Filtre pour la fumée de tabac
La présente invention a pour objet un filtre pour la fumée de tabac. De nombreuses formes de filtres, préparés à partir de matières en filaments, en fibres ou en feuilles, qui enlèvent la phase particulaire de la fumée par des moyens mécaniques, sont connus. Ces filtres ont peu ou pas de pouvoir d'enlever sélectivement les composants particuliers qu'on pourrait désirer filtrer de la fumée, et lesdits filtres peuvent même avoir un effet désavantageux sur le goût de la fumée filtrée. Une proportion importante de ces composants se trouve, du moins partiellement, sous forme de vapeurs qu'on ne peut pas enlever par des moyens mécaniques, mais seulement par absorption ou adsorption sur une surface appropriée, ou par une réaction chimique.
Parmi ces composants, les plus volatils, notamment l'oxyde nitrique, I'acide cyanhydrique, des aldéhydes volatils et l'hydrogène sulfuré peuvent être ceux qu'on désire particulièrement enlever. La présente invention a pour objet de fournir un filtre grâce auquel on peut enlever de manière importante de tels composants volatils de la fumée du tabac en train de brûler.
Conformément à l'invention, le filtre pour la fumée de tabac comprend des granules de bioxyde de manganèse actif dont la surface spécifique est comprise entre 20 et 500 m2/gramme. On ne peut pas atteindre le but de l'invention en utilisant le bioxyde de manganèse normal du commerce. Par bioxyde de manganèse actif on entend un bioxyde de manganèse composé de granules qui ont été préparés de sorte que la matière acquiert une grande surface spécifique et de fortes propriétés d'absorption chimique. De préférence, ladite surface spécifique est comprise entre 200 et 400 m2/gramme.
Bien qu'on puisse obtenir une bonne filtration par l'utilisation d'un filtre pour la fumée de tabac ne contenant que du bioxyde de manganèse actif, on peut obtenir une amélioration importante, surtout pour ce qui concerne l'acide cyanhydrique, par l'addition d'une petite quantité de nitrate d'argent ou par la présence, en plus du bioxyde de manganèse, d'une petite quantité d'argent. Dans la pratique, la quantité d'argent présente dans la matière filtrante finale est comprise de préférence entre 0,1 et 10 o/o en poids.
On peut utiliser le bioxyde de manganèse actif, avec ou sans argent, de diverses manières, en association avec des matières filtrantes sous forme de filaments, de fibres ou de feuilles. Un filtre pour cigarettes peut, par exemple, consister en deux tampons filtrants de type classique ou connu, séparés l'un de l'autre, par exemple en papier, fixés par une enveloppe ou un tube,
I'espace entre eux étant rempli de granules de bioxyde de manganèse actif. Une autre possibilité est de mélanger les granules à la matière cellulosique en filaments, ou autre matière filtrante.
Avantageusement on prépare le bioxyde de manganèse actif pour l'utilisation selon l'invention comme suit:
On ajoute de l'acide nitrique à 500/0 et du permanganate de potassium finement pulvérisé à une solution aqueuse de sulfate de manganèse. On filtre à la trompe le précipité et le lave avec de l'eau jusqu'à ce que la solution soit complètement limpide, le sèche à l'air à 1100 C pendant 2 heures, le granule et le tamise à travers des tamis ayant des ouvertures de 699 à 295 microns.
Un exemple d'un filtre incorporant un bioxyde de manganèse actif de ce genre est le suivant:
On place 100mg de bioxyde de manganèse actif granulé, préparé comme décrit ci-dessus, entre deux pièces filtrantes qui consistent en tampons de papier filtre de 5 mm de longueur chacun, ce qui donne un filtre composite de 14 mm de longueur totale. Lorsqu'on fume une cigarette à travers ce filtre, pllus de 55 o/o de l'oxyde nitrique, 90 o/o de l'hydrogène sulfuré et 30 o/o de l'acide cyanhydrique contenus dans la fumée sont enlevés.
Si on désire encore renforcer l'activité, ou du moins l'efficacité du bioxyde de manganèse par la présence d'argent, on peut procéder comme suit:
On ajoute du permanganate de potassium pulvérisé à une solution aqueuse de sulfate manganeux dihydraté à laquelle on ajoute de l'acide nitrique et une quantité de nitrate d'argent donnant 1 O/o en poids d'argent dans la matière granulée finale (bioxyde de manganèse + argent). On filtre à la trompe le précipité, le lave avec de l'eau distillée jusqu'à ce que les eaux de lavage soient exemptes de permanganate de potassium. On sèche le dépôt de filtration à 110 C à l'air pendant deux heures, et granule le produit séché jusqu'à ce qu'il passe à travers des tamis ayant des ouvertures de 699 à 295 microns.
On a comparé l'efficacité de la filtration de filtre composite ayant une longueur de 15 mm au total comprenant d'une part 100mg de bioxyde de manganèse actif, avec ou sans argent, et d'autre part 100mg de bioxyde de manganèse du commerce, intercalés dans les deux cas entre deux tampons de papier filtre.
Après avoir fumé des cigarettes à travers le filtre, on a obtenu les résultats suivants:
O/o des composants de la fumée enlevés
Chute Matière Aldéhydes
de pression particulaire volatils Oxyde
(cm d'eau) totale Nicotine Phénols (totaux) H2S HCN nitrique
MnO2 actif . 4,2 33 31 54 35 95 30 55
MnO2 actif
contenant 1 o/o Ag 4,7 34 32 50 50 95 84 60
MnO2 du commerce . 4,0 31 32 45 < 10 90 18 17
On obtient des résultats analogues en utilisant le bioxyde de manganèse actif entre des tampons d'acétate de cellulose.
REVENDICATION I
Filtre pour la fumée de tabac, caractérisé en ce qu'il comprend des granules de bioxyde de manganèse actif dont la surface spécifique est comprise entre 20 et 500 m2/gramme.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Filtre selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on ajoute de l'argent au bioxyde de manganèse actif.
2. Filtre selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'argent présente est comprise entre 0,1 et 10 o/o en poids de la matière filtrante.
3. Filtre selon la revendication I et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise la matière filtrante granulaire en association avec une matière filtrante sous forme de filaments, de fibres et/ou de feuilles, sous forme de tampons espacés, I'espace entre eux étant rempli de la matière granulaire.
4. Filtre selon la revendication I et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient 100mg de bioxyde de manganèse actif granulaire.
5. Filtre selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il contient pratiquement 1 o/o en poids d'argent dans la matière granulaire finale.
REVENDICATION II
Procédé de fabrication d'un filtre pour la fumée de tabac selon la revendication I et les sous-revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on ajoute de l'acide nitrique et du permanganate de potassium finement pulvérisé à une solution aqueuse de sulfate de manganèse, sépare le précipité par filtration, le lave et le sèche, granule le précipité séché, puis le tamise à travers des tamis ayant des ouvertures de 699 à 295 microns.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Filter for tobacco smoke
The present invention relates to a filter for tobacco smoke. Many forms of filters, prepared from filament, fiber or sheet materials, which remove the particulate phase of smoke by mechanical means, are known. These filters have little or no power to selectively remove the particular components which one might desire to filter from the smoke, and said filters may even have an adverse effect on the taste of the filtered smoke. A significant proportion of these components are found, at least partially, in the form of vapors which cannot be removed by mechanical means, but only by absorption or adsorption on a suitable surface, or by a chemical reaction.
Among these components, the most volatile, in particular nitric oxide, hydrocyanic acid, volatile aldehydes and hydrogen sulfide may be those which are particularly desired to be removed. It is the object of the present invention to provide a filter by which such volatile components can be significantly removed from burning tobacco smoke.
According to the invention, the filter for tobacco smoke comprises granules of active manganese dioxide, the specific surface of which is between 20 and 500 m2 / gram. The object of the invention cannot be achieved by using normal commercial manganese dioxide. By active manganese dioxide is meant a manganese dioxide composed of granules which have been prepared so that the material acquires a large specific surface area and strong chemical absorption properties. Preferably, said specific surface is between 200 and 400 m2 / gram.
Although good filtration can be obtained by the use of a tobacco smoke filter containing only active manganese dioxide, a significant improvement can be obtained, especially with regard to hydrocyanic acid, by 'addition of a small amount of silver nitrate or by the presence, in addition to manganese dioxide, of a small amount of silver. In practice, the amount of silver present in the final filter material is preferably between 0.1 and 10% by weight.
The active manganese dioxide, with or without silver, can be used in various ways in conjunction with filter materials in the form of filaments, fibers or sheets. A filter for cigarettes can, for example, consist of two filter pads of conventional or known type, separated from each other, for example of paper, fixed by an envelope or a tube,
The space between them being filled with granules of active manganese dioxide. Another possibility is to mix the granules with the filamentary cellulosic material, or other filter material.
Advantageously, the active manganese dioxide is prepared for the use according to the invention as follows:
500/0 nitric acid and finely powdered potassium permanganate are added to an aqueous solution of manganese sulfate. The precipitate is filtered off with suction and washed with water until the solution is completely clear, air dried at 1100 C for 2 hours, the granule and sieved through sieves having openings from 699 to 295 microns.
An example of a filter incorporating such an active manganese dioxide is as follows:
100 mg of granulated active manganese dioxide, prepared as described above, is placed between two filter pieces which consist of filter paper pads 5 mm in length each, resulting in a composite filter of 14 mm in total length. When smoking a cigarette through this filter, more than 55% of the nitric oxide, 90% of the hydrogen sulphide and 30% of the hydrocyanic acid contained in the smoke are removed.
If one wishes to further enhance the activity, or at least the effectiveness of manganese dioxide by the presence of silver, one can proceed as follows:
Powdered potassium permanganate is added to an aqueous solution of manganous sulphate dihydrate to which are added nitric acid and a quantity of silver nitrate giving 1 O / o by weight of silver in the final granulated material (sodium dioxide. manganese + silver). The precipitate is filtered off with suction, washed with distilled water until the washings are free from potassium permanganate. The filtration deposit was dried at 110 ° C. in air for two hours, and the dried product was granulated until it passed through sieves having openings of 699 to 295 microns.
We compared the filtration efficiency of a composite filter having a length of 15 mm in total comprising on the one hand 100 mg of active manganese dioxide, with or without silver, and on the other hand 100 mg of commercial manganese dioxide, interposed in both cases between two pads of filter paper.
After smoking cigarettes through the filter, the following results were obtained:
Y / o smoke components removed
Aldehydes Material Fall
particulate pressure volatiles Oxide
(cm of water) total Nicotine Phenols (total) H2S HCN nitric
MnO2 active. 4.2 33 31 54 35 95 30 55
MnO2 active
containing 1 o / o Ag 4.7 34 32 50 50 95 84 60
Commercial MnO2. 4.0 31 32 45 <10 90 18 17
Similar results are obtained using the active manganese dioxide between cellulose acetate buffers.
CLAIM I
Filter for tobacco smoke, characterized in that it comprises granules of active manganese dioxide, the specific surface of which is between 20 and 500 m2 / gram.
SUB-CLAIMS
1. Filter according to claim I, characterized in that silver is added to the active manganese dioxide.
2. Filter according to sub-claim 1, characterized in that the quantity of silver present is between 0.1 and 10 o / o by weight of the filter material.
3. Filter according to claim I and sub-claims 1 and 2, characterized in that the granular filter material is used in combination with a filter material in the form of filaments, fibers and / or sheets, in the form of pads. spaced apart, the space between them being filled with granular material.
4. Filter according to claim I and sub-claims 1 to 3, characterized in that it contains 100 mg of granular active manganese dioxide.
5. Filter according to sub-claim 4, characterized in that it contains practically 1 o / o by weight of silver in the final granular material.
CLAIM II
Method of manufacturing a filter for tobacco smoke according to claim I and sub-claims 1 to 5, characterized in that nitric acid and finely powdered potassium permanganate are added to an aqueous sulphate solution of manganese, separates the precipitate by filtration, washing and drying it, granulates the dried precipitate, then sieves it through sieves having openings of 699 to 295 microns.
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