NO115126B - - Google Patents

Description

Filterelement for tobakksrøk. Filter element for tobacco smoke.

Foreliggende oppfinnelse vedrører tobakks-røkfiltere og mer spesielt et filterelement for tobakksrøk som innfører en røkbehandlende eller røkmodifiserende væske i banen for røken som trekkes gjennom filterelementet. The present invention relates to tobacco smoke filters and more particularly to a filter element for tobacco smoke which introduces a smoke treating or smoke modifying liquid into the path of the smoke which is drawn through the filter element.

Det har hittil vært fremsatt flere forslag for innføring av vann eller andre væsker i et to-bakksrøkfilter. U.S. patent nr. 2 808 057 omhand-ler f. eks. et fibrøst filterlegeme inneholdende absorbert vann og innelukket 1 et vanntett sy-lindrisk hylsterark med åpne ender, og U.S. pa-tentene nr. 2 755 206, nr. 2 863 461, nr. 3 162 199 og britisk patent nr. 243 199, beskriver røkfiltere inneholdende sammenfoldbare eller skjøre kapsler fylt med vann eller andre væsker. Filterelementer som inneholder fri væske representerer et problem med bibeholdelse av væsken under lagring, og de som inneholder kapsler eller andre beholdere for en væske, frembringer ofte etter frigjøring av væsken, et problem med å holde den frigjorte væske på plass uten å tillate at filterelementet forblir sammenklappet etter at kapselbrudd-trykket er utløst. So far, several proposals have been put forward for the introduction of water or other liquids in a two-stage smoke filter. U.S. patent no. 2 808 057 covers e.g. a fibrous filter body containing absorbed water and enclosing 1 a waterproof cylindrical sheath sheet with open ends, and U.S. Patents No. 2,755,206, No. 2,863,461, No. 3,162,199 and British Patent No. 243,199 describe smoke filters containing collapsible or fragile capsules filled with water or other liquids. Filter elements containing free liquid present a problem of retention of the liquid during storage, and those containing capsules or other containers for a liquid often present, after release of the liquid, a problem of holding the released liquid in place without allowing the filter element to remain collapsed after the capsule rupture pressure is released.

Man har nå konstruert et filterelement for tobakksrøk, som ikke inneholder fri væske inn-til denne frigjøres av røkeren og som, etter at væsken er frigjort, tilveiebringer sin form og funksjon som et røkfilter. A filter element for tobacco smoke has now been constructed, which does not contain free liquid until it is released by the smoker and which, after the liquid has been released, provides its form and function as a smoke filter.

Ifølge foreliggende opfinnelse er det således tilvelebragt et filterelement for tobakksrøk og som består av et rørformet ytre hylster som omgir et legeme av sammenpresset absorberende materiale med minst en skjør kapsel inneholdende et tobakksrøk-behandlende væskemedium anbragt i nevnte legeme, kjennetegnet ved at det absorberende materialet According to the present invention, a filter element for tobacco smoke is thus provided and which consists of a tubular outer casing that surrounds a body of compressed absorbent material with at least one fragile capsule containing a tobacco smoke-treating liquid medium placed in said body, characterized in that the absorbent material

a) i sin normalt ekspanderende tilstand har en porestruktur som tillater en filterrøkstrøm a) in its normally expanding state has a pore structure that allows a filter smoke flow

gjennom materialet,through the material,

b) i sin sammenpressede tilstand har en relativt stabil form, og c) når det er fuktet av nevnte væskemedium har tilstrekkelig spenstighet til å ekspandere b) in its compressed state has a relatively stable shape, and c) when wetted by said liquid medium has sufficient resilience to expand

og fylle hulrommet som opprinnelig var okkupert av kapselen og således fylle det rørfor-mede ytre hylster i alt vesentlig fullstendig med det absorberende materiale i dets rørfilt-rerende ekspanderte tilstand, and filling the cavity originally occupied by the capsule and thus filling the tubular outer sheath substantially completely with the absorbent material in its tube-filtering expanded state,

idet kapselen som i og for seg kjent brytes for således å frigjøre sitt væskemediuminnhold i legemet av sammenpresset absorberende materiale når et trykk utøves på filterelementets ytre hylster. the capsule, as is known in and of itself, being broken to thus release its liquid medium content in the body of compressed absorbent material when a pressure is exerted on the filter element's outer casing.

Disse og andre nye trekk ifølge oppfinnelsen vil lettere forståes fra følgende beskrivelse i for-bindelse med de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 er et snitt gjennom en utførelse av filterelementet ifølge oppfinnelsen sammensatt med et andre konvensjonelt filter i en dobbeltfilter-sigarett, These and other new features according to the invention will be more easily understood from the following description in connection with the attached drawings where: Fig. 1 is a section through an embodiment of the filter element according to the invention combined with a second conventional filter in a double-filter cigarette,

fig. 2 er et snitt av den samme dobbelt-filter-sigarett etter at den skjøre kapslen har gått istykker og den sammenpressede omhylling av absorberende materiale har utvidet seg til dets røkfiltrerende tilstand, og fig. 2 is a section of the same double-filter cigarette after the fragile capsule has ruptured and the compressed envelope of absorbent material has expanded into its smoke-filtering state, and

fig. 3 er et snitt av en annen utførelse av filterelementet ifølge oppfinnelsen. fig. 3 is a section of another embodiment of the filter element according to the invention.

Som vist i modifikasjonen på fig. 1, består filterelementet ifølge oppfinnelsen av et ytre hylster 5 som omgir et legeme av absorberende materiale i form av en sylinderformet omhylling 6 av sammenpresset absorberende materiale. Pla-sert inne i omhyllingen 6, og fortrinnsvis frik-sjonsunderstøttet av denne, er en skjør kapsel 7 inneholdende et flytende tobakksrøk-behand-lende medium 8, slik som f. eks. vann. I den mo-difikasjon som er vist på fig. 3, er legemet av sammenpresset absorberende materiale i form av strimler 9 anordnet hovedsakelig aksialt og med et antall skjøre væskeholdige mikrokapsler anbragt mellom disse. As shown in the modification of fig. 1, the filter element according to the invention consists of an outer casing 5 which surrounds a body of absorbent material in the form of a cylindrical casing 6 of compressed absorbent material. Placed inside the casing 6, and preferably frictionally supported by it, is a fragile capsule 7 containing a liquid tobacco smoke-treating medium 8, such as e.g. water. In the modification shown in fig. 3, the body of compressed absorbent material in the form of strips 9 is arranged mainly axially and with a number of fragile liquid-containing microcapsules placed between them.

Det ytre hylster 5 kan være av et konvensjonelt proppomhyllingspapir som brukes til fremstilling av filterpropper for sigaretter. Det be-høver ikke å ha betydelig våtstyrke, fordi væsken i kapslen ikke frigjøres før etter- filterelementet er innelukket i det sterkere munnstykke-påpir som i alminnelighet brukes til å feste filterelementet til en sigarett eller sigar, eller lignende. Det bør imidlertid ha tilstrekkelig masse til å være spenstig, slik at det kan tillate filterelementet å bli sammenpresset når røret klem-mes for således å bryte istykker kapslen og således at papiret i alt vesentlig vil vende tilbake til den rørform det hadde i begynnelsen, når trykket utløses. The outer sleeve 5 can be of a conventional stopper wrapping paper which is used for the production of filter stoppers for cigarettes. It does not need to have significant wet strength, because the liquid in the capsule is not released until the post-filter element is enclosed in the stronger nozzle pipe which is generally used to attach the filter element to a cigarette or cigar, or the like. It should, however, have sufficient mass to be resilient, so that it can allow the filter element to be compressed when the tube is squeezed so as to break the capsule into pieces and so that the paper will essentially return to the tube shape it had at the beginning, when the pressure is released.

Det rørformede legemet av absorberende materiale som er innelukket av det ytre hylster, kan bestå av et hvilket som helst sammenpresset røkfiltermateriale, som ekspanderer når det fuk-tes. Cellulosesvamp er spesielt egnet, men andre sammenpressede materialer slik som polyuretan-skum, bomull, svamp, krympet papir med god våtstyrke og spenstighet, celluloseacetat-stry sammenpresset med et bindemiddel, som er opp-løselig i væskefyllstoff-komponenten i kapslen, og andre lignende materialer. De krav som stil-les til materialet i legeme er at det skal være istand til å kunne sammenpresses til en relaaiv stabil form og at det har tilstrekkelig spenstighet, når det er vått av væskekomponenten i kapslen, til å ekspandere og fylle hulrommet som opprinnelig var opptatt av kapslen. The tubular body of absorbent material enclosed by the outer casing may consist of any compressed smoke filter material which expands when wet. Cellulose sponge is particularly suitable, but other compressed materials such as polyurethane foam, cotton, sponge, shrunk paper with good wet strength and resilience, cellulose acetate straw compressed with a binder, which is soluble in the liquid filler component of the capsule, and the like materials. The requirements placed on the material in the body are that it must be able to be compressed into a relatively stable form and that it has sufficient resilience, when wet from the liquid component in the capsule, to expand and fill the cavity that was originally preoccupied with the capsule.

Kapslen er sammensatt av et tynnvegget skjørt skall fylt med en tobakksrøk-behandlings-væske. Skallet er fortrinnsvis formet av en ter-moplastisk eller termoherdende harpiks, slik som polyetylen, polypropylen, etylen-vinylacetat sampolymerisater, vinylklorid sampolymerisater, po-lyestere, fenol-formaldehyd og urea-formaldehyd-harpikser, petroleumvokser, glass, gelatin og lignende. En enkel kapsel eller flere små kapsler eller en flerhet av mikrokapsler kan anbrin-ges i omhyllingen av sammenpresset filtermate-riale, idet alle slike former er kalt «kapsler». The capsule is composed of a thin-walled fragile shell filled with a tobacco smoke treatment liquid. The shell is preferably formed from a thermoplastic or thermosetting resin, such as polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymers, vinyl chloride copolymers, polyesters, phenol-formaldehyde and urea-formaldehyde resins, petroleum waxes, glass, gelatin and the like. A single capsule or several small capsules or a plurality of microcapsules can be placed in the envelope of compressed filter material, all such forms being called "capsules".

Kapsler av en slik størrelse at bare en eller noen få kapsler inneholdes i et enkelt filterelement, kan lett fremstilles ved hjelp av teknikker og fremgangsmåter som er vanlig i den farma-søytiske industri. Mindre kapsler, kjent som «mikrokapsler» og som har en representativ diameter på 0.025 til 3 mm, fremstilles ved hjelp av forskjellige mikroinnkapslingsfremgangsmåter beskrevet i U.S. patent nr. 2 800 457, nr. 2 800 458, nr. 2 969 330, nr. 2 969 331, nr. 3 015 128 og nr. Capsules of such a size that only one or a few capsules are contained in a single filter element can be easily produced using techniques and methods that are common in the pharmaceutical industry. Smaller capsules, known as "microcapsules" and having a representative diameter of 0.025 to 3 mm, are prepared using various microencapsulation methods described in U.S. Pat. patent no. 2 800 457, no. 2 800 458, no. 2 969 330, no. 2 969 331, no. 3 015 128 and no.

3 041 289, i en artikkel av H. W. Mattson kalt 3,041,289, in an article by H. W. Mattson called

«Miniature Capsules» i en utgave av «Interna-tional Science and Technology» 1965, side 66, og i «Microencapsulation» som er en rapport utgitt av «Management Reports», Boston, Massachu-setts. "Miniature Capsules" in an issue of "International Science and Technology" 1965, page 66, and in "Microencapsulation" which is a report published by "Management Reports", Boston, Massachu-setts.

Væsken i kapslen eller mikrokapslene kan være enhver vandig eller ikke-vandig væske som er egnet til behandling av tobakksrøk. Dvs. væsken kan være en som er nyttig til fjerning eller på annen måte utskillelse av uønskede bestand-deler i røkens dampfase eller partikulære fase, slik som f. eks. vann enten alene eller med et tilsatt overflateaktivt middel eller en annen egnet komponent, eller væsken kan være en som er nyttig til å forsterke eller supplere røkens smak, slik som f. eks. en mentoloppløsning eller sitronolje, eller den kan være en oppløsning av et tobakksekstrakt eller av et medikament slik som et dekongestionsmiddel, eller lignende. Uten hensyn til sammensetningen av væskemediet i kapslen, bør det ha en tilstrekkelig mengde når den frigjøres fra kapslen eller mikrokapslene til å bevirke ekspansjon av det sammenpressede absorberende materiale til en røkfiltrerende tilstand og til å tilveiebringe nok fri væske absorbert eller innelukket i det ekspanderende filter-materialet til å bevirke den ønskede behandling av røken. I alminnelighet er det funnet at et to-talt volum på 0.05 til 0.20 ml av behandlings-væsken i kapslen eller mikrokapslene per 10 mm lengde av filterelementet, er spesielt effektivt, selv om så lite som 0.01 til 0.3 ml væske kan brukes ved utførelse av oppfinnelsen. The liquid in the capsule or microcapsules can be any aqueous or non-aqueous liquid suitable for treating tobacco smoke. That is the liquid may be one which is useful for removing or otherwise excreting unwanted constituents in the smoke's vapor phase or particulate phase, such as e.g. water either alone or with an added surfactant or other suitable component, or the liquid may be one useful to enhance or supplement the flavor of the smoke, such as e.g. a menthol solution or lemon oil, or it may be a solution of a tobacco extract or of a drug such as a decongestant, or the like. Regardless of the composition of the liquid medium in the capsule, it should have a sufficient amount when released from the capsule or microcapsules to cause expansion of the compressed absorbent material to a smoke filtering condition and to provide enough free liquid absorbed or contained within the expanding filter- the material to effect the desired treatment of the smoke. In general, a two-digit volume of 0.05 to 0.20 ml of the treatment liquid in the capsule or microcapsules per 10 mm length of the filter element has been found to be particularly effective, although as little as 0.01 to 0.3 ml of liquid can be used in the performance of the invention.

Filterelementet ifølge oppfinnelsen kan væ-re det eneste filter for en sigarett, sigar eller pi-pe, eller det kan kombineres med andre konven-sjonelle filterelementer til å danne dobbelte eller tredobbelte filtere. Når det således kombineres med andre filtere, plaseres filteret ifølge opp finnelsen fortrinnsvis mellom tobakken og et munnstykkefilterelement slik som celluloseacetat-stry, krympet papir eller lignende. The filter element according to the invention can be the only filter for a cigarette, cigar or pipe, or it can be combined with other conventional filter elements to form double or triple filters. When it is thus combined with other filters, the filter according to the invention is preferably placed between the tobacco and a nozzle filter element such as cellulose acetate straw, shrunk paper or the like.

Ved fremstilling av filterelementet ifølge oppfinnelsen, foretrekker man til omhyllings-materiale å bruke en cellulosesvamp som i sin normale ekspanderte tilstand har en porestruktur for således å tillate en strøm av røk gjennom en sigarett forsynt med filteret ifølge oppfinnelsen, i en hastighet på 5 til 30 cm<3>, og fortrinnsvis ca. 15 cm<3>, per sekund ved et sug på ca. 5 og 1.6 cm vann. Denne svampen er sammenpresset til en flat strimmel med en tykkelse på omtrent 2 mm og en bredde på 20 mm og føres kontinuerlig fra en valse inn i en fremstillingsenhet for filters tenger. When manufacturing the filter element according to the invention, it is preferred to use a cellulose sponge as a casing material which in its normal expanded state has a pore structure so as to allow a flow of smoke through a cigarette provided with the filter according to the invention, at a rate of 5 to 30 cm<3>, and preferably approx. 15 cm<3>, per second with a suction of approx. 5 and 1.6 cm of water. This sponge is compressed into a flat strip with a thickness of approximately 2 mm and a width of 20 mm and is fed continuously from a roller into a manufacturing unit for filter tongs.

En røkbehandlingsvæske føres samtidig inn i en konvensjonell pute-pakke-fremstillingsenhet som kontinuerlig omdanner en flat plastfilm med en bredde på ca. 16 mm til et rør. Idet røret dannes, innføres den røkbehandlende væske 1 dets indre, og det dannes forseglinger perpendi-kulært på rørretaingen for å innkapsle væsken. Forseglingsmtervallene er fortrinnsvis slik at hver enkelt pute med væske har en diameter på omtrent 5 mm og en lengde på ca. 7 mm, idet forseglingsseksjonen mellom putene er ca. 3 mm i lengde. A fume treatment liquid is simultaneously fed into a conventional pad-package manufacturing unit which continuously converts a flat plastic film with a width of approx. 16 mm for a pipe. As the pipe is formed, the fume treating liquid 1 is introduced into its interior, and seals are formed perpendicular to the pipe line to encapsulate the liquid. The sealing intervals are preferably such that each individual pad of liquid has a diameter of approximately 5 mm and a length of approx. 7 mm, the sealing section between the pads being approx. 3 mm in length.

Svamparket og en kjede av plastputer inneholdende røkbehandlingsvæske føres deretter inn i en anordning for fremstilling av filtersten-ger, som innhyller disse to stangkomponenter i papir, og seksjoner med en lengde på 80 mm kut-tes på vanlig måte. De resulterende stenger av en lengde på 80 mm føres deretter inn i en sam-mensetningsmaskin for å kombinere disse med et konvensjonelt fibrøst filterelement sammensatt i det vesentlige av celluloseacetat-stry for å danne en sammensatt stang med den vanlige lengden på 120 mm, som føres direkte til en si-garettmaskin for fremstilling av sigaretter med dobbeltfilter og som inneholder filterelementet ifølge oppfinnelsen. Dette filter reduserer mate-rielt konsentrasjonen til røkbestanddelene i dampfasen, sammenlignet med røken fra samme sigarett uten et filterelement, og vannkomponen-ten i filterelementet øker også vesentlig vann-innholdet i røkens partikulære fase. The sponge sheet and a chain of plastic pads containing smoke treatment liquid are then fed into a device for producing filter rods, which wraps these two rod components in paper, and sections with a length of 80 mm are cut in the usual way. The resulting rods of a length of 80 mm are then fed into a compounding machine to combine these with a conventional fibrous filter element composed essentially of cellulose acetate straw to form a composite rod of the usual length of 120 mm, which is fed directly to a cigarette machine for the production of cigarettes with a double filter and which contains the filter element according to the invention. This filter materially reduces the concentration of the smoke components in the vapor phase, compared to the smoke from the same cigarette without a filter element, and the water component in the filter element also significantly increases the water content in the particulate phase of the smoke.

Claims (1)

Filterelement for tobakksrøk og som består av et rørformet ytre hylster som omgir et legeme av sammenpresset absorberende materiale med minst en skjør kapsel inneholdende et tobakks-røk-behandlende væskemedium anbragt i nevnte legeme, karakterisert ved at det absorberende materialetFilter element for tobacco smoke and which consists of a tubular outer casing that surrounds a body of compressed absorbent material with at least one fragile capsule containing a tobacco smoke-treating liquid medium placed in said body, characterized in that the absorbent material a) i sin normalt ekspanderte tilstand har en porestruktur som tillater en filterrøkstrøm gjennom materialet, b) i sin sammenpressede tilstand har en relativt stabil form, og c) når det er fuktet av nevnte væskemedium har tilstrekkelig spenstighet til å ekspandere og fylle hulrommet som opprinnelig var okkupert av kapselen og således fylle det rørformede ytre hylster i alt vesentlig fullstendig med det absorberende materiale i dets rørfiltrerende ekspanderte tilstand, idet kapselen som i og for seg kjent brytes for således å frigjøre sitt væskemedl uminnhold i legemet av sammenpresset absorberende materiale når et trykk utøves på filterelementets ytre hylster.a) in its normally expanded state has a pore structure that allows a filter smoke flow through the material, b) in its compressed state has a relatively stable shape, and c) when wetted by said liquid medium has sufficient resilience to expand and fill the cavity originally occupied by the capsule and thus fill the tubular outer sheath substantially completely with the absorbent material in its tube-filtering expanded state, the capsule as in and known per se is broken to thus release its liquid content in the body of compressed absorbent material when a pressure is exerted on the outer casing of the filter element.