Tabakrauchfilter
Die Erfindung betrifft ein Tabakrauchfilter, das ein Adsorbens enthält. Bis jetzt werden die Filter für Zigaretten-, Zigarren- und Pfeifentabakrauch überwiegend aus Papier, Cellulose oder ihren Acetaten, gegebenenfalls aus gekrepptem Material, hergestellt.
Im Zuge der weiteren Entwicklung wurden Filter hergestellt, die Silicagel oder Aktivkohle enthielten. Bei einer bekannten Variante dieser Filter sind drei Kammern vorgesehen, wobei die mittlere Kammer granuliertes Adsorbens, d. h. Aktivkohle oder Silicagel, enthält, während die Seitenkammern Papiercellulose oder Acetatcellulose als Filtermaterial enthalten.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass keiner der bisher bekannten Tabakrauchfilter die Filtrierungswirksam keit aufweist, die mit dem erfindungsgemässen Filter erzielbar ist. Das erfindungsgemässe Tabakrauchfilter ist dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens min destens zum Teil aus Silicagel besteht, das eine Korn grösse von 10 Mikron bis 3 mm aufweist und 0,2-80 % eingebaute Aktivkohle enthält.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform enthält das körnige Adsorbens 5-15 %, insbesondere 10 % Aktivkohle und 8-12 %, insbesondere 10 tO Wasser.
Durch Benutzung der Filterfüllung aus Silicagel mit eingebauter Aktivkohle, welche nach dem schweizerischen Patent Nr. 499 460 vorzugsweise hergestellt wird, lässt sich die Wirkung des Filters durch die homogene Vereinigung der beiden Filterkomponenten, d. h.
des Silicagels und der Aktivkohle, beträchtlich erhöhen.
Die überraschenden Vorteile des erfindungsgemässen Filters sind aus den folgenden zwei Tabellen ersichtlich.
In der Tabelle I werden verglichen: die Adsorption des Wasserextraktes von Tabakrauch aus der Zigarette ohne Filter, die Adsorption des Wasserextraktes vom Tabakrauch, welcher durch Cellulosefilter durchgegangen ist, und schliesslich die Adsorption des durch Zigarettenfilter durchgegangenen Rauches, bei dessen Herstellung Silicagel mit eingebauter Aktivkohle verwendet wurde. In der Tabelle II wird dann analog die Filterwirkung des Silicagels und der Aktivkohle der Wirkung des Silicagels mit eingebauter Aktivkohle gegenübergestellt.
Zu den Versuchsrauchen der Zigaretten wurde der Apparat nach J. Traube (USA Patent Nr. 1 826 331) verwendet. Der Zigarettenrauch aus fünf Zigaretten wurde mit der Geschwindigkeit von hundertzwanzig Zügen pro Minute durch 20 ml Wasser durchgesaugt, wobei eine Zigarette 8 min geraucht wurde. Die so erhaltene Wasserlösung wurde im Verhältnis 1 :100 (Tabelle I) oder 1:10 (Tabelle II) mit Wasser verdünnt und die Absorption der durchgegangenen Produkte des Rauches bei bestimmten Wellenlängen gemessen. Zum Rauchen wurden verschieden zubereitete Hülsen verwendet. Die Gesamtlänge der Zigarette war 7 cm, davon die Länge des Mundstückes 3 cm und die Länge der Tabaksäule 4 cm. Als Tabak wurde der bulgarische Zigarettentabak (Norm. Nr. 569 550) verwendet.
Bei den Versuchen mit den Adsorbentien wurde der 14 mm lange Hülsentampon halbiert und zwischen die beiden Hälften das Adsorbens in Menge von 0,21 bis 0,23 g eingesetzt. Man verwendete Silicagel in Körnung von 0,2 bis 0,5 mm, Aktivkohle granuliert in Korngrösse von 0,5 mm und Silicagel mit eingebauter Aktivkohle in Körnung 0,2 bis 0,5 mm. Vom Tabak wurden 0,45 bis 0,58 g gebraucht. Aus den Experimenten resultieft, dass der Zellulose-Filter allein nicht genügt, alle in Wasser unlöslichen Produkte aufzufangen, so dass die Flüssigkeit nach dem Durchperlen des Rauches gelblich und trüb ist. Dagegen gewinnt man bei der Anwendung der Kombination des Zellulose-Filters mit den Adsorbentien eine klare Flüssigkeit, die leicht gelblich oder farblos ist.
Die niedrigsten Adsorptionswerte, d. h. der niedrigste Gehalt an den im Wasser löslichen schädlichen Stoffen, wurde jedoch nur bei Benutzung des Silicagels mit eingebauter Aktivkohle festgestellt. Zwecks Vergleichung sind Werte angeführt, welche bei dem Gebrauch der Zigarette ohne Filter und mit Filter (Tabelle 1) und bei der Anwendung vom Silicagel allein und Aktivkohle allein (Tabelle 2), gewonnen wurden.
Tabelle I
Adsorption des wässerigen Auszuges von Tabakrauch nach Durchgang durch Zellulose-Füter und durch Filter nach der Erfindung
Zu dem Experiment wurden je 5 Zigaretten verwendet, und zwar a) ohne Filter b) mit Zellulose-Filter c) mit Dreikammer-Filter, wobei die Randkammern aus Zellulose hergestellt wurden und die mittlere
Kammer mit Silicagel (98 %) mit eingebauter Ak tivkohle (2%) gefüllt wurde. Der Wassergesamtin halt des Füllkörpers = 10 %.
Absorption des wässrigen Auszuges der durch gegangenen Rauchprodukte
Verdünnung der Lösung 1:100 (nm) Zigarette Zigarette mit Filter ohne Filter b) c) a) aus Zellulose gemäss der Erfindung
215 0,705 0,326 0,083
220 0,670 0,297 0,075
225 0,554 0,264 0,062
230 0,489 0,235 0,055
235 0,439 0,214 0,048
240 0,411 0,201 0,046
245 0,398 0,195 0,043
250 0,395 0,193 0,041
260 0,386 0,187 0,037
270 0,340 0,160 0,031
280 0,283 0,135 0,028
Der Rauch wurde durch 20 ml Wasser geleitet und die gewonnenen Lösungen a) und b) mussten durch Filtrierung von den unlöslichen Verunreinigungen befreit werden; im Falle c) wurde ohne Filtration eine klare Lösung gewonnen. Die Adsorption wurde nach der Verdünnung der Lösungen im Verhältnis 1:100 gemessen.
Aus der Tabelle 1 geht hervor, dass der Filter bei der Anwendung des Silicagels mit eingebauter Aktivkohle (Kolonne c) bedeutend wirksamer ist als der Cellulose-Filter (Kolonne 6).
Tabelle 2
Absorption des Wasserauszuges von Tabakrauch nach dem Durchgang durch Silicagel, durch Aktivkohle und durch Silicagel mit eingebauter Aktivkohle
Zum Versuch wurden je 5 Zigaretten mit Dreikammer-Filter verwendet, wobei die Randkammern die Zellulosefüllung hatten und die mittlere Kammer die Füllung von Silicagel für chromatographische Zwecke hatte. Wassergehalt in der Füllung 10% (Kolonne d).
Die Füllung von granulierter Aktivkohle ohne Wasser (Kolonne e) und schliesslich die Füllung von Silicagel mit 10 S eingebauter Aktivkohle, Wassergehalt in der Füllung 10 3S (Kolonne f).
Absorption des Wasserauszuges der durch den Filter durchgegangenen Produkte des Rauches der verdünnten Lösung 1:10 (nm) Zigarette mit Filter d) e) f) aus Silikagel aus Aktivkohle gemäss der Erfindung
215 0,380 0,282 0,153
220 0,372 0,258 0,131
225 0,329 0,238 0,119
230 0,285 0,220 0,108
235 0,255 0,210 0,105
240 0,230 0,200 0,099
250 0,211 0,182 0,090
260 0,197 0,163 0,082
270 0,165 0,128 0,063
280 0,138 0,106 0,056
Der Rauch wurde durch 20 ml Wasser geleitet.
Die Absorption wurde nach der Verdünnung der Lösung im Verhältnis 1 : 10 gemessen.
Aus der Tabelle 2 geht hervor, dass der erfindungsgemässe Filter bei Verwendung von Silicagel mit eingebauter Aktivkohle die Mindestmenge der durch Filter durchgehenden und im Wasser absorbierten Produkten aufweist.
Aus den durchgeführten Experimenten geht hervor, dass bei den erfindungsgemässen Filtern, d. h. solchen, bei welchen Silicagel mit eingebauter Aktivkohle verwendet wurde, im Vergleich mit den bis jetzt gebräuchlichen Filtern eine Herabsetzung der schädlichen Stoffe in dem eingeatmeten Tabakrauch erzielt wird, ohne dass das Aroma des Tabakrauchs und seine Stimu lationswirkung verlorengeht.
Bei fortgesetzter Forschung wurde festgestellt, dass die Wirkung des Filters gegen Tabakrauch weiter beträchtlich erhöht werden kann, wenn in eine oder in beide Komponenten, insbesondere die Aktivkohle, zwecks Erhöhung der spezifischen Wirksamkeit Eisen oder Zinkoxyd in einer Menge von 1 bis 25 % pro verwendetes Adsorbens imprägniert wird.
Gemäss bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können in dem Silicagel neben der Aktivkohle weitere Stoffe mit Absorptions- oder Adsorptionseigenschaften vorhanden sein, z. B. Aluminiumoxyd oder Ionenaustauscher auf der Basis der synthetischen Harze in Menge von 1-25 X pro verwendetes Adsorbens.
Ein höherer Gehalt an Aktivkohle und ihre even- tuelle Imprägnierung bringen eine Verbesserung der Sorptionseigenschaften mit sich.
Das Filter, welches eine grössere Menge von der im Silicagel eingebauter Aktivkohle einschliesst, hält mehr von den unerwünschten im Tabakrauch enthaltenen Stoffen auf. Zum Beispiel fängt das Filter, das 53 C eingebaute Aktivkohle enthält, sogar um 20 % mehr der unerwünschten Stoffe der im Wasser löslichen Stoffe auf, als das Filter mit einem Gehalt von 15 % Aktivkohle.
Bei höherem oder niedrigerem Aktivkohlegehait im Silicagel erreicht das Adsorbens nicht das Maximum seiner Kapazität. Trotzdem ist seine Wirksamkeit immer noch beträchtlich besser als die Sorptionswirkung der Aktivkohle oder des Silicagels allein.
Die Menge der im Silicagel eingebauten Aktivkohle kann bei diversen Tabaksorten unter Beibehaltung der hohen Sorption von schädlichen Stoffen die Geschmackseigenschaften des einzuatmenden Rauches günstig beeinflussen.
Bei der Herstellung von neuen Filtertypen wird das Adsorbens direkt der Masse des Trägers zugesetzt, z. B. bei der Herstellung des zur Filtererzeugung bestimmten Papieres, oder es wird der geeignete Träger gleichmässig mit dem Adsorbens durchgesetzt, z. B.
bei faseriger Cellulose.
Diese Bearbeitungsarten haben gewisse Vorteile. In erster Linie müssen geringere Ansprüche an die Festigkeit des Adsorbens gestellt werden. Weiter entfällt die Notwendigkeit der Benutzung eines Bindemittels beim Auftragen des Adsorbens auf einen passenden Träger.
Das Tabakrauchfilter kann man auch dadurch vervollkommnen, dass es aus zwei oder mehr Bestandteilen zusammengesetzt wird. Das Filter besteht dann aus zwei oder mehr Teilen von verschiedenem Material.
Für das Filter in Form austauschbarer Einlagen hat sich als Füllung das grobkörnige Sorbens mit einer Korngrösse von 0,5 bis 3 mm und mit 0,2 bis 20% eingebauter Aktivkohle bewährt. Das Adsorbens dieser Korngrösse wird durch einen kleinen Strömungswiderstand gekennzeichnet und ist demzufolge für die Verwendung in Zigaretten- und Zigarrenspitzen geeignet.
Das Adsorbens von 1 bis 3 mm Korngrösse und mit 3 % Aktivkohle und 17 % feinpulverigen Aluminiumoxyd-Gehalt, hat sehr grosse Adsorptionseigenschaften. Seine Farbe ist hellgrau.
Es ist deshalb möglich, die Aufnahme der schädlichen Stoffe aus dem Tabakrauch durch fortschrei- tendes Dunklerwerden des Adsorbens zu verfolgen.
Es ist möglich, den Moment abzuschätzen, wann die durchsichtige Einlage mit der Filterfüllung ausgetauscht werden muss.
In einigen Fällen kann man eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des filtrierten Tabakrauches dadurch erzielen, dass man Pulveraktivkohle von einer Korngrösse bis zu 0,2 mm verwendet, die mit passen- den Stoffen imprägniert ist, z. B. mit Eisen- oder Zinkoxyden, welche zur Erhöhung der spezifischen Wirksamkeit des Sorbens dienen. Die Menge des Imprägnationsstoffes ist in Grenzen von 1 bis 15 % am wirksamsten.
Günstige Sorptionseigenschaften werden durch Mischung von imprägnierter und unimprägnierter Aktivkohle, welche zusammen in das Silicagel eingebaut wird, erzielt. Diese Mischung der Aktivkohle im Verhältnis 1 : 1 vermindert den Gehalt an Zyan- und Schwefelverbindungen in dem filtrierten Tabakrauch beträchtlich.
Mit Vorteil kann man bei der Herstellung des Silicagels durch Fällung von Kieselsäure-Sol, das durch Ionenaustausch hergestellt wurde, beim Rühren geeignete pulverige, unlösliche Stoffe mit chemischen oder katalytischen Wirkungen zu der Aktivkohle mi sohlen, und zwar in Mengen von 1 bis 25 %. Einen günstigen Einfluss auf die Zusammensetzung des Tabakrauches hat eine Mischung von Aktivkohle mit 3 % des Pulver-Aluminiumoxyds oder mit lonenaus- tauschern auf Basis der synthetischen Harze. In beiden Fällen werden die Geschmackseigenschaften des filtrierten Tabakrauches verbessert.
Im folgenden werden an Hand von Beispielen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
Beispiel 1
Das Papiermundstück wird an der Tabaksäule mit einem 7 mm hohen Cellulosetampon verschlossen. In den Hohlraum wird dann das Silicagel mit 10 % eingebauter Aktivkohle und einem Gesamtgehalt von 10 % Wasser und einer Körnung von 0,2 bis 0,5 mm in einer Menge von 0,21 bis 0,22 g eingeschüttet. Die Hülse wird schliesslich mit einem zweiten gleichfalls 7 mm hohen Cellulosetampon verschlossen, wodurch ein hochwirksames Dreikammer-Filter entsteht.
Beispiel 2
Auf einen Filterpapierbogen wird eine dünne Schicht der wässerigen Suspension von Silicagel mit 10% eingebauter Aktivkohle von 10 bis 30 Cmt Körnung und des geeigneten Bindemittels aufgetragen. Das Papier mit der aufgetragenen dünnen Schicht wird bei 1200 C getrocknet. Die Dicke der endgültigen Adsorbens-Schicht soll 0,1 mm betragen. Aus dem mit der Adsorbens-Schicht versehenen Papier werden dann in üblicher Weise Stäbchen geformt, welche in das Papiermundstück der Hülse hineingelegt werden.
Dadurch entstehen hochwirksame Einkammerfilter.
Beispiel 3
In eine für Zigarettenfilter geeignete Papiermasse werden im Laufe des Herstellungsprozesses 10 % Adsorbens, dessen Körnung 10-100 ju beträgt, eingearbeitet.
Das Adsorbens enthält 45 % Aktivkohle.
Beispiel 4
In die Papiermasse für Tabakrauchfilter werden 35 % Adsorbens gegeben, Korngrösse 10-150 ,um. Das Adsorbens enthält 22 % Aktivkohle.
Beispiel 5
Vor der endgültigen Verarbeitung zu Filtern wird zu der Viskose 5 % Adsorbens gegeben und gleichmässig verteilt. Die Korngrösse des Adsorbens beträgt 10 bis 50,mm. Das Adsorbens enthält 26 % Aktivkohle.
Beispiel 6
In 10 Liter Kieselsäure-Hydrosol, welches durch Ionenaustausch hergestellt wurde, werden beim intensiven Mischen 30 g mit Eisen- und Zinkoxyden imprägnierter und 40 g unimprägnierter Aktivkohle zugegeben. Zur Gel-Bindung wird 1 Liter 10 % ige Lösung eines anorganischen Salzes, z. B. Eisensulfat, verwendet. Weiter wird in üblicher Weise vorgegangen.
Beispiel 7
In Kieselsäure-Hydrosol, welches vor der Fällung in der im Beispiel 6 beschriebenen Art hergestellt wurde, wird beim Mischen 15% Aktivkohle und 3 % Zinkoxyd zugegeben.
Beispiel 8
In Kieselsäure-Hydrosol, welches vor der Fällung in der im Beispiel 6 beschriebenen Art hergestellt wurde, wird beim Mischen 30% Aktivkohle und 5 % pulverigen Polyamid-Ionenaustauscher zugegeben.
Tobacco smoke filters
The invention relates to a tobacco smoke filter which contains an adsorbent. Up to now the filters for cigarette, cigar and pipe tobacco smoke have mainly been made from paper, cellulose or their acetates, optionally from creped material.
In the course of further development, filters were made that contained silica gel or activated carbon. In a known variant of these filters, three chambers are provided, the middle chamber being granulated adsorbent, i. H. Contains activated carbon or silica gel, while the side chambers contain paper cellulose or acetate cellulose as filter material.
It has been shown, however, that none of the tobacco smoke filters known to date has the filtration efficiency that can be achieved with the filter according to the invention. The tobacco smoke filter according to the invention is characterized in that the adsorbent consists at least partly of silica gel, which has a particle size of 10 microns to 3 mm and contains 0.2-80% built-in activated carbon.
According to a preferred embodiment, the granular adsorbent contains 5-15%, in particular 10% activated carbon and 8-12%, in particular 10% water.
By using the filter filling made of silica gel with built-in activated carbon, which is preferably manufactured according to Swiss Patent No. 499 460, the effect of the filter can be achieved through the homogeneous combination of the two filter components, i.e. H.
of silica gel and activated carbon, increase considerably.
The surprising advantages of the filter according to the invention can be seen from the following two tables.
Table I compares: the adsorption of the water extract of tobacco smoke from the cigarette without a filter, the adsorption of the water extract of the tobacco smoke that has passed through cellulose filters, and finally the adsorption of the smoke that has passed through cigarette filters, in which silica gel with built-in activated charcoal is used has been. In Table II, the filter effect of the silica gel and the activated carbon is compared with the effect of the silica gel with built-in activated carbon.
The apparatus according to J. Traube (USA Patent No. 1,826,331) was used to test the cigarettes. The cigarette smoke from five cigarettes was sucked through 20 ml of water at the rate of one hundred and twenty puffs per minute, with one cigarette being smoked for 8 minutes. The water solution obtained in this way was diluted with water in a ratio of 1: 100 (Table I) or 1:10 (Table II) and the absorption of the smoke products which had passed through was measured at certain wavelengths. Different prepared pods were used for smoking. The total length of the cigarette was 7 cm, of which the length of the mouthpiece was 3 cm and the length of the tobacco column was 4 cm. The Bulgarian cigarette tobacco (Norm. No. 569 550) was used as tobacco.
In the tests with the adsorbents, the 14 mm long sleeve tampon was cut in half and the adsorbent was used in an amount of 0.21 to 0.23 g between the two halves. Silica gel with a grain size of 0.2 to 0.5 mm, activated carbon granulated with a grain size of 0.5 mm and silica gel with built-in activated carbon with a grain size of 0.2 to 0.5 mm were used. 0.45 to 0.58 g of tobacco were used. The results of the experiments show that the cellulose filter alone is not enough to collect all products that are insoluble in water, so that the liquid is yellowish and cloudy after the smoke has bubbled through. On the other hand, when using the combination of the cellulose filter with the adsorbents, a clear liquid that is slightly yellowish or colorless is obtained.
The lowest adsorption values, i.e. H. The lowest content of harmful substances soluble in water was only found when using silica gel with built-in activated carbon. For comparison purposes, values are given which were obtained when using the cigarette without a filter and with a filter (Table 1) and when using silica gel alone and activated charcoal alone (Table 2).
Table I.
Adsorption of the aqueous extract of tobacco smoke after passage through cellulose feed and through filters according to the invention
5 cigarettes each were used for the experiment, namely a) without a filter b) with a cellulose filter c) with a three-chamber filter, the edge chambers being made of cellulose and the middle one
Chamber was filled with silica gel (98%) with built-in activated carbon (2%). The total water content of the packing = 10%.
Absorption of the aqueous extract of smoke products that have passed through
Dilution of the solution 1: 100 (nm) cigarette cigarette with filter without filter b) c) a) made of cellulose according to the invention
215 0.705 0.326 0.083
220 0.670 0.297 0.075
225 0.554 0.264 0.062
230 0.489 0.235 0.055
235 0.439 0.214 0.048
240 0.411 0.0201 0.046
245 0.398 0.195 0.043
250 0.395 0.193 0.041
260 0.386 0.187 0.037
270 0.340 0.160 0.031
280 0.283 0.135 0.028
The smoke was passed through 20 ml of water and the solutions a) and b) obtained had to be freed from the insoluble impurities by filtration; in case c) a clear solution was obtained without filtration. The adsorption was measured after the solutions had been diluted in a ratio of 1: 100.
Table 1 shows that the filter when using the silica gel with built-in activated carbon (column c) is significantly more effective than the cellulose filter (column 6).
Table 2
Absorption of the water extract from tobacco smoke after passing through silica gel, through activated carbon and through silica gel with built-in activated carbon
For the experiment, 5 cigarettes each with a three-chamber filter were used, the edge chambers having the cellulose filling and the middle chamber having the filling of silica gel for chromatographic purposes. Water content in the filling 10% (column d).
The filling of granulated activated carbon without water (column e) and finally the filling of silica gel with 10 S built-in activated carbon, water content in the filling 10 3S (column f).
Absorption of the water extract of the products of the smoke of the dilute solution which have passed through the filter 1:10 (nm) cigarette with filter d) e) f) made of silica gel from activated carbon according to the invention
215 0.380 0.282 0.153
220 0.372 0.258 0.131
225 0.329 0.238 0.119
230 0.285 0.220 0.108
235 0.255 0.210 0.105
240 0.230 0.200 0.099
250 0.211 0.182 0.090
260 0.197 0.163 0.082
270 0.165 0.128 0.063
280 0.138 0.106 0.056
The smoke was passed through 20 ml of water.
The absorption was measured after the solution had been diluted 1:10.
Table 2 shows that the filter according to the invention, when using silica gel with built-in activated carbon, has the minimum amount of products that pass through the filter and are absorbed in the water.
From the experiments carried out it can be seen that with the filters according to the invention, i. H. those in which silica gel with built-in activated carbon was used, a reduction in the harmful substances in the inhaled tobacco smoke is achieved in comparison with the filters used up to now, without the aroma of the tobacco smoke and its stimulation effect being lost.
With continued research it has been found that the effect of the filter against tobacco smoke can be increased considerably if one or both components, in particular the activated carbon, for the purpose of increasing the specific effectiveness, iron or zinc oxide in an amount of 1 to 25% per adsorbent used is impregnated.
According to preferred embodiments of the invention, in addition to the activated carbon, further substances with absorption or adsorption properties can be present in the silica gel, e.g. B. aluminum oxide or ion exchangers based on synthetic resins in an amount of 1-25 X per adsorbent used.
A higher content of activated carbon and its possible impregnation bring about an improvement in the sorption properties.
The filter, which includes a larger amount of the activated carbon built into the silica gel, holds back more of the undesirable substances contained in tobacco smoke. For example, the filter, which contains 53 C built-in activated carbon, even catches 20% more of the undesired substances of the water-soluble substances than the filter with a content of 15% activated carbon.
If the activated carbon content in the silica gel is higher or lower, the adsorbent does not reach its maximum capacity. Even so, its effectiveness is still considerably better than the sorption effect of the activated carbon or silica gel alone.
The amount of activated carbon built into the silica gel can favorably influence the taste properties of the smoke to be inhaled in various types of tobacco while maintaining the high sorption of harmful substances.
In the manufacture of new types of filters, the adsorbent is added directly to the mass of the carrier, e.g. B. in the manufacture of the paper intended for filter production, or the suitable carrier is evenly enforced with the adsorbent, e.g. B.
with fibrous cellulose.
These types of processing have certain advantages. First and foremost, lower demands must be made on the strength of the adsorbent. Furthermore, there is no need to use a binder when applying the adsorbent to a suitable carrier.
The tobacco smoke filter can also be improved in that it is composed of two or more components. The filter then consists of two or more pieces of different material.
For the filter in the form of exchangeable inserts, the coarse-grained sorbent with a grain size of 0.5 to 3 mm and with 0.2 to 20% built-in activated carbon has proven itself as a filling. The adsorbent of this grain size is characterized by a low flow resistance and is therefore suitable for use in cigarette and cigar holders.
The adsorbent with a grain size of 1 to 3 mm and with 3% activated carbon and 17% fine-powdered aluminum oxide content has very good adsorption properties. Its color is light gray.
It is therefore possible to monitor the uptake of harmful substances from tobacco smoke by progressively darkening the adsorbent.
It is possible to estimate the moment when the transparent insert with the filter filling needs to be replaced.
In some cases, a further improvement in the properties of the filtered tobacco smoke can be achieved by using powdered activated carbon with a grain size of up to 0.2 mm, which is impregnated with suitable substances, e.g. B. with iron or zinc oxides, which serve to increase the specific effectiveness of the sorbent. The amount of the impregnation substance is the most effective within a range of 1 to 15%.
Favorable sorption properties are achieved by mixing impregnated and unimpregnated activated carbon, which is built into the silica gel together. This mixture of activated carbon in a ratio of 1: 1 reduces the content of cyanogen and sulfur compounds in the filtered tobacco smoke considerably.
Advantageously, in the production of the silica gel by precipitation of silica sol, which has been produced by ion exchange, suitable powdery, insoluble substances with chemical or catalytic effects can be added to the activated carbon while stirring, in amounts of 1 to 25%. A mixture of activated charcoal with 3% of powder aluminum oxide or with ion exchangers based on synthetic resins has a positive influence on the composition of tobacco smoke. In both cases, the taste properties of the filtered tobacco smoke are improved.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below by means of examples.
example 1
The paper mouthpiece is closed on the tobacco column with a 7 mm high cellulose tampon. The silica gel with 10% built-in activated carbon and a total content of 10% water and a grain size of 0.2 to 0.5 mm is then poured into the cavity in an amount of 0.21 to 0.22 g. The sleeve is then closed with a second cellulose tampon, which is also 7 mm high, creating a highly effective three-chamber filter.
Example 2
A thin layer of the aqueous suspension of silica gel with 10% built-in activated carbon with a grain size of 10 to 30 cm and the suitable binder is applied to a sheet of filter paper. The paper with the applied thin layer is dried at 1200 C. The thickness of the final adsorbent layer should be 0.1 mm. From the paper provided with the adsorbent layer, small sticks are then formed in the usual way, which are placed in the paper mouthpiece of the sleeve.
This creates highly effective single-chamber filters.
Example 3
In a paper pulp suitable for cigarette filters, 10% adsorbent with a grain size of 10-100 ju are incorporated in the course of the manufacturing process.
The adsorbent contains 45% activated carbon.
Example 4
35% adsorbent, grain size 10-150 μm, is added to the paper pulp for tobacco smoke filters. The adsorbent contains 22% activated carbon.
Example 5
Before the final processing into filters, 5% adsorbent is added to the viscose and distributed evenly. The grain size of the adsorbent is 10 to 50 mm. The adsorbent contains 26% activated carbon.
Example 6
In 10 liters of silicic acid hydrosol, which was produced by ion exchange, 30 g of activated carbon impregnated with iron and zinc oxides and 40 g of unimpregnated activated carbon are added during intensive mixing. To bind the gel, 1 liter of 10% strength solution of an inorganic salt, e.g. B. iron sulfate is used. The usual procedure is continued.
Example 7
In silica hydrosol, which was prepared in the manner described in Example 6 before precipitation, 15% activated carbon and 3% zinc oxide are added during mixing.
Example 8
In silicic acid hydrosol, which was prepared in the manner described in Example 6 before the precipitation, 30% activated carbon and 5% powdery polyamide ion exchanger are added during mixing.