1 pasma włókniny celulozowej 10 powstają paski 1-5 pasma włókniny celulozowej, które zostają zgięte w kształt litery V z wierzchołkami 14 tych kształtów V, przy pomocy odpowiedniego urządzenia, co przedstawiono na fig. 2.

Paski 1, 2, 3, 4 i 5 są rozmieszczone wierzchołkami 14 swego kształtu blisko obok siebie wokół środkowej osi wytwarzanego filtra papierosowego i połączone przy pomocy odpowiedniego urządzenia, nie pokazanego na rysunku, Paski te swymi ramionami kształtów V ułożone są spiralnie jedno za drugim tak, że są skręcone wokół wyznaczając swymi wolnymi końcami cylindryczną pobocznicę, dopasowaną do wnętrza otaczającej zewnętrznej papierowej powłoki 12 filtra, co zostało schematycznie przedstawione w przekroju poprzecznym na fig. 3.

W rzeczywistości pojedyncze paski od 1 do 5 pasma włókniny celulozowej, po spiralnym skręceniu zgodnie z fig. 3, są dzięki prasowaniu wstępnemu rozmieszczone tak gęsto, że sprawiają wrażenie jednorodnego, zamkniętego filtra, który wygląda jak umieszczany w ustach koniec filtra z octanu celulozy.

187 199

Inaczej mówiąc nie można rozpoznać na podstawie flauszowatości materiału, że filtr zbudowany jest, tak jak przedstawiono w fig. 3 jedynie z niewielkiej ilości warstw spiralnie skręconych ze sobą pasków pasma włókniny celulozowej.

Paski od 1 do 5 pasma włókniny celulozowej, skręcone zgodnie z fig. 3, są w zwykły sposób otoczone papierem powłoki 12 filtra tak, że zgodny z wynalazkiem gotowy filtr papierowy wygląda jak filtr z octanu celulozy.

Przykład y:

Wytworzono i porównano ze sobą konstrukcje filtrów do papierosów wymienione i opisane w załączonej tabeli:

| American Blend z 50 % BT* |

| 59 mm |

25 mm j

7800 mm 1

Airlaid 70 g/m² 1.1 mm grubości 1___

IT) •ςΤ

OO o

CC

0,41

[ 68,0 1

CT ©

w

Octan 2.1 y/36.000 SK

O Tt

105

OO cc

© ©

[ 67,3 |

© ©

fi

American Blend z 30 % BT*

59 mm

o OO^

Airlaid 50 mg/m2 0,8 mm grubości

o CT

CC ©

99‘0

τ—1 UC

00 cc

u

ι/Ί

Octan 3.0 y/35000 HK

CC CN

©

Γ-

0,64

51,2 I

M

I American Blend i

ε

7,800 mm

Airlaid 50 mg/m2 0,8 mm grubości

O r—H

un

O\ ct

00 θ'

36,1 I

00

I 63 m

C4

Octan 3.0 y/35000 HK

107 I

oo tr>

12,7 I

0,87

35,4 I

00

ίΛ O u V Ή es

| Mieszanka ¹

| Długość wałka

| Długość filtra |

IŚredniaa papierosa 1

Materiał filtra

l^i«^:ćai filtra (mg) 1

Opór ciągu filtra (mra^2O)

| Smob (mg/papieros) |

Nikotyna (mgł papieros)

I Retencji fikaa (%) 1

| Wenydacja f kra (%) |

187 199

Jako materiał filtra został użyty:

Octan 3,0 y/35000 HK z 7% Trójacetyny

Octan 3,0 y/36000 SK z 7% Trójacetyny

Air-Laid B + D 48 g/m2, środek wiążący lateks i grubość około 0,8 mm E 70 g/m2, środek wiążący lateks i grubość około 1,1 mm

Użyte skróty oznaczają: HK = silnie skarbikowany i SK = bardzo silnie skćarbikowany.

Rezultat:

Dane ustalane analitycznie i fizycznie zostały zebrane w sposób zgodny z przepisami Niemieckiego Instytutu Normalizacji oraz ISO i w zakresie dokładności pomiaru nie wykazują żadnych różnic.

Ocena smaku dokonana przez 15 przeszkolonych palaczy, nie wykazała w porównaniu parami istotnych różnic.

Czas biologicznego rozkładu zgodnego z wynalazkiem materiału filtra papierosowego jest porównywalny z czasem biologicznego rozkładu rozpowszechnionych na rynku materiałów filtrów papierosowych (z celulozy).

Oznacza to znaczną korzyść w porównaniu z octanem celulozy.

Oszacowanie czasu biologicznego rozkładu zostało dokonane na podstawie stosowanego w przemyśle „Testu Sturma”, opisanego przez R.N. Sturma w artykule „Biodegradability of nonionic surfactants : screening test for predicting rate and ultimate biodegradation” opublikowanego w „J.Americ.Oil Chemist's ” Soc. 50 (maj 1973), na stronach 159-167.

187 199

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Filtr do wyrobów tytoniowych, w szczególności do papierosów, zawierający materiał filtra wykonany z włókniny celulozowej uformowanej w strukturę o określonej puszystości, gramaturze, grubości i ukszałtowaniu przestrzennym nawoju, otoczony powłoką papierową, znamienny tym, że materiał filtra stanowi włóknina celulozowa (10), złożona z włókien cząstkowych o nieuporządkowanej architekturze, maksymalnie rozdzielonych między sobą strumieniami powietrza, charakteryzujących się własnościami izotropowymi, korzystnie zaklejonych dodatkiem środka wiążącego, przy czym również korzystnie ta włóknina celulozowa (10) podzielona jest na paski (1, 2, 3, 4, i 5) złożone w kształt V rozmieszczone wierzchołkami (14) tego kształtu wokół środkowej osi filtra z ramionami tych kształtów V układającymi się spiralnie jedno za drugim tak, że skręcone są wokół wyznaczając swymi wolnymi końcami cylindrycznąpobocznicę, wewnątrz wymienionej otaczającej papierowej powłoki (12) filtra.
2. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że gramatura włókniny celulozowej wynosi od 20 do 100 g/m².
3. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że gramatura włókniny celulozowej wynosi od 40 do 70 g/m2.
4. Filtr według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że włóknina celulozowa ma grubość od 0,5 do 1,5 mm.
5. Filtr według zastrz. 4, znamienny tym, że włóknina celulozowa ma grubość od 0,7 do 1,2 mm.
6. Filtr według zastrz. 5, znamienny tym, że dodane do włókniny celulozowej środki wiążące zawiera w ilości od 5 do 30%.
7. Filtr według zastrz. 6, znamienny tym, że korzystnie środki wiążące dodane do włókniny celulozowej zawiera w ilości 20%.
8. Filtr według zastrz. 1 albo 6, albo 7, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera lateks.
9. Filtr według zastrz. 1 albo 6, albo 7, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera polialkohol winylowy.
10. Filtr według zastrz. 1 albo 6, albo 7, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera polioctanu winylu.
11. Filtr według zastrz. 1 albo 6, albo 7, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera kopolimer winylu i etylenu.
12. Filtr według zastrz. 1 albo 6, albo 7, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera skrobię rozpuszczalną w wodzie.
13. Filtr według zastrz. 12, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera skrobię polimerową rozpuszczalną w wodzie.
14. Filtr według zastrz. 13, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera dekstrynę: