CS201004B2 - Fibrous element - Google Patents

Description

(54) Vláknitý element i

Vynález se týká vláknitého elementu, kterého může být použito pro výrobu cigaretových filtrů; při tomto použili se vláknitý element podle vynálezu rozřeže na požadovanou délku -cigaretového filtru.

V cigaretovém průmyslu se dosud převážně pouuivvjí filtry dvou základních typů, .jakož i kombinace těchto dvou typů.

Podstatou prvního typu filtru je, že jeho základní část je z acetátu celulózy ve formě vláknité koudele. Tato koudel je zpracována plastifikátory, jakým je například astriacetin, za účelem vytvoření dostatečně pevné vazby mezi vlákny, přieemž je tato koudel potom obalena papírem /všeobecně známý váleČkoovtý obaa/ k udržení.koudele ve válečkovité formě. V případě, že se tento filtr připevní k cigaretě, je nutné pouužt dalšího obalu, který z ' fil^u a tabákového válečku tvoří komppkkní celek. Tento druhý obal, všeobecně známý jako nasazovací pásee,' může mít povrchový vzhled umělého korku.

Druhý · základní typ filtru obsahuje jádro ze zkadeřeného pappru. U tohoto typu filtru je použií prvního obalu nezbytné, neboř, po^oo! něho se udržuje váleč^c^o^vitý tvar tohoto fitrračního elementu. V případě, kdy se pro výrobu filrru pobije zkadeřeného papíru, je tedy pouužtí dvooitého obalu u konečné cigarety nevyhnutelné z důvodů, které již byly popsány výše. Tyto filtry maaí rovněž nezPitažlivý vzhled a jsou náchylné k nerovnoměrnému naplňování zplodinami kouřeni. Kromě toho je třeba uvést, že tato papírová struktura vykazuje nerovnoměrnou pevnost filrru a může rovněž způsobovat obtíže při maaipřžaci ve výrobním procesu přípravy cigaret při vysokých Výrobních rychlostech.

Třetí typ cigaretového filrru, který je známý jako dvojnásobný filtr, byl vyvinut s cíeem

201004 2 překonat některé nedostatky uvedených prvních dvou typů filtrů,₍ přičemž tento typ filtru je tvořen válcovitým segmentem obou výše uvedených typů, který je držen v'axiálním směru papírovým obalem. Tento filtr je spojen s cigaretou tak, že podíl s acetátem celulózy je vně, přiěemž celkový konečný vzhled se zlepší a rovněž tendence k měěnnuí je do jisté míry potlačena. Ovšem ' na druhé straně je výroba takového typu filrru mnohem nákladnější vzhledem k nutnoosi a nárokům na přesnou mmanpuuaci s oběma střídajícími se segmmnty* . Kromě toho se mohou vyskytnout potíže m^nni^e^li^a^c., které jsou stejného rázu jako u výše uvedených dvou základních typů .fi.trůů, přičemž tento dvojnásobný filtr neoddsmňuje nutnost dvojího obalu. Kromě toho musí být poiUt i třetí obal k udržení dvou uvedených váleikovitých složek /filtr + tabák/ pohromadě.

U všech výše uvedených typů fiirrů je možné stanoolt chaaaateristické křivky, které se týkají celkové fitraainí učinnoosi hmotných iássic ve vztahu k nasávací odoonnosi. Při dané nasávací odoonoosi vykazuje filtr se zkadeřeným papírem větší fittaačěí schopnost než filtr z acetátu celulózy. Dvojnásobný filtr leží ' svými . vlastnostmi mezi těmto dvěma typy filtraů v záávslossi na podílech zkadeřeného papíru a acetátu celulózy, které obsahuje.

Cílem vynálezu je vyvinout filtr, který by nevyžadoval p^užtí prvního papírového obalu a který by vykazoval podstatně zvýšenou fitraační diinnost ve srovnání s fittem vyrobeným z acetátu celulózy při stejné nasávací schoonnosi. Nový filtr by měl rovněž vykazovat dostatečnou pevnost, která by byla srovnatelná s filtry vyrobenými z acetátu celulózy a podstatně vyšší, než je pevnost filtrů ze zkadeřeného papíru. U tohoto filrru by také nemělo docházet k nerovnoměrnému plnění zplodinami kouření ' a mělo by s ním byt možné snadno manipulovat při dalším p^oužtí v cigareoovém průmyslu.

Vynálezem je vláknitý elem^nn, kterého může být p^i^u^ž-to pro výrobu cigaretových filrrů,' jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje podélnou strukturu, která má vláknité jádro s vlákny uspořádanými v nepravidelné orientaci, přieemž uvedené jádro je zpevněno a uzavřeno vláknitou kůrou, která je celistvá s. jádrem a tvoří povrchovou vrstvu s větší hustotou.

S výhodou je v povrchové vrstvě oppooi jádru větší poddl vláken orientován podélně.

Vláknitý element sevýhodně skládá z kuželovitých vrstev.

Vláknitá struktura má v podstatě kuželovitý tvar, přičemž obsahuje kužeeovité struktury, které svými obvody určují vláknitou strukturu.

Část vláknitého elementu s výhodou tvoří pevná objemn^ší vlákna k vytvoření základní struktury v komminaci s jemněěšími vlákny ke zlepšení fittaičních chananttrrstik a pevnoosi.

Uvedenými pevnými objemnněšími vlákny jsou s výhodou vlákna vysoce extrahované alfa-Ge^lozové bunniiny, chemicky bělené, která obsahuje vysoký poddl letního dřeva.

Uvedená jemná vlákna ma^í s výhodou velkou specifickou povrchovou plochu.

Maaterál uvedených jemných vláken je s výhodouzvolen ze skupiny . zahhnnjící surovinu pro espartový pappr, eukalyptus a bavlník.

Vláknitý element podle vynálezu je s výhodou tvořen 40 až 50 hmmSnostními % jemných vláken.

Vláknitý element podle vynálezu s výhodou obsahuje přísadu zvolenou ze skupiny zahhnuuící . kaooin, uhhiiitan vápenatý, aktivní uhlí a infuzsrOovsu hlinku.

* \ „

Vláknitý element podle vynálezu s výhodou obsahuje poŠi-vo zvolené ze skupiny zahrnující škrob a za mokra pevné pryskyřice, k zabránění zchlupacení maaeerálu během výroby fiirrů.

.3

Vláknitý element podle vynálezu s výhodou jako za mokra pevnou pryskyřici obsahuje polyaminovou vryskyřici nebo polyethylnnaminovou pryskyřici.

Povrch vláknitého elementu podle vynálezu je s výhodou zpracován škrobem.

Vláknitý element podle vynálezu s výhodou obsahuje podíl syntetických vláken nebo jiného vláknitého matteiálu.

Vláknitý element podle vynálezu obsahuje jako uvedená syntetická vlákna polyolefínová vlákna.

Vláknitý element podle vynálezu je s výhodou tvarován do formy filrru produktů kouření .

Výhodou vláknitého elementu podle vynálezu je, že nevyžaduje použití prvního papírového obalu a ie má zvýšenou fillt^a^č^ní účinnost ve srovnání s vyrobeným z acetátu celulózy při stejné nasávací schoppnosi. Filtr z tohoto vláknitého elementu má dostatečnou pevnost, která je srovnatelná s filtry vyrobenými z acetátu celulózy a podstatné vyšší než pevnost filtrů ze zkadeřeného papíru. Ve filtru rovněž dochází k rovnoměrnému . plnění zplodinami kouření..

Vláknňtý element podle vynálezu může být pí;^p^:^č^\^čí způsobem, popsaným v belgickém patentovém spise č. 857 378, který se týká způsobu formování protaženého vláknitého ' elementu z vodné disperze vláken, která je podobná surovině na výrobu pappru, a· zařízení k provádění tohoto způsobu.

Podle tohoto patentového spisu je vláknitá disperze, která může obsahovat celulózová vlákna nebo směs celulózových vláken a syntetických vláken, vstřkoována do děrovaného nosiče, vytvořeného ve tvaru trubice, pičeemž se tato trubice vystaví působení vakua prostřednictvím vnějších prostředků. Suspenzní prostředí se potom v další fázi odstraní prostřednictvím děrovaných stěn trubice, p^čemž dojde k tomu, že se vlákna ukládaj na vnitřním povrchu trubice a vytvářejí svitek. ·

Vytváření pouzdra ve formě povrchové kůry vyplývá ·z příoomnnosi vyššího podílu vl^áken v povrchové vrstvě, přieemž tato vlákna jsou orientována podélně; bylo rovněž zjišéёno, že požadované orientace může být dosaženo kontrolováním výtokového poměru /což je poměr mezi rychlossí vláknité suspenze a rychlossi děrovaného nosiče v případě, že se ponuce zařízení podle uvedeného belgického patentu č. 857 378/. Mn;im^lmí výtokový poměr závisí na použitém typu vláken, přčeemž v případě poιlžiií dlouhých alfa-cežulóюvých vl^áken typu, kterého se používá pro výrobu cigaretových filrrů, je tento m^n:im^].n:L výtokový poměr roven 10:1.

Vynález bude v nás^ed^ící popisu popsán s odkazy na připojené výkresy, na kterých představuje obr. 1 podélný průřez cennrUní částí vláknité struktury podle vynálezu, obr. 2 perspečУiiní pohled na v^ěší část struktury z obr. 1 po jejím rozdělení v důsledku napínání, obr. 3 podélný průřez jedním z m^eilehlých kužeeovitých· vláknitých elementů, který je veden podél čar III-III z obr. 1 a obr. 4 podélný průřez podél čar IV-IV z obr. 1.

Na obr. 5, 6 a 7 jsou znázorněny kontaktní rentgenogramy sekcemi, svitkové struktury filtru podle uvedeného vynálezu, které jsou silné přibližně 1,3 milimetru, p^eemž doba expozice je přibližně sedm hodin. Na obr. 8, 9· a 10 jsou uvedeny grafy týka^cí se sekcí uvedených na obr. 5, 6 a 7 a inářilňužící vz'tah mez hustotou a místem v dané struktuře, přičemž relativní hustota mattčiálu byla stanovena ve dvou průměrech beta radiosnírnačem, praccu!cím v jednomilimčtroiých ^kroc^ích. ¹

Na obr. 1 je znázorněna sekce vláknitého elementu ve formě podélné vláknité struktury, která je odříznuta v mstě 2 za účelem ukázání vláknité юпп^Им 3 a, vláknité kůry, která tvoří povrchovou vrstvu 4 o větší hustotě, než má jádro 3.

Při použití tohoto vláknitého elementu, například jako cigaretového filtru nebo к pohlcování kouře, který je veden podél filtru ve směru šipky 5, se filtrace uskutečňuje hlavně prostřednictvím vláken v zóně jádra 3, zatímco povrchová vrstva £ slouží к vyztužování celé struktury. Ve srovnání s běžně používaným filtrem s obalem umožňuje tato forma konstrukce filtru větší radiální propustnost plynů do jádra 2 ^a směrem z jádra 2·

Na obr. 2 je znázorněn způsob, jakým se filtrační struktura odděluje, přičemž zde vznikají kuželovité Stykové plochy v místě oddělování, v případě že je element podroben napínání. Je třeba poznamenat, že vnější povrch vykazuje mírnou vypouklost v místě 6, která končí v místě středového chomáčku 7. Konvexní povrch 6 a chomáček Ί_ je rovněž patrný z obr. 3, kde je znázorněn kuželovitý element 8. Kuželovitý element 8 rovněž vykazuje vybrání 2» prostřednictvím kterého je konvexní povrch 2 ^a chomáček 7 dalšího elementu 2 vnitřně zplstěn s tímto elementem 2 před oddělením tohoto elementu 2 účinkem napínání.

Materiál tohoto elementu 8 obsahuje vrstvení, které je podobné vrstvení vyskytujícímu se v papíru, které je nerozpoznatelné pouhým okem nebo vizuálními pozorovacími laboratorními metodami a které je možno zjistit teprve oddělovacími způsoby.

Z obrázků je rovněž zřejmé, že obvodová část elementu 2 tvoří zóny 10 o vyšší hustotě, které společně s podobnými zónami 10 dalších elementů 2 tvoří povrchovou vrstvu £ kůry.

Z průřezu filtru, který je znázorněn na obr. 4, je patrné, že povrchová vrstva £ kůry slouží к uzavření vrstvy jádra £·

Jestliže obrátíme nyní pozornost na obr. 5, 6 a 7, je zde znázorněn na obr. 5 řez filtračním svitkem, který je vyroben ze 100% sulfátové buniČiny měkkého dřeva. Znázorněné sekce na obr. 6 a 7 se týkají filtračních svitků vyrobených z buničinové směsi, přičemž 55 % tvoří uvedená směs a 45 % tvoří materiál espartového papíru.

Je třeba poznamenat, že stupeň tmavosti beta rentgenogramů je v obrácené závislosti na množství beta paprsků propuštěných uvedenými sekcemi. Tmavé zbarvení je proto v přímé závislosti na hustotě filtračního materiálu, přičemž je zcela patrné, že ve všech případech vznikla kůra o větší hustotě.

Grafy uvedené na obr. 8, 9a 10 potvrzují závěry vizuálního pozorování z obr. 5, 6 a 7. Z těchto grafů je možno se přesvědčit opět o tom, že průchod beta paprsků je podstatně větší ve středových oblastech každé sekce než v okrajových oblastech, což naznačuje, že hustota vláknité hmoty je ve středové části menší než v části obvodové.

Filtr podle vynálezu je možno vyrobit z různých vláknitých materiálů, ovšem ve výhodném provedení podle vynálezu se používá částečného podílu pevných objemnějších vláken za účelem vytvoření základní struktury, v kombinaci s jemnějšími vlákny, která zlepšují filtrační charakteristiky a pevnost. Rovněž je možno použít různých plnivových materiálů za účelem úpravy filtračních charakteristik.

Co se týče pevných objemnějších vláken, používá se ve výhodném provedení podle vynálezu vysoce extrahovaná alfa celulózová buničina, chemicky bělená, a obsahující vysoký podíl letního dřeva, například sosny dlouhojedlé.

Při použití těchto vláken je výhodné, když se použije přídavku 40 % až 50 % vláken, která mají vysoký specifický povrch. Jako příklad těchto vláken může byt uvedena surovina na espartový papír, eukalyptus a bavlník. Bylo rovněž zjištěno, Že v některých případech může být výhodné odstranit jistý podíl vláken za účelem vytvoření optimální rovnováhy funkčních vlastností produktu. Co se týče plnivových materiálů, bylo zjištěno, že je možno dosáhnout zlepšení filtrační účinnosti přídavkem až 10 % kaolinu. Ke zlepšení průběhu filtrace složek v plynné fázi je možno použít i jiných dalších materiálů minerální povahy, jako je například infuzoriová hlinka. Rovněž je možno přidat aktivní uhlí. V případě, kdy se přidávají plnivové maaeeiály, může vzniknout požadavek přidat 1 pojivové maaeeiály, jako, je například škrob nebo pryskyřice, pevné za mokra, za účelem zabránění·zchlupacení, které někdy nastane ve výsledném produktu. Pouuieý škrob může být kationtové nebo anioneové·povahy a uvedenou pryskyřicí pevnou za mokra může být nappíklad polyaminová pryskyřici nebo polyethylnnaminová pryskyřice. Škrob je rovněž možno použžt na povrchové zpracování po vytvoření svitku.

Rovněž je možno při.dávat určitý podíl jakého^iv jiného dalšího vhodného vláknitého mateeiálu, jako jsou nappíklad syntetická vlákna, jako polyolifinová vlákna.

I když se fil^acní vláknUé elementy popsané výše jako filtry produkt kouření, je možno IcíIo eateiiál pouužt i jiným způsobem, jako fH^ařní eateiiál pro jiné láeky, jako například pro olc j, a rovněž ji možno jej pon^žt jako absorční element. Rovněž nemusí být vyroben s průřezem kruhovým, ali ji možno vyrobit jij s průřezem čevercovým, hexagonálním nebo v jiné formě podle požadavku.

Claims (16)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Vláknieý element, keerého může být použít pro výrobu cigaretových fiirrů, vyznačený tm, že obsahuji podélnou stiuktuiu, keirá má vláknUé jádro /3/ s vlákny uspořádanými v nepravidelné orientaci, přčlemž uvedené jádro /3/ ji zpevněno a uzavřeno vláknitou kůrou, keerá ji celistvá s jádrem /3/ a I^votí povrchovou vrsVvu /4/ s vetší hustotu.
2. 2. Vláknieý element ppode bodu 1, vyznačený tím , že v povrchové vrstvě /4/ ji ván podélně větší poddl vláken, než jak ji tomu v jádru /3/.
3. 3. Vláknieý elmment ppode bodu 2, vyznačený íím, žž se skládá z kužeiovieých vrseiv.
4. 4. Vláknieý eimment ppode bodu 3, vyznačeny íím, žž vláknieá struktuit má kuželPuVtý evar, p^lemě, obsahuje kuželpvieé ^г^^гу, keiré svými obvody určují vláknitou kůru.
5. 5. Vláknieý element podle řřl<íchcáejíctch bodů, vyznačený eím, že část ^oří pevná objeeeёjší· vlákna k vyhoření základní stiuktuiy v s , jemnějšími vlákny ke zlepšení ^Ι^^πΙ^ chatittelistik a pcvniosi.
6. 6. Vláknieý element podle bodu 5, vyznačený tím, že uvedenými pevnými objemnijšími vlákny jsou vlákna vysoce extrahovtěé alfa-celulozové buničiny, chemicky bělené, · keirá obsahuji vysoký poddl lcemího dřeva.
7. 7. Vlákn^ý element podle bodu 6, vyznačený eím, že uvedená jemná vlákna maj velkou specifickou povrchovou plochu.

   .
8. 8. Vláknieý element podle bodu 8, vyznačený eím, že jemná vlákna jsou zvolena ze skupiny · eattiiáll zahhrějící surovinu pro cspareový papír, eukalypeus a bavlník.
9. 9. Vlákn^ý element podle bodů 5 až 8, vyznačený tím, že 40 až 50 hi^ouno-tních % evoří jemná vlákna.
10. 10. Vlákn^ý element podle bodů 1 až 9, vyznačený eím, že obsahuje přídavek látek zvolených ze skupiny zatUHnuící kaooin, uhl.ičittě vápenatý, aktivní uhlí a iěfuzuiiovuu hlinku.
11. 11. VláknUý element podle bodu 10, vyznačený tím, že obsahuje pojivo ze skupiny zahrnující škrob a za mokra pevné pryskyřici, k zabránění zchlupacení eattliálu při výrobě.
12. 12. Vláknitý element podle bodu 11, vyznačený tím, že pryskyřicí, která je za mokra pevná, je polyaminová pryskyřice nebo polyethyeenaminová pryskyřice.
13. 13. Vláknitý element podle bodů 1 až 12, vyznačený tím, Že jeho povrch je zpracován škrobem. ,
14. 14. Vláknitý element podle bodů 1 až 13, vyznačený tím, že obsahuje podíl syntetických vláken, nebo jiného vláknitého mateeiálu.
15. 15. Vláknitý element podle bodu 14, vyznačený tím, že uvedenými syntetickými vlákny jsou polyolefinová vlákna.
16. 16. Vláknitý element podle bodů 1 až 15, vyznačený tím, že je tvarován do formy filtru produktů kouřeni.