FI65897C - Tobaksroekfilter - Google Patents

Description

65897

Kun tällöin tupakansavu kulkee epäjatkuvissa imuissa mainitun suodattimen läpi, ensimmäinen komponentti adsorboi imujen aikana nämä ainesosat, jotka imujen välisinä hetkinä yhtyvät toisen komponentin kanssa niin, että saadaan oleellisesti haihtumattomia reaktiotuotteita. Toisen komponentin aminoryhmistä on vähintään 30 % primäärisiä ryhmiä. Haluttaessa oleellisesti kaikki aminoryhmät voivat olla primäärisiä.

Keksinnön mukaisesti tehtyjen suodattimien on havaittu kykenevän poistamaan tupakansavusta suuremman määrän haihtuvia aldehydejä ia syani-vetyä kuin mitä voitaisiin odottaa ensimmäisen ja toisen komponentin erillisten suorituskykyjen perusteella. Puristamismekanismin uskotaan olevan seuraavanlainen: Kunkin imun aikana sekä ensimmäinen että toinen komponentti ottavat savusta höyryfaasin ainesosia, mutta imujen välisten hetkien aikana ensimmäisen komponentin ottamat höyryfaasin ainesosat desorboituvat. Sen jälkeen osa desorboituneista höyryfaasin ainesosista yhtyvät, oleellisesti pysyvästi, kemiallisesti aktiivisen toisen komponentin kanssa. Koska desorptionopeus ensimmäisestä komponentista on verranollinen höyryfaasin ainesosien konsentraatioon ensimmäisen komponentin viereisessä tilassa, niiden poistuminen tästä tilasta siitä johtuen, että ne oleellisesti pysyvästi yhtyvät kemiallisesti aktiivisen toisen komponentin kanssa, muodostaa konsentraatio-gradientin, mikä nopeasti kuluttaa loppuun ensimmäisen komponentin pidättämät höyryfaasin ainesosat. Seuraavan imun alkaessa ensimmäinen komponentti kykenee siten jälleen tehokkaasti adsorboimaan höyryfaasin ainesosia. Mekanismiin voidaan katsoa liittyvän "pumppausefektin".

Ensimmäinen komponentti voidaan valita esimerkiksi yhdestä tai useammasta seuraavista materiaaleista: Huokoiset mineraalimaat, kuten magnesiumsilikaatti sepioliitti-merenvahan muodossa, makroretikulaa-riset polymeerit, silikageeli ja alumiinioksidi. Merkinnällä "Sorbsil" U30 ja "Sorbsil" ID Gel I, Joseph Crosfield Limited markkinoi kahta silikageelimuotoa, joiden suorituskyvyn on havaittu olevan hyvä. Ensimmäinen komponentti on laadultaan parhaiten huokoista ja rakeista. Kuten edellä todettiin, ensimmäineksi komponentiksi valitun aineen tai valittujen aineiden on oltava sellaisia, että ensimmäinen komponentti adsorboi imujen aikana seoksena tai dispersiona toisen komponentin kanssa höyryfaasin ainesosat ja imujen välisten hetkien aikana adsorboituneet ainesosat vapautuvat ja yhtyvät toisen komponentin kanssa.

3 65897

Hiili on luokiteltava suhteellisen vahvaksi tupakansavun höyryfaasin ainesosien aadsorbointiaineeksi eikä sitä voida käyttää ensimmäisenä komponenttia eikä se voi muodostaa sen pääasiallista ainesosaa.

Toinen kemiallinen komponentti voi olla esimerkiksi ioninvaihtohartsi, kuten hartsi, jota on saatavissa nimellä "Duolite" A-2, A-7 (esim.

GPA 327) Diamond Shamrock Chemical Company-yhtiöltä, tai jota Bayer A.G. markkinoi nimellä "Lewatit" 0C1037 (esim. "Lewatit" E372/74). Eräs sopiva aminotyyppinen anioninvaihtohartsi on hartsi, jota käytetään suomalaisen patenttijulkaisumme 59.709 mukaisessa suodattimessa. Muita ioninvaihtohartseja, jotka ovat osoittautuneet antavan hyviä tuloksia, markkinoi Mitsubishi Chemical Industries kauppanimellä "Diaion" merkinnöillä CR 20 ja WA 21. Toinen komponentti voi vaihtoehtoisesti olla polyetyleeni-imiini, joka on impregnoitu huokoisesta hiukkasmaisesta materiaalista olevan kantoaineen päälle tai jota kannattaa kuitumainen materiaali, kuten paperi tai selluloosa-asetaatti. Yksi tai useampi materiaali voi antaa toisen komponentin. Aineille, joita voidaan käyttää toisena komponenttina, on tunnusomaiste että ne sisältävät materiaalia, jolla on suuri ominaispinta-ala ja jonka tarkoituksena on asettaa savuvirta alttiiksi aktiiviselle kemialliselle vaikutukselle.

On ajateltavissa, että jossain keksinnön mukaisessa tupakansavunsuo-dattimessa ensimmäinen komponentti voi olla laadultaan rakeista ja olla dispergoitu toiseen komponenttiin, joka toinen komponentti sisältää tai on myös muodostunut kuituisesta tai filamenttimaisesta materiaalista, jonka päälle on esimerkiksi toinen komponentti kiinnitetty kemiallisesti. Jos toisaalta sekä ensimmäinen komponentti että toinen komponentti ovat rakeisia, näiden kahden seos voi olla dispergoitu kuituiseen tai filamenttimaiseen materiaaliin, kuten selluloosa-asetaattiin tai olla sijoitettu tällaisesta aineesta olevan ensimmäisen ja toisen tulpan väliin niin, että saadaan nk. kol-moissuodatin. Vaihtoehtoisesti seos voi olla sidottu, mutta ei 1ii — maavalla aineella, joka ympäröisi rakeet ja häiritsisi suodattimen adsorptio-desorptio-kemiallinen reaktio-tapahtumasarjaa.

4 65897

Esimerkki

Savukesuodattimille, jotka kukin muodostuivat seoksesta, joka sisälsi eri suhteissa huokoisia magnesiumsilikaattirakeita (sepioliitin muodossa) ja Lewatit E 372/74 ioninvaihtohartsia, määritettiin haihtuvien aldehydien kokonaismäärän ja syanivedyn suodatustehokkuudet. Myös kunkin suodattimen teoreettinen suodatustehokkuus laskettiin käyttämällä tähän tarkoitukseen yhtälöä

® = 1 - 10“KW

jossa: S on savun komponentin suodatustehokkuus osamääränä F.E. % , 100 K on adsorptioaineelle ja adsorboituneen savun komponentille ominainen vakio, ja W on adsorpointiaineen paino grammoina.

Kahden adsorbointiaineen seokselle yhtälö on ® » 1 - lo"Kl W1 “K2 w2 jossa ja K2 ovat vastaavat tunnusomaiset vakiot ja ja ovat vastaavat painot.

Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa: 65897

Taulukko I

5

Koostumus (%) Suodatustehokkuus (%}

Haihtuvia aldehydejä , , . , „ „ . „ yhteensä Syaanivety

Lew a fit MgSiO^--1-----*--

Tulos Teoreettinen__Tulos Teoreettinen O 100 28 28 38 38 20 80 46 37 69 47 40 60 55 43 62 56 60 40 59 51 67 62 80 20 6 4 56 71 68 100 0 61 61 73 73 -- ' · — — - " — — —— " -------- . j

Koostumuksesta riippumatta kaikilla Lewatit/MgSiO^-seoksilla olivat mitatut suouatustehokkuudet suurempia kuin teoreettiset tehokkuudet sekä haihtuvien aldehydien kokonaismäärän että syaanivedyn osalta. Synorgistinen vaikutus oli huomattava. Synergistinen vaikutus havaittiin myös, kun samalla tavoin testattiin Duolite GPA 327-hartsin ja MgSiO^ seoksia.

Taulukossa II on esitetty suodatustehokkuudet, jotka saatiin aldehydien kokonaismäärälle käytettäessä seoksia, jotka sisälsivät eri suhteissa Lewatit E372/74-hartsia ja Sorbsil ID Gel I-silikageeliä:

Taulukko II

Koostumus (¾) Suodatus tehokkuudet (%)

Lewatit___Sorbsil__Tulos__Teoreettinen o 100 22 22 20 80 42 32 40 60 54 41 60 40 55 49 80 20 61 55 100 0 61 61

Taulukossa III on esitetty tehokkuudet, jotka saatiin seoksilla, jotka sisälsivät Diaion CR 20-hartsia ja Sepioliittia: 65897

Taulukko III

______Koostumus (¾)______Suodatustehokkuudet (%) _____

Di a o n______Sepioli i tti________Tulos______Teoreettin en _ 0 100 28 28 20 80 53 37 40 60 60 47 60 40 61 58 80 20 69 66 JUDO______________________0______________75__________75_________

Taulukon IX ia III tulokset osoittavat iälleen mitattujen tehokkuuksien olevan suurempia kuin laskettujen teoreettisten tehokkuuksien.

Lisänä tehdyissä vertailukokeissa käytettiin ensimmäisenä komponenttina polyetyleeni-imiiniä ja toisena komponenttina sepioliittia:

Ensimmäisessä kokeessa dispergoitiin paperiseen suodattimeen tasaisesti 7 painoprosenttia polyetyleeni-imiiniä. Haihtuvien aldehydien kokonaismäärän suodatustehokkuus mitattiin ia sen havaittiin olevan 11 %.

Toisessa kokeessa käytettiin samasta paperista tehtyä suodatinta (ilman polyetyleeni-imiiniä), jossa oli syvennys, joka sisälsi 36 mq rakeista sepioliittia. Haihtuvien aldehydien kokonaismäärän suodatustehokkuuden havaittiin olevan 8 %.

Toisessa testissä disperqoitiin tasaisesti 36 mq sepioliittia oaperi-suodattimeen, johon oli disperqoitu 7 painoprosenttia polyetyleeni-imiiniä, kuten ensimmäisessä testissä. Mitattu tehokkuus oli 30 Edellä kuvatulta tavalla laskettu teoreettinen tehokkuus oli 18 %.

Myös tässä tapauksessa synerqistinen vaikutus oli ilmeinen.

Claims (11)

1. Tupakansavunsuodatin, tunnettu siitä, että se sisältää, aktiivisen, tupakansavun höyryfaasin aineosia, erityisesti aldehv-dejä ja syaanivetyä, pidättävän ja desorboivan adsorbointiaineen muodostaman ensimmäisen komponentin, ja ensimmäiseen komponenttiin sekoitetun toisen komponentin, joka sisältää kemiallisesti aktiivisena osana aminoryhmiä, jotka kykenevät muodostamaan vahvoja sidoksia mainittujen aineosien kanssa oleellisesti haihtumattomien reaktiotuotteiden aikaansaamiseksi, joista aminoryhmistä vähintään 30 % on primäärisiä aminoryhmiä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että ensimmäinen komponentti sisältää huokoista mineraalimaata .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että ensimmäinen komponentti sisältää magnesiumsilikaattia huokoisessa rakeisessa muodossa, sopivasti sepioliittina ia/tai merenvahana.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että ensimmäinen komponentti sisältää silikageeliä huokoisessa rakeisessa muodossa.

5. Jonkin oatenttivaatimuksen 1-4 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että toinen komponentti sisältää ioninvaihtohartsia.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että toinen komponentti sisältää polyetyleeni-imiiniä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että toinen komponentti on huokoisen hiukkasmaisen aineen päällä. 8 65897

7 6 5 8 9 7

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että toinen komponentti on kiinnitetty kuitumaisen materiaalin päälle.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että sekä ensimmäinen että toinen komponentti ovat rakeisia ja niiden seos dispergoituu kuitumaiseen tai filamenttimaiseen aineeseen.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että ensimmäinen komponentti on rakeinen ja on disperqoitu kuitumaiseen aineeseen, ioka kantaa toista ainetta dispergoidussa tilassa.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että sekä ensimmäinen että toinen komponentti ovat rakeisia ja näiden kahden seos on sijoitettu kuituisesta tai filamenttimaisesta aineesta olevan ensimmäisen ja toisen tulpan väliin. 9 65897