DE2559542B2

DE2559542B2 - Zigarettenfilter

Info

Publication number: DE2559542B2
Application number: DE2559542A
Authority: DE
Inventors: Arno Dr. Holst; Michael Dr. Kostrzewa; Helmut Lask
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2559542C3; ATA230375A; US4015611A; AT337062B; FR2265291B1; DK129875A; DE2512511C3; GB1500922A; JPS50132197A; DE2512511A1; SE7503288L; CA1024032A; FR2265291A1; AU7951575A; CH583529A5; DE2559542A1; NL7503205A; DE2512511B2; BE827144A; ZA751935B

Description

Die Erfindung betrifft ein Zigarettenfilter mit erhöhtem Teer- und Nikotinrückhaltevermögen.

Es ist bekannt, daß cellulosisches Material bei der Herstellung von Zigarettenfiltern verwendet wird. Besonders Celluloseacetat wird in großem Maßstab vorteilhaft eingesetzt, da Filter aus diesem Material billig und technologisch gut verarbeitbar sind. Allerding wird durch die bekannten Filtermaterialien der Gehalt im Zigarettenrauch an Teer und Nikotin nicht sehr erheblich vermindert. Auch Filter aus modifizierter Cellulose sind bereits bekannt.

In der US-PS 9 51 582 wird ein Beschichtungsmaterial für das Zigarrenmundstück beschrieben, das eine Celluloseverbindung, ein anorganisches Salz einer Fettsäure, einen Balsam und ein Lösemittel enthält. Dieses Material soll dazu geeignet sein, öl aus dem Tabak, den unangenehmen Tabakgeschmack und die Zahnverfärbung zurückzuhalten. Als anorganische Salze der Fettsäuren sind Ca-, Ba-, Sr- und Mg-Salze der Caprylsäure (C₇Hi₅COOH)₁ Stearinsäure

(C17H35COOH) und anderen genannt. Alle Komponenten werden zusammen verwendet und das Zigarrenmundstück in das Beschichtungsmaterial getaucht, wobei sich das Zigarrenende mit einer dünnen Schicht überzieht.

Das Filterelement für Tabakrauch nach der DE-AS 12 08 231 besteht aus mit ungesättigten Fettsäuren oder deren Salzen imprägniertem Filtermaterial, wie z. B. Papier oder Zellstoff; vorzugsweise werden aus Seefischen oder Fischtran gewonnene, ungesättigte Fettsäuren verwendet, die einen hohen Gehalt an essentiellen Fettsäuren aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zigarettenfilter zur Verfügung zu stellen, das ein besseres Nikotin- und Teer-Rückhaltevermögen hat. Bei der Lösung der Aufgabe wird von einem Zigarettenfilter aus wenigstens zum Teil modifizierter Cellulose ausgegangen, doch ist das Zigarettenfilter gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es mit organischem Isocyanat oder mit höher molekularen Fettsäuregruppen modifizierte Cellulose enthält.

Eine zur Herstellung des Zigarettenfilters gemäß der Erfindung modifizierte Cellulose kann aus natürlich vorkommender wie auch aus regenerierter Cellulose hergestellt sein. Bei den als Modifizierungsmittel dienenden organischen Isocyanaten handelt es sich vorzugsweise um zwei- oder mehrwertige. Der Zellstoff kann in vielen Fällen auch im Beisein von Wasser mit den Isocyanaten umgesetzt werden, so daß man also kein organisches Lösungsmittel als Reaktionsmedium anzuwenden braucht Dies gilt beispielsweise für Isocyanatverbindungen, die durch Kondensation von drei Molekülen eines Diisocyanats, zum Beispiel durch Kondensation von drei Molekülen Hexamethylendiisocyanat entstehen und für Stearylisocyanat. Gegen wäßrige Medien reaktionsfähige Isocyanate kann man mit dem Zellstoff beispielsweise in soviel von einem inerten organischen Lösungsmittel wie Toluol umsetzen, daß eine knetfähige Reaktionsmasse entsteht Die Reaktion mit dem Isocyanat erfolgt zweckmäßigerweise bei höherer Temperatur, etwa bei 80 bis UO⁰C unter Durchkneten.

Die Modifizierung von Cellulose mit höher molekularen Fettsäuren kann insbesondere mit einem Ester einer höher molekularen Fettsäure, einer Komplexverbindung einer höher molekularen Fettsäure mit basischem Chromchlorid oder einem eine höher molekulare Fettsäuregruppe aufweisenden Melaminharz-Vorkondensat erfolgen. Bei den höher molekularen Fettsäure-Substituenten dieser Verbindungen handelt es sich um solche mit mindestens 14 Kohlenstoffatomen im Molekül. Die Verwendung der genannten Fettsäurede-

jo rivate hat den Vorteil, daß man zur Modifizierung der Cellulosemassen verhältnismäßig kleine Mengen von ihnen benötigt. Die Modifizierung von Cellulose mit Isocyanaten und mit höher molekularen Fettsäuregruppen ist in der DE-OS 23 58 808, auf die hier Bezug

r> genommen wird, ausführlicher beschrieben.

Zur Herstellung von Zigarettenfiltern können die Materialien in beliebiger Form eingesetzt werden, z. B. als Granulat, Pulver oder gekreppte Folien.
Die Materialien können auch in die bisher benutzten Celluloseacetatfäden oder auch in andere Materialien, insbesondere in Cellulosefäden, eingemischt sein, sei es, daß sie in feinverteilter Form in den Fädenmassen enthalten sind, sei es, daß sie in kleinteiliger Form mit den Fäden gemischt sind.

Aus den nachstehend aufgeführten Beispielen geht die überlegene Filterwirkung der Zigarettenfilter gemäß der Erfindung hervor. Die Beispiele 1 bis 3 beziehen sich auf Zigarettenfilter gemäß der Erfindung. Beispiel 4 bezieht sich auf ein in der Zigarettenindustrie

■io übliches Celluloseacetatfilter, Beispiel 5 auf ein Zellstoff-Filter und Beispiel 6 auf eine filterlose Zigarette.

Zur Durchführung der Beispiele 1 bis 3 und 5 wurden die Zigarettenfilter aus den in natürlicher Faserform vorliegenden Materialien hergestellt, indem die Fasern

5^r> in einem Glasröhrchen zu einem 15 mm langen Filter gestopft wurden. Der Widerstand gegen Luftdurchströmung (Zugwiderstand) wurde auf die gleiche Größe eingestellt, wie ihn die in Beispiel 4 angewandten von einer Zigarettenfabrik eingesetzten Celluloseacetatfil-

bü ter haben. Die Zigarettenstränge wurden alle aus der gleichen üblichen Zigarettentabakmischung hergestellt und auf einer standardisierten, in der Zigarettenindustrie vielfach benutzten Rauchmaschine abgeraucht. Das Abrauchen geschah in der Weise, daß jeweils

h3 innerhalb 1 Minute in 2 Sekunden 35 ml Luft durchgesaugt wurden, was einem Zug beim Rauchen entspricht. Der dabei mitgeführte Rauch (Hauptstromrauch) wurde nach in der Zigarettenindustrie eingeführ-

ten Methoden (Coresta Standard Methods) analysiert. Die dabei gefundenen Werte für die in den Rauchhauptströmen enthaltenen Mengen an Nikotin und Teer in mg bezogen auf 1 g verrauchten Tabak sind in der unten stehenen Tabelle zusammengefaßt. Die angegebenen Daten sind Durchschnittswerte aus Abrauchungen von jeweils 10 Zigaretten.

Beispiel 1

Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus Cellulose, die mit 5 Gew.-°/o eines Stearinsäuregruppen aufweisenden Melaminharz-Vorkondensats modifiziert war. Das Filtermaterial wurde, wie nachstehend beschrieben ist, hergestellt.

Unter Durchmischen wurden 20 g Zellstoff (Teilchengröße unter 0,5 mm) in 150 ml Isopropanol (100%ig), in dem 1 g eines mit Stearinsäure substiuierten Trimethylolmelamins enthalten waren, bei 70⁰C dispergiert. Anschließend wurde 1/2 Stunde bei 80° C weitergeführt. Danach wurde das Gemisch bei 100⁰C im Trockenschrank getrocknet.

Beispiel 2

Das obige Beispiel 1 wurde mit den Abänderungen wiederholt, daß die Modifizierung der Cellulose mit 10 Gew.-% Stearinsäuregruppe aufweisenden Melaminharz-Vorkondensats erfolgte und daß nach dem Trocknen die modifizierte Cellulose in Siebfraktionen aufgeteilt und zur Filterherstellung nur die Fraktion mit einer Teilchengröße zwischen 0,1 und 0,2 mm verwendet wurde.

Beispiel 3

Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus Cellulose, die mit 100Gew.-% eines Triisocyanats modifiziert war. Das Filtermaterial wurde, wie nachstehend beschrieben ist, hergestellt.
Unter Durchmischen wurden 17 g gemahlener ZeIlstoff (Teilchengröße unter 0,25 mm) bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 17 g eines Triisocyanats in 20 g Xylol besprüht. Anschließend wurde das Gemisch 30 Min. bei 120⁰C im Trockenschrank stehen gelassen. Das Triisocyanat war durch Kondensation von 3 Molekülen Hexamethylendiisocyanat erhalten worden.

Beispiel 4

Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus Celluloseacetat. Sie waren von einer Zigarettenfabrik für ihre laufende Produktion hergestellt.

Beispiel 5

Die Filter aer abgerauchten Zigaretten waren aus nicht modifiziertem Zellstoff.

Beispiel 6

Die abgerauchten Zigaretten waren filterlose Zigaretten.

Tabelle

Zusammenfassung der Versuchsergebnisse aus den Beispielen 1 bis 6 hinsichtlich des Nikotin- und Teergehaltes im Haupistromrauch in mg, bezogen auf 1 g verrauchten Zigarettentabak

Analyse	Beispiele 1	2	3	4	5	6
Nikotin Teer	0,80 15,6	0,46 8,9	0,52 11,2	1,42 24,5	0,83 18,2	1,59 28,4

Man erkennt aus der tabellarischen Zusammensetzung, daß die erfindungsgemäßen Zigarettenfilter hinsichtlich der Nikotin- und Teeraufnahme von weit ·τ> besserer Wirksamkeit als die üblichen Celluloseacetatfilter sind. Im Hauptstromrauch wird der Nikotingehalt auf 50 (Beispiel 2) bis 29% (Beispiel 2) und der Teergehalt auf 55 (Beispiel 1) bis 31% (Beispiel 2) gegenüber dem Nikotin- und Teergehalt der ungefilter- >o ten Zigaretten (Beispiel 6) gesenkt. Die gewerbeüblichen Celluloseacetatfilter (Beispiel 4) erniedrigen den Nikotingehalt nur auf 89 und den Teergehalt nur auf 86%.

Man ersieht aus der Tabelle auch, daß Filter aus nicht modifizierter Cellulose (Beispiel 5) in ihrem Rückhaltevermögen sowohl gegenüber Nikotin als auch gegenüber Teer den Filtern gemäß der Erfindung deutlich unterlegen sind. Sie erniedrigen den Nikotingehalt nur auf 52% und den Teergehalt auf 64%.

Claims

Patentansprüche:

1. Zigarettenfilter aus wenigstens zum Teil modifizierter Cellulose, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem organischen Isocyanat oder mit höher molekularen Fettsäuregruppen modifizierte Cellulose enthält.

7. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Isocyanat ein durch Kondensation von 3 Molekülen Hexamethylendiisocyanat erhaltenes Triisocyanat ist

3. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höher molekularen Fettsäuregruppen durch Modifizierung der Cellulose mit einem Ester einer höher molekularen Fettsäure, einer Komplexverbindung einer höher molekularen Fettsäure mit basischem Chromchlorid oder einem eine höher molekulare Fettsäuregruppe aufweisenden Melaminharz-Vorkondensat erzeugt werden.