NO116554B - - Google Patents

Description

Filter for tobakks- og røkeartikler og fremgangsmåte ved dets fremstilling.

Foreliggende oppfinnelse angar tobakks- og

røkeartikler, og tar sikte på en såkalt filtertipp, spesielt for sigaretter.

Det er fremkommet mange forslag til å

fjerne irritasjoner fra tobakksrøk, for å frem-bringe en sigarett som vil gi røkeren mere

nydelse. Hvor slike forslag omfatter bruken

av et filter, enten som en del av sigaretten

eller som en del av en sigarettholder som

røken suges gjennom, så er det nødvendig at

disse filter ikke fjerner for meget fra røken.

Sigaretten må bibeholde sine opprinnelige

egenskaper for å tilfredsstille røkeren, og hvis

man forsøker å fjerne for meget fra røken

ved en mekanisk filtrering, så hindrer dette

i høy grad røkstrømmen slik at det blir van-skelig for røkeren å suge på sigaretten.

Tidligere forslag omfatter konstruksjonen

av en filtertipp ved å inneslutte foldet papir i

et omslag med langsgående kanaler mellom

papirets folder. Det hevdes at man får meget

gode resultater ved å kreppe papiret i de

langsgående folders lengderetning. Det er og-så foreslått å anbringe materialer, f. eks. løs

asbest eller bomull, i avvekslende lag mellom

papirviklinger for å skaffe et filter med over-legne egenskaper og resultater. Men disse filter virker bare som mekaniske filtre og fjerner litt fast eller flytende stoff, f. eks. tjære

og liknende, men de fjerner ikke noe gassfor-met stoff fra røken.

Etter foreliggende oppfinnelse fremkommer det en filtertipp bestående av utallige

papirlag som i det vesentlige fyller sigarett-papirets ene ende, men som danner en labyrint av trange kanaler som strekker seg gjennom filtret omtrent i dettes lengderetning. Og

i forbindelse med papiret eller fibermaterialet

brukes det ogsa aktivert trekull i partikkel-form som spredes helt over og mellom papiret. Trekullet fjerner fra røken enkelte materialer som befinner seg i gassform og som hittil ik-ke i noen vesentlig grad er blitt fjernet av de sigarettipper som hittil er brukt.

Ved utførelse av oppfinnelsen foretrekker man å bruke et papir som ikke veier mere enn ca. 30 gr. pr. kvadratmeter. Når papiret er lagt i utallige folder veier det fra 0,1 til 0,3 gr pr. cm<:l>. De beste resultater fåes hvis det brukes et foldet papir, f. eks. kreppet papir eller annet papir med ru overflate, f. eks. preget papir, særlig hvis vekten ligger mellom 16 og 30 gr pr. m<2>. Almindelig papir som veier mellom ca. 7 og 30 gr pr. m2 før krepping og krølling foretrekkes.

Det har vist seg å være fordelaktig ved blandet tobakk og bruke finrenset masse, f. eks. en handelsvare av den såkalte fine alfa cellulosemasse, ved fremstilling av papiret for filtret i filtertippen etter oppfinnelsen. Papiret skal i alle tilfeller være fritt for forurens-ninger, såvel naturlige som andre. Det aktiverte kull må blandes med fibermaterialet på sådan måte at det ikke blir avaktivert. Bruken av klebemiddel eller liknende er helt util-fredsstillende, da disse materialer søker å av-aktivere trekullet og ødelegge dets nytte-virkning. Det har vist at når det i samsvar med oppfinnelsen brukes et fibermaterial av cellulose som utgangsmateriale for et filter, så kan det aktiverte trekull inkorporeres i fibrene før eller under dannelsen av papirarket, uten at det avaktiveres og det ferdige ark får trekullpartiklene festet til de enkelte fibre fordelt over hele papiret på sådan måte at den sammensatte, frie overflate gir en forbedret filtervirkning. Dette er en betraktelig fordel fordi selv om andre absorbsjonsmaterialer, f. eks. silicagel og liknende, er virksomme som filtermedier, så passer de ikke hverken til å inkorporeres i fibermaterialet eller til å brukes i forbindelse med klebestoff fordi de blir avaktivert. Skjønt fibermaterialet etter oppfinnelsen kan brukes i forbindelse med en hvilken som helst tobakk- og røkeartikkel, så er det spesielt beregnet som filter for sigaretter.

For å få de beste resultater er det hensiktsmessig at trekullet er granulert slik at omtrent alle partiklene kan gå gjennom en Tylor sikt med ca. 100 masker pr. kv. tomme, mens omtrent ingen av partiklene vil gå gjennom en Tylor sikt med ca. 300 masker pr. kv. tomme. Papiret og det derav fremstilte filter tjener til å skille ad de grovere partikler mens de finere partikler, selv om de holdes bedre fast av papiret, holdes dårligere på plass under papirfremstillingen samtidig som de har en tendens til å gjøre papiret overdrevent mørkt for en gitt konsentrasjon av trekull. For å gi de beste resultater bør papirarket inneholde fra ca. 2,5 til ca. 60 vektsprosent aktivert trekull, hvor den optimale mengde for de fleste filter ligger mellom ca. 20 og 25 pro-sent.

Ved utførelsen av oppfinnelsen er det be-nyttet aktivert trekull, f. eks. Columbia Grade G. fremstillet av The Carbide and Carbon Chemicals Company. Dette materiale, malt til en finhet på 100 til 300 masker, blir tilsatt papirmassen i forholdet 20 til 25 vektsdeler til 80 til 75 vektsdeler av papirmaterialet på fast basis. Det aktiverte trekull blir intimt blandet med tremassen og materialet blir derpå formet til et ark ved almindelig papirfrem-stilling og maskineri. Arket kan under frem-stillingen kreppes ved hjelp av almindelige innretninger eller det kan behandles ved hjelp av andre passende midler.

Papiret kan krølles ved mekanisk behandling. Hvis således et lett papir på mindre enn ca. 16 gr pr. m2 blir brukt, kan det oppnås gode filtreringsegenskaper hvis den eneste krepping eller krølling som foretas skjer ved hjelp av keglen eller konen på maskinen til fremstilling av sigarettipper mens papiret blir anbrakt i omhyllingen. Men med såvel tyngere som lettere papir er det imidlertid hensiktsmessig å krølle papiret ved en prosess som er en annen og som kommer i tillegg til den hvormed den anbringes i omhyllingen. En hvilken som helst krølleprosess som danner en mengde krøller, som er uregelmessige såvel i utstrekning som i innbyrdes avstand, kan benyttes med fordel, men de beste resultater oppnås ved en prosess hvor papiret blir komprimert i en rekke trinn med et tidsin-tervall mellom hvert trinn, så papiret kan fjære eller gå tilbake, i det minste delvis. Et resultat i likhet med det man ønsker får man ved å klemme og krølle papiret i hånden. Papir som er krøllet på denne måte er meget bløtere og holder seg mer bøyelig enn før denne mekaniske behandling, antagelig fordi for-bindelsen mellom fibrene er blitt løsere eller fordi fibrene er blitt trukket fra hverandre delvis. Et liknende resultat oppnås også hvis papiret blir kraftig preget før det mates til maskinen for filterfremstillingen. Pregning er en av de foretrukne fremgangsmåter til for-behandling av det papir som brukes ved fremstilling av sigarettfilter. Jo tyngre papir som brukes desto mere krølling eller mykning kreves det i almindelighet for å få gunstige resultater.

En spesiell fordelaktig måte å krølle papiret på er å trekke ett eller flere ark, bånd eller baner av papir gjennom en rekke åpninger som har stadig avtagende dimensjoner. Som et eksempel kan nevnes at tre etter hverandre anbrakte åpninger med avtagende dia-metere i forholdet omtrent 0,25, 0,22 og 0,20 har vist seg å passe utmerket for øyemedet. Et større eller mindre antall åpninger kan være hensiktsmessig for enkelte papirslag og åpningene kan være kvadratiske, ovale eller av annen fasong innrettet til å krølle og kom-primere papiret når det trekkes gjennom dem. De gjennom filtret gående krokede kanaler som fremkommer på grunn av krølling, sikrer at røken vil støte mot filterflaten når den går gjennom filtret.

Filtret etter oppfinnelsen kan fremstilles på en vanlig sigarettmaskin, som er ut-styrt med innretninger til å mate papiret inn i den tippdannende kegle og til å inneslutte papirlagene i et hylster. De utallige papirlag kan dannes av et enkelt papirark eller av flere ark. Når det brukes tyngre papir, på. ca.

16 gr. eller mer pr. m<*>, så har det vist seg at

jevn fordeling av lagene inne i hylstret lettest fåes hvis det brukes en rekke ark som er blitt krøllet hver for seg før de blir presset sammen av formingskeglen. Tre hver for seg krøllete ark med en vekt på ca. 16 gr pr. m<2> og presset sammen i formingskeglen gir et fordelaktig filter.

Hvis det brukes kreppet papir oppnås de beste resultater, når kreppingens retning går på tvers av røkens strømretning gjennom filtret. Fortrinsvis bør den prosentvise krepping i papiret ligge mellom omtrent 8 og 60 pro-sent. D.v.s. et ark omtrent 25 cm langt blir redusert til en lengde som ligger mellom 21 og 10 cm. Papiret som brukes til å danne det la-byrintaktige fyllstoff, bæres av hylstret når det trekkes gjennom sigarettmaskinens kegle. Den resulterende streng kan skjæres opp i passende lengder, som igjen kan deles opp i de størrelser som kreves for de forskjellige røke-artikler.

Tegningene viser skjematisk en del ek-sempler på utførelser av apparater til fremstilling av filtertippen etter oppfinnelsen. Fig. 1 er et skjematisk perspektiv som viser en måte å fremstille filtertippen etter oppfinnelsen på. Fig. 2 er et perspektiv av en sigarett med filtertippen etter oppfinnelsen. Fig. 3 er et skjematisk perspektivriss som viser matriser med åpninger med tiltagende størrelse for å bearbeide eller krølle det papir som filtret lages av. Fig. 4 er et grunnriss av papiret som inneholder det utspredte aktiverte trekull. Fig. 5 er et skjematisk oppriss av en annen utførelse av det apparat som benyttes.

Som vist i fig. 4 betegner 1 et ark papir eller et annet fiberstoff, på hvilket partikler 2 av aktivert trekull er spredt omtrent jevnt over det hele på den foran beskrevne eller på en annen hensiktsmessig måte. Arket er hensiktsmessig krsppet ved hjelp av kjente innretninger.

Ved utførelsen av oppfinnelsen med apparatet etter fig. 1, blir en rekke lag av disse ark, som er ca. 1,2 cm. brede, anbrakt på en rull 3, og den av flere lag bestående strimmel 4 med aktivert kull avleveres fra denne.

Papiret som hylstret på tippen dannes av er anbrakt på en rull 5 og det blir også avlevert fra denne strimmel i tilslutning til strimmelen 4, som antydet ved 6. Hylster-papiret 6 trekkes fra rullen 5 av et endeløst bånd 7, som går over en rekke ruller 8 av hvilke den ene drives. Båndet går gjennom en tippdannende hulkegle 9 på en vanlig tippmaskin, og papirlagstrimmelen 4 med aktivert trekull liggende på strimmelen 6 trekkes sammen med denne gjennom keglen 9. Vandringen gjennom keglen former strimmelen 6 med en vertikal kant 11 for et klebemiddel. Strimmelen 4, som på forhånd er blitt behandlet for å gjøre den myk og bøye-lig, blir presset sammen når strimmelen 6 formes til et rør, cg de enkelte lag i strimmelen 4 utgjør en samling som danner en labyrint av krokede kanaler 12 (fig. 2) som strekker seg gjennom hylstret 10 i en for det meste langsgående retning. Kanten 11 på hylstret 10 mottar et klebemiddel fra et hjul 13 og denne kant bringes derpå til å overlappe den annen kant på strimmelen 6 og festes til denne ved hjelp av en sluttform-ingskegle 14. Det kan være anordnet en opp-hetningsinnretning 15 for å fjerne vann eller annen væske fra klebemidlet så hylstret rundt strengen 10 blir helt tett. Strengen skjæres opp i forønskede lengder ved hjelp av en roterende kniv 17 eller en annen passende innretning.

Filtertippen 16 og tobakken 18 samles i det omgivende sigarettpapir 19, se fig. 2, på vanlig måte for å danne den ferdige sigarett.

En fordelaktig måte til krølling av det papir som filtret fremstilles av er vist i fig.

3. Som vist blir her papirbaner 20, 21 og 22, hvorpå det er spredt ut partikler av aktivert kull, trukket av fra ruller 23, 24 og 25. Hver enkelt av disse baner går i rekkefølge gjennom åpninger i plater eller matriser 26, 27 og 28, og hver av disse åpninger har mindre størrelse enn de forangående. Ved en foretatt prøve er det brukt åpninger hvor diameteren avtok i forholdet 0,25, 0,22 og 0,20. Åpninger 29 i platen 26 er således større enn åpninger 30 i platen 27 og åpninger 30 i platen 27 er på sin side større enn åpninger 31 i platen 28.

Det kan brukes et større eller mindre antall åpninger som må. ha en form som vil krølle og presse papirhanen sammen når den trekkes gjennom åpningen. Denne krølling frembringer de krokede kanaler 12 når papiret trekkes gjennom formingskeglene. En papirhane 32 blir som vist trukket gjennom en formingskegle 33 for å danne et hylster og presse sammen banene 20, 21 og 22 til en labyrint med de krokede, langsgående kanaler, som foran beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2. Apparatet etter formingskeglen 33 kan være det samme eller et liknende som det som er vist i fig. 1.

Platene 26, 27 og 28 ligger så langt fra hverandre at banene etter hver krølling kan ekspandere før de går gjennom de etterføl-gende åpninger. Denne avstand kan ligge mellom 7,5 og 10,0 cm. Etter å ha passert gjennom åpningene i platen 26 ekspanderer banene som vist ved 34 før de passerer gjennom åpningene i platen 27. Og etter å ha passert og blitt krøllet gjennom åpningene i platen 27 ekspanderer banene, som vist ved 35, før de går gjennom åpningene i platen 28.

Ved apparat til utførelse av oppfinnelsen vist i fig. 5 går man ut fra en bane eller et ark med større bredde. Banen 36 trekkes av fra en rull 37 og passerer roterende kni-ver 38 som skjærer den opp i en rekke strimler av passende bredde. Disse strimler, som kan krølles på forhånd, kan derpå føres gjennom de i fig. 3 viste matriser for videre bearbeiding, eller de kan bearbeides på en hvilken som helst annen passende måte. En måte å gjøre dette på er, som vist i fig. 5, ved hjelp av pregeruller, fortrinsvis med to rullepar. Hvis den positive rull 39 — patri-sen — i det første par er den nedre rull og den negative rull 40 — matrisen — er den øvre rull, så byttes dette om i det annet rullepar, slik at patriserullen 41 her blir liggende øverst og matriserullen 42 nederst. Rulleparene ligger her, på samme måte som matrisene i fig. 3, så langt fra hverandre at papiret kan ekspandere etter at det er blitt preget av det første rullepar, før det passerer gjennom det annet par. Rullenes positive og negative overflater kan fremstilles på mange måter. De positive ruller 39 og 41 — patrisene — kan f. eks. fremstilles ved å be-handle deres overflater med grovt sandpapir. Overflaten av de negative ruller 40 og 41 — matrisene — må være av bløtt eller mykt materiale, så den ru overflate på de positive ruller kan presse papirhanen inn i dem. Et lag svampgummi danner en tilfredsstillende overflate for disse ruller.

Selv om bruken av pregerullene i fig. 5 eller av matrisene i fig. 3 i almindelighet gir et tilfredsstillende resultat, særlig hvis papiret er kreppet på forhånd, så kan det imidlertid også brukes plater 43, 44 og 45 med åpninger (ikke vist) som avtar i størrelse i likhet med de i fig. 3 viste åpninger, for å bearbeide papiret. Dette kan være påkrevet når det brukes forholdsvis tungt papir. Samt-1 lige papirbaner hviler på og mates ved hjelp av en bane av hylsterpapir 46 til en formingskegle 47. Som vist leveres banen 46 fra en rull 48 ved hjelp av et endeløst bånd 49. Klebehjulet 13, sluttformingskeglen 14 og opphetningsinnretningen 15 som beskrevet i forbindelse med fig. 3, tjener til å ferdig-danne strengen 50, som derpå skjæres opp i passende lengder til filtertippen.

Den viste, og beskrevne filtertipp tjener ikke bare som et effektivt mekanisk filter for partikkelbestanddeler i tobakksrøken — uten nevneverdig bremsing av strømmen av to-bakksrøk — men det virker også som en adsorbent for andre uønskede bestanddeler av tobakksrøken. På grunn av de gode ad-sorbsjonsegenskaper hos aktivert trekull vil filtret etter oppfinnelsen fjerne gassformige bestanddeler som ikke blir fjernet av de hittil kjente filtre, som bare virker mekanisk. Store mengder med akrolein — et umettet aldehyd — og hydrocyansyre blir således effektivt fjernet med filtret etter oppfinnelsen. Konsentrasjonen av andre mettede og umettede aldehyder såvel som ketoner blir også betraktelig redusert. Betydelige mengder mettede og umettede kullvannstoffer — både aromatiske og alifatiske — blir fjernet, samt også lettflyktige syrer og oljer.

Det kan brukes mange forskjellige typer av aktivert trekull. Foruten det som er nevnt tidligere kan det også brukee Columbia Grade ACX og Columbia Grade SX, hvilke leveres av The Carbide and Carbon Chemicals Company. Men også andre aktiverte trekull som kan fåes i tilstrekkelig finhetsgrad kan brukes i stedet for de som er nevnt.

Betegnelsen aktivert trekull er i dette til-felle også ment å omfatte aktivert kullstoff.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av filtere for tobakksvarer, hvor partikler av aktivert trekull innblandes i papir, karakterisert ved at lag av dette papir rynkes og sammenpresses således at der når et omhyllingsmateriale vikles om lagene, dannes et rør med buktede kanaler som strekker seg gjennom og mellom papirlagene.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at partiklene av aktivert trekull tilblandes en fibermasse for innblan-ding i det papir fra hvilket filteret formes.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at det papir som inneholder partikler av aktivert trekull an-ordnes i lag på et omhyllingsmateriale, og at omhyllingen og papirlagene derpå trekkes gjennom en formingskjegle for samtidig å inneslutte lagene i omhyllingen og danne et antall buktede kanaler som strekker seg på langs gjennom papirlagene.

4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, 2 eller 3, karakterisert ved at papiret veier fra 7—30 g pr. m<2>, idet trekullet utgjør 2.5— 60 % av filteret og er mellom 100 og 300 masker og papiret er. mellom 100 og 300 masker.