DE2525893A1 - Verfahren zur herstellung von celluloseacetat-faserstaeben und deren verwendung als filter fuer tabakwaren - Google Patents

Verfahren zur herstellung von celluloseacetat-faserstaeben und deren verwendung als filter fuer tabakwaren

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DE2525893A1
DE2525893A1 DE19752525893 DE2525893A DE2525893A1 DE 2525893 A1 DE2525893 A1 DE 2525893A1 DE 19752525893 DE19752525893 DE 19752525893 DE 2525893 A DE2525893 A DE 2525893A DE 2525893 A1 DE2525893 A1 DE 2525893A1
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diacetate
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Motoharu Kotani
Hideo Sawada
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    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/08—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
    • A24D3/10—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
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Description

Verfahren zur Herstellung von Celluloseacetat-Ifaserstäben und deren Verwendung als Filter für Tabakwaren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Celluloseacetat-Faserstäben, die sich insbesondere als Zigaratettenfilter eignen.
Weichmacher sind bei der Herstellung von Tabakrauchfiltern aus Celluloseacetat-Faserstäben von Bedeutung, da sie die Celluloseacetatfasern an den Berührungsstellen zumindest teilweise anlösen und beim Härten miteinander verbinden, so daß das Faserbündel die Form des gewünschten Stabes annimmt und die erforderliche Härte besitzt, damit es zu Tabakrauchfiltern, z.B. Zigarettenfiltern, geschnitten werden kann.
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TELEFON (089)22 28 62 TELEX O5-56 3SO TELEGRAMME MONAPAT
Üblicherweise werden Triacetin, das Diacetat, Dipropionat oder Dibutyrat von Triäthylenglykol, Dimethoxyäthylphthalat und Triäthylcitrat als Weichmacher für die aus Celluloseacetatfasern bestehenden Zigarettenfilter verwendet. Im Falle von Triäthylcitrat und Dimethoxyäthylphthalat ist es jedoch erforderlich, die Faserstäbe zum Aushärten 2 bis 4 Stunden auf Temperaturen weit oberhalb Raumtemperatur zu erhitzen. Die Diacetat-, Dipropionat- bzw. Dibutyratester von Triäthylenglykol verleihen zwar den Faserstäben beim kurzzeitigen Aushärten bei Raumtemperatur genügende Härte, jedoch lassen die erhaltenen Filter im Hinblick auf den Zigarettengeschmack und das Raucharoma zu wünschen übrig.
In der JA-PA J6 899/W4 wird 1,3-Butandiol-diacetat als Weichmacher für Celluloseacetatfasern vorgeschlagen, der den Zigarettengeschmack und das Raucharoma nicht beeinträchtigt. Diese Verbindung hat jedoch den Rachteil, daß sie sich aufgrund ihres niedrigen Siedepunkts und eigenartigen Geruchs kaum für die praktische Anwendung eignet.
Auch die Herstellung der Filterstäbe wurde wesentlich verbessert, so daß bereits außerordentlich hohe Bandgeschwindigkeiten erzielt werden. So beträgt z.B. die Bandgeschwindigkeit einer Hauni KDF-2-Maschine 400 m/min, d.h. etwa das doppelte einer herkömmlichen Maschine. Diese Entwicklung wird vermutlich noch weiter anhalten. Aus diesem Grund bringt die zur Erzielung der notwendigen Stabhärte erforderliche lange Härtungszeit der bekannten Weichmacher ernsthafte Probleme in der praktischen Anwendung mit sich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Celluloseacetat-Faserstäben, z.B. Zigarettenfiltern, zu schaffen, bei dem ein spezieller, schnell härtender Weichmacher angewandt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Celluloseacetat-Faserstäben durch Vorstrecken (engl. blooming) eines Celluloseacetat-Faserstrangs, gleichmäßiges Aufbringen eines Weichmachers und anschließendes Formen und Aushärten zu einem Faserstab, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, eines Weichmachers verwendet, der aus 1,4-Butandiol-diacetat oder einem Gemisch aus 1,4—Butandiol-diacetat und einem oder mehreren anderen Weichmachern für Celluloseacetatfasern besteht.
Bei Verwendung eines 1,4-Butandiol-diacetat enthaltenden Weichmachers läßt sich der Celluloseacetat-Faserstab bei !Raumtemperatur (18 bis 25°C) mit weit höherer Geschwindigkeit aushärten, als dies nach bekannten Verfahren, z,B. unter Verwendung des bisher am schnellsten aushärtenden Triacetins, möglich ist. Ferner besitzt 1,4-Butandiol-diacetat einen Siedepunkt von 230oC, der weit höher liegt als der von 1,3-Butandiol-diacetat. Auch ist es geruchlos und ungiftig und beeinträchtigt weder den Zigarettengeschmack noch das Raucharoma.
Das erfindungsgemäß als Weichmacher verwendete 1,4-Butandioldiacetat besitzt folgende Formel:
CH,-COO-CEU-CH~-CRv-CH~-OCOCH
--COO-OH2-CH2-CH^-Ch2-OCOCH5
Es kann entweder allein oder in Kombination mit anderen Weichmachern, z.B. Triacetin oder Triäthylenklykoldiacetat, verwendet werden. Die 1,4-Butandiol-diacetatmenge beträgt mindestens Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der auf die Celluloseacetatfasern aufgebrachten Weichmacher.
1,4-Butandiol-diacetat besitzt so ausgezeichnete weichmachende Wirkung, daß es in weit geringerer Menge als z.B. Triacetin oder
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Triäthylenglykoldiacetat angewandt v/erden kann. Die Zusatzmenge beträgt 1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern.
Erfindungsgemäß werden die Celluloseacetatfasern in Form eines Strangs aus JOOO bis 100 000 kontinuierlichen Fasern von 1 bis 6 Denier verwendet. Vorzugsweise weist der Strang 10 bis JO gleichförmige Kräuselungen pro 25 mm Länge auf.
Zum gleichmäßigen Auftragen des Weichmachers auf den Celluloseacetat-Faserstrang können beliebige geeignete Verfahren angewandt werden. Beispielsweise kann man den Weichmacher auf die obere und untere Oberfläche des Strangs mit Hilfe einer Sprühpistole oder eines Dochts aufbringen. Falls der Weichmacher nicht gleichmäßig auf den Strang aufgetragen wird, lösen sich die Celluloseacetatfasern an den Stellen, an denen der Weichmacher im Überschuß vorhanden ist, unter Bildung eines klebrigen Lacks auf, während man an den Stellen, an denen keine ausreichende Menge vorhanden ist, eine nur ungenügende Verbindung der Fasern erhält. Für das Verfahren der Erfindung ist es daher erforderlich, den Weichmacher zumindest annähernd gleichmäßig im Inneren des Strangs zu verteilen.
Die erhaltenen, als Zigarettenfilter geeigneten Faserstäbe lassen sich außerordentlich schnell aushärten, ohne daß die Eigenschaften der Celluloseacetatfasern beeinträchtigt wurden.
Die Herstellung von Zigarettenfiltern aus den weichgemachten Celluloseacetat-Fasersträngen erfolgt nach üblichen Verfahren.
Die erfindungsgemäß hergestellten Celluloseacetat-Faserstäbe können darüberhinaus als tintenspeichernde Substanzen, z.B. als Filzschreiber, und für verschiedene andere Zwecke verwen-
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det werden.
Die Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren und die Herstellung von Zigarettenfiltern. In den Beispielen werden die Stabhärte und der Druckabfall nach folgenden Verfahren ermittelt:
Härte
Eine Stabprobe wird mit Hilfe einer Scheibe von 12 mm Durchmesser 10 Sekunden mit einem Gewicht von 300 g belastet. Die Eindrucktiefe wird gemessen und in Härtegraden ausgedrückt, wobei jeder Härtegrad 0,1 mm entspricht. Kleinere Werte bedeuten daher größere Härte.
Druckabfall
Der Druckabfall wird über den Druckwiderstand, ausgedrückt als Höhe einer Wassersäule (mm) ermittelt, der beim Durchleiten von Luft durch einen Filterstab"von 102 mm Länge mit einer Geschwindigkeit von 17,.5 ml/sec auftritt.
Beispiele 1 bis 3
Ein Celluloseacetat-Faserstrang mit einem Fadendenier von 4 und einem Gesamtdenier von 43 000 mit 26 Kräuselungen pro 25 mm Länge wird vorgestreckt (engl. bloomed), worauf man eine bestimmte Menge 1,4-Butandiol-diacetat oder eines Gemisches aus gleichen Gewichtsmengen 1,4—Butandiol-diacetat und einem anderen Weichmacher aufbringt. Anschließend wird der Strang einer Papierwickelmaschine zugeführt, in Reispapier eingeschlagen · und auf eine Länge von 102 mm geschnitten. Man bestimmt das Stabgewicht (g), den Druckabfall (mm H^O) und die Härte des Stabs nach 1- bzw. 24stündiger Lagerung bei 200C.
Zum Vergleich wird das Verfahren unter Verwendung von Triacetin, Triathylenglykoldiacetat und Triäthylenglykoldipropionat als Weichmachern wiederholt. Die Eigenschaften der erhaltenen FiI-
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terstäbe werden auf dieselbe V/eise ermittelt. Die jeweils erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt.
Die Ergebnisse zeigen, daß bei Verwendung von Triacetin bzw. Triäthylenglykoldiacetat zur Erzielung einer ausreichenden Härte (weniger als etwa 9 Härtegrade) 24 Stunden erforderlich sind, während bei Verwendung von 1,4-Butandiol-diacetat oder eines Gemisches aus gleichen Mengen 1,4-Butandioldiacetat und Triacetin 1 Stunde ausreicht. Ferner zeigt sich, daß selbst bei Verwendung kleiner Mengen 1,4-Butandiol-diacetat ein ausreichender Effekt zu beobachten ist.
Jeder der erhaltenen Stäbe von 102 mm Länge wird zu 6 Filterspitzen von 17 mm Länge geschnitten. Man entfernt die Filterspitze einer handelsüblichen Hilite-Zigarette und führt dafür einen der erhaltenen Filter ein. Bei einem Bauchtest zeigt sich, daß Weichmacher, die 1,4-Butandiol-diacetat als Bestandteil enthalten, ein gutes Raucharoma ergeben.
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Tabelle
Beispiel ■ Weichmacher Menge Stabgewicht Druckabfall Härte■ nach
Nr. (Gew.-%) (s) (mm H2O) 24 h
nach 7,9
1 1,4-Butandiol-diacetat 5,0 0,725 245 1 h 7,5
2 1,4-Butandiol-diacetat 7,0 0,756 261 8,7 6,5
5 1,4—Butandiol-diacetat 9,0 0,74-7 265 8,1
4 Gemisch aus 1,4-Butandiol- 8,5
diacetat und Triacetin 8,0
(1:1; G/G) 7,0 0,750 260
trt 5 Gemisch aus 1,4-Butandiol- 8,7
O diacetat und Triäthylen-
OD glykol-diacetat 7,8
00
/v\		 (1:1; G/G) 9,0 0,75^- 265
Vergleichs- 8,4
beispiele 12,7
O
IN		 1 ohne Weichmacher O 0,677 247 8,5
2 Triacetin 8,0 0,755 259 12,1 9,8
5 Triäthylenglykol-diacetat 6,5 0,745 255 10,5 8,5
ι
Triäthylenglykol-dipropior tat 9,0 0,758 258 10
10
cn ro cn co co co

Claims (9)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Celluloseacetat-Faserstäben durch Vorstrecken eines Celluloseacetat-Faserstrangs, gleichmäßiges Aufbringen eines Weichmachers und anschließendes Formen und Aushärten zu einem Faserstab, dadurch gekennzeichnet , daß man 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, eines 1,4-Butandiol-diacetat enthaltenden Weichmachers verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weichgemachte Strang etwa 1 Stunde bei etwa 200C gehärtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher im wesentlichen aus 1 ,4—Butandioldiacetat besteht.
4-, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher im wesentlichen aus 1,4-Butandioldiacetat und bis zu 80 Gewichtsprozent mindestens eines zusätzlichen Weichmachers aus der Gruppe: Triacetin, TriäthylengJ.ykol" diacetat, -dipropionat oder -dibutyrat, Dimethoxyäthylphthalat und Triäthylcitrat besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher in einer Menge von 5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, verwendet wird.
6. Filter für Tabakwaren aus einem Bündel von 3000 bis 100 im wesentlichen langgestreckten Celluloseacetatfasern mit einem Fadendenier von 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern mit einem 1,4~Butandiol-diacetat enthaltenden
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Weichmacher in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasergewicht, weitgehend gleichmäßig überzogen sind.
7. Filter nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t , daß die Weichmachermenge 5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasergewicht, beträgt.
8. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher im wesentlichen aus 1,4-Butandioldiacetat besteht.
9. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher im wesentlichen aus 1,4-Butandioldiacetat und bis zu 80 Gewichtsprozent mindestens eines zusätzlichen Weichmachers aus der Gruppe: Triacetin, Triäthylenglykoldiacetat, -dipropionat oder -dibutyrat, Mmethoxyäthylphthalat und Triäthylcitrat besteht.
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