DE2341686B2 - Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus CelluloseacetatfasernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern. wobei man einen aus Celluloseacetatfasern bestehenden
Strang öffnet, dem geöffneten Strang 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern,
eines Weichmachers zusetzt und den so behandelten geöffneten Strang zur Herstellung eines Filters
zusammenfaßt.
Ein Weichmacher für einen Zigarettenfilter aus Celluloseacetatfasern löst die Celluloseacetatfasern
dort, wo er mit den Fasern in Kontakt kommt, teilweise auf und verbindet die aufgelösten Fasern miteinander an
willkürlich verteilten Kontaktpunkten, wodurch der aus den Fasern bestehende Filter seinen Umfang beibehält
unü die Fasern in der Filterform in geeigneter Weise
gehärtet werden. Der Weichmacher ist somit als eine Komponente unerläßlich, die dem Filter die für das
nachfolgende Zerschneiden der Fasern in der Filterform zu Filterstöpseln erforderliche Härte verleiht.
Aus Römpp, Chemielexikon, 7. Auflage, 1972, Stichwort
»Butandiole« läßt sich die Verwendung von Estern der Butandiolw als gesuchter Weichmacher entnehmen.
Die klassische Verwendung von Weichmachern besteht jedoch darin, daß sie den Kunststoffen zum Weichmachen
zugesetzt werden, d. h.. daß sie zwischen Kunststoffmolekülen eindringen und diese gegeneinander
beweglich machen. Dabei ist es nicht nötig, daß die Weichmacher den Kunststoff lösen. Die Weichmacher
für einen Zigarettenfilter aus Celluloseacetatfasern sollen dagegen bewirken, daß die Celluloseacetatfasern
im Filter angelöst werden, gegenseitig teilweise verkleben und so der Filierstrang eine bessere
Festigkeit erhält. Andererseils soll beim Anlösen die Celluloseacetatfaser keineswegs aufgelöst werden, da
das Filter luftdurchlässig bleiben muß, die Abstände und Hohlräume zwischen den Fasern also erhalten bleiben
müssen. Anschließend soll der Weichmacher keineswegs wie bekannte Weichmacher bei bekannten
Kunststoffen im Kunststoff verbleiben, sondern sich so schnell wie möglich verflüchtigen.
Im allgemeinen werden für Celluloseacetatfasern, die
Zigarettenfilter aufbauen, Triaeetin, Diacetat-, Dipropionat-
und Dibutyratester von Polyäthylenglykol, Dimethoxyäthylphthalat und Triäthylcritrat verwendet.
Wenn Triäthylcitrat und Dimethoxyäthylphthalat als Weichmacher verwendet werden, müssen die Filterstöpsel
zur Erhärtung der Filterstöpsel auf hohe Temperaturen oberhalb Raumtemperatur 2 bis 4
Stunden lang erhitzt werden. Zwar ist Triaeetin als Weichmacher bekannt, der bei Raumtemperatur härtet,
jedoch dauert es mehr als 24 Stunden, bis die Härtung beendet ist. Ein Diacetat, Dipropionat oder Dibutyrat
2ϊ von Triäthylenglykol ist zwar ein Weichmacher, der bei
Raumtemperatur innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit eine ausreichende Härte (Festigkeit) verleiht, er
befriedigt jedoch nicht im Hinblick auf den Zigarettengeschmack,
jo Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Zigarettenfilter aus Celluloseacetatfasern mit einem Weichmacher zu härten, der einerseits rasch und
ausreichend härtet, andererseits beim Rauchen keinen störenden Geschmack abgibt.
si Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß man einen Weichmacher verwendet, der einen Diacatat-, Dipropionat- und/oder Dibutyratester von
1,3-Butylenglykol enthält.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann den
j» Filterstöpseln bei Raumtemperatur innerhalb einer
kurzen Zeit eine ausreichende Härte bzw. Festigkeit verliehen werden. Die Härtungsgeschwindigkeit ist
höher als die Härtungsgeschwindigkeit von Triäthy· lenglykoldiacetat, von dem bekannt ist, faß es unter den
r, konbentionellen Weichmachern die höchste Härtungsgeschwindigkeit aufweist. Außerdem ist der erfindungsgemäß
verwendete Weichmacher geruchlos und nichttoxisch und beeinträchtigt den Geschmack bzw. das
Aroma der Zigarette nicht.
in Diese vorteilhaften Eigenschaften besitzen also
keineswegs sämtliche oder die me.sten bekannten Weichmacher, sondern nur einige wenige chemische
Ver'uindungen, die zufällig gleichzeitig als Weichmacher Verwendung finden können. Daher ist der Hinweis in
">> der Literatur, daß Ester der Butandiole gesuchte
Weichmacher sind, keineswegs ein Hinweis auf den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Denn der
Fachmann, der die oben formulierte Aufgabe zu lösen hat, hat keinen Anlaß, die bekannten Weichmacher auf
bo ihre Eignung zum genannten Zweck zu überprüfen, da ja
gar nichts weichgemaclrt werden soll. Tatsächlich soll Celluloseacetat angelöst werden; deshalb könnte der
Fachmann genauso gut unter den Lösungsmitteln suchen. Dabei stellt es einen glücklichen Griff dar, die
μ erfindungsgemäß verwendeten Butandiolester mit den
angegebenen vorteilhaften Eigenschaften aufzufinden.
Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Diesterverbindungen von 1,3-Butylenglykol handelt es sich um
Verbindungen der allgemeinen Fomel
CH1
R-COOCH1CH1CH-OCOr
R-COOCH1CH1CH-OCOr
worin R eine Methyl-, Äthyl- oder Propylgruppe bedeutet, und diese Verbindungen können einzeln oder
in Kombination mit einem anderen Weichmacher verwendet werden. Da diese Diester von 13-Butylenglykol
einen sehr hohen Plastifizierungseffekt haben, können selbst dann zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt werden, wenn sie in geringeren Mengen als den üblicherweise im Falle von Triacetin und Triäthylenglykoldiacetat
angewendeten Mengen verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Weichmacher in einer Menge von 1
bis 20 Gew.-%, insbesondere von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasem,
venvendet
Die Celluloseacetatfasem können in Form eines Stranges verwendet werden, der durch Zusammenfassen
von 5000 bis 100 000 kontinuierlichen (endlosen) Fäden mit einem Titer von 1 bis 16 Denier erhallen
worden ist. Dem Strang werden vorzugsweise IO bis 30
gleichmäßige Kräuselungen pro 20 mm Stranglänge erteilt.
Es kann jedes beliebige Verfahren angewendet werden, mit dessen Hilfe es möglich ist, den Weichmacher
gleichmäßig auf die Celluloseacetatfasem aufzubringen. So kann beispielsweise der Weichmacher nach
einem bekannten Verfahren unter Verwendung einer Sprühpistole oder eines DocrK.es sowohl auf die obere
als auch auf die untere Oberfläch des Stranges aufgebracht werden. Wenn die Weichmacher zu groß
ist, werden die Celluloseacetatfasem so stark aufgelöst,
daß zähe Flüssigkeiten (Pasten) gebildet werden. Es ist daher erwünscht, daß der Weichmacher gleichförmig
aufgebracht wird. Wenn die Weichmachermenge zu
ί gering ist, wird keine ausreichende Bindung zwischen
den Fasern erzielt. Es ist daher wichtig, daß der Weichmacher im Innern des Strangbandes gleichförmig
verteilt ist
Die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Strängen
ίο mit einem eingearbeiteten Weichmacher kann -wach
Verfahren erfolgen, wie sie derzeit großtechnisch für die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Celluloseacetatfasem
durchgeführt werden. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Filter ist dadurch charakterisiert,
daß die den Celluloseacetatfasem eigenen Eigenschaften nicht verloren gehen und daß eine sehr
hohe Härtungsgeschwindigkeit beibehalten werden kann. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung
von großem technischen Wert
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert. In diesen Beispielen wurde die
Filterstöpselhärte nach dem folgenden Verfahren bestimmt: Auf einen horizontal angeordneten Probestöpsel
wurde durch eine Scheibe mit einem Durchmesser von 12 mm 10 Sekunden lang eine Last von 300 g
einwirken gelassen. Die Eindrangtiefe einer durch die Last gebildeten Kerbe wurde gemessen, wobei 0,1 mm
als eine Einheit festgelegt wurde, bis herunter zu Bruchteilen der Einheit. Ein niedrigerer Wert gibt an,
κι daß die Probe hart war, während ein höherer Wert
angibt, daß die Probe weich war.
Der Widerstand gegen das Eindringen von Luft (Luftdurchlässigkeit) wurde durch den Widerstandsdruck,
gemessen in Millimeter Wassersäule, ausge-
r> drückt, der erhalten wurde, wenn durch ein Filterstöpsel
einer Länge von 102 mm mit einer Geschwindigkeit von 17,5 ml/Sek. Luft hindurchgeleitet wurde.
Beispiel 1 bis 7
Ein Celluloseacetat-Fase rstrang mit einem Fadentiter
von 4 Denier und einem Gesanttiter von 43 000 Denier mit 26 Kräuselungen pro 25 mm Stranglänge wurde
geöffnet und dem geöffneten Celluloseacetat-Faserstrang
wurde unter Verwendung einer Weichmacherauftragsvorrichtung 1,3-Butylenglykol-diacetat oder
eine Mischung aus gleichen Mengen dieses Diacetats und einem anderen Weichmacher in der vorgeschriebenen
Menge zugesetzt. Dann wurde der Strang in eine Papierumwicklungsvorrichtung eingeführt und mit
einem Filterumwickelungspapier umwickelt. Dann wurde er zu Stücken (Fiiterstöpseln) einer Länge von
102 mm zerschnitten.
Dann wurden die Eigenschaften des dabei erhaltenen Filterstöpsels, beispielsweise das Stöpselgewicht, der
Widerstand gegen eindringende Luft (die Luftdurchlässigkeit) und die Härte des Filterstöpsels bestimmt, der 1
bis 24 Stunden lang nach Beendigung der Umwickelung bei 20° C liegengelassen worden war. Die dabei
erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal als Weichmacher Triacetin,
Triäthylenglykoldiacetat, Triäthylenglykoldipropionat und Tetraäthylenglykoldipropionat verwendet wurden.
Auch bei den so hergestellten Filterstöpseln und bei einem Filterstöpsel, der auf die gleiche Weise wie oben,
jedoch ohne Verwendung eines Weichmachers, hergestellt worden war, wurde die Härte bestimmt, nachdem
die Filterstöpsel 1 bis 24 Stunden lang bei 20°C liegengelassen worden waren. Die dabei erhaltenen
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I als Ergebnisse von Vergleichsbeispielen angegeben.
Aus den Ergebnissen der nachfolgenden Tabelle I geht hervor, daß die zur Herstellung eines Filterstöpsels
mit ew-er ausreichencteii Härte (von weniger als 10)
erforderliche Zeit bei Verwendung von Triacetin oder Triäthylenglykoldiacetat 24 Stunden betrug, daß jedoch
im Falle der Verwendung von 1,3-Butylenglykoldiacetat
bereits nach einer Stunde eine ausreichende Härte erreicht worden war. Daraus geht auch hervor, daß
durch Verwendung einer geringeren Menge des Weichmachers im Falle von 1,3-Butylenglykoldiacetat
ein ausreichender Effekt erzielt werden kann.
jeder der so erhaltenen Filterstöpsel mit einer Länge von 102 mm wurde in 6 Filterspitzen mit einer Länge
von 17 mm zerlegt. Eine Spitze einer handelsüblichen Zigarette wurde entfern! und anstelle dieser Spitze
wurde die Filterspitze aufgesetzt. Bei einem Abrauchversuch wurde festgestellt, daß im Falle der Verwendung
eines Weichmachers, der 1,3-Butylenglykoldiacetat enthielt, ein besonders guter Geschmack und ein
besonders gutes Aroma erhalten wurden.
| 2341 | 5 | 686 | Slripsel- | 6 | Harte | riiich | |
| gevticlit | 24 Sld. | ||||||
| Tabelle I | Weichmacher | Wider | |||||
| stand | 9.5 | ||||||
| gegen das | nach | 8,3 | |||||
| (g/Slünsel) | Lindringen | I Sid. | 8.1 | ||||
| von Luft | 7.8 | ||||||
| ΑΠ | 0,735 | (mm HiO) | 9.7 | 7.2 | |||
| Gew.-"; | 0.725 | 8,9 | 7.8 | ||||
| Beispiel Nr. | 1,3-ButylenglykoI-diacelat | 0,724 | 272 | 8,9 | |||
| 1 | desgl. | 4,5 | 0,749 | 268 | 8,8 | ||
| 2 | desgl. | 6,5 | 0,733 | 265 | 8,3 | 7.6 | |
| 3 | desgl. | 7,2 | 0,751 | 259 | 8,2 | ||
| 4 | desgl. | 9,9 | 258 | ||||
| 5 | Mischung aus gleichen Mengen | 13,8 | 261 | ||||
| 6 | 1,3-ButylengIykoldiacetat | 7,1 | 0.748 | 8.0 | 12.7 | ||
| und Triacetin | 8.3 | ||||||
| Mischung aus 1,3-Butylenglykoi- | 259 | 9.8 | |||||
|
π
I |
diacetat und Triäthylenglykol- | 8,3 | 8.5 | ||||
| diacelat | 0.677 | !2,1 | 7.3 | ||||
| 0.735 | 10,5 | ||||||
| Vergieichsbeispiel | - (kein Zusatz) | 0,743 | 10 | ||||
| I | Triacetin | 0 | 0,738 | 259 | 10 | ||
| 2 | Triäthylenglykoldiacetat | 8,0 | 0,740 | 253 | 10 | ||
| 3 | Triäthylenglykoldipropional | 6,3 | 258 | ||||
| 4 | Tetraäthylenglykoldipropionat | 9.0 | 260 | ||||
| 5 | 9.5 | ||||||
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters
aus Celluloseacetatfasern, wobei man einen aus Celluloseacetatfasern bestehenden Strang öffnet,
dem geöffneten Strang 1 bis 20 Gew.-0/), bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, eines
Weichmachers zusetzt und den so behandelten geöffneten Strang zur Herstellung eines Filters
zusammenfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß man einen Weichmacher einsetzt, der als Bestandteil einen Diacetat-, Dipropionat und/oder
DibutyrateUer von 1,3-Butylenglykol enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Weichmacher in einer Menge von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
Celluloseacetatfasern, zusetzt.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |