HU195097B - Cigarette filter stick and method for producing same - Google Patents

Description

A találmány tárgyát olyan, a dohányfüst megszűrésére szolgáló cigarettaszűrő-rudacska képezi, amely a cigaretta dohánykomponensének elégésekor keletkező gáz- és folyadékállapotéi, valamint szilárd égéstermékek felfogására alkalmas. A találmány tárgyát képezi még a találmány szerinti rudacska előállítása is.

Az eddig ismert egykomponensü rostos cigarettaszűrő-rudacskák viszkóz- és cellulóz-acetát-rostokból készültek. Ismertek azonban olyan cigarettaszűrő-rudacskák is, amelyek természetes rostokból, esetleg anyagokból, így például papírból készültek, valamint léteznek egykomponensü, polietilén-, polipropilén-, illetve poli (vinil-klorid)-rost alapú szűrőrudacskák is.

A viszkózrost alapú cigarettaszűrő-rudacskák alkalmazása esetén a szürőrudacskák előkészítésének költségei a kártolt viszkózkötegek cellulózgyapotból klasszikus szövési technológiával való készítése következtében jelentősen megnőnek. A költségek növekedését többek között a munkaerővel szemben támasztott magasabb követelmény, a szükséges gépi berendezés beszerzése, az eljárás munkaműveleteinek megnövekedett száma okozza.

A viszkóz szürőrudacska hátránya még a töltet nagyobb súlya, a töltet nagyobb ellenállása a gázátáramlással szemben, a szűrő és keresztmetszetének alacsonyabb fehérségi foka, kémiai keményítőszerek alkalmazásának szükségessége, valamint a viszkózrostokban különféle maradvány kémiai komponensek, így kénmaradék, előfordulása. Azt is meg kell említenünk, hogy a viszkózrostok a textiliparban előnyösebben használhatók fel, mivel ott jelenleg ezekből a rostokból még hiány van.

Jelenleg a cigarettaszűrő-rudacskák előállítására a cellulóz-acetát alapú rostköteget tartják legalkalmasabbnak. Ennek hátránya abban áll, hogy keményítőszereket kell alkalmazni, valamint hátrányos az is, hogy a szűrő térfogata alkalmazás közben a meleg dohányfüst hatására csökken, ennek következtében a töltet a burkoló papír-faltól elválik, ami a szürőhatás csökkenésével jár; de nem elhanyagolható a filter deformálódásával járó kedvezőtlen esztétikai hatás sem.

Az egykomponensü, polipropilén-, illetve polietilén-rost alapú cigarettaszűrő-rudacskák hátránya még a szűrő nagy súlya, a gázátáramlással szembeni nagy ellenállás, a cellulóz-acetát szűrőhöz, illetve az ehhez hasonlóan hatásos találmány szerinti szűrőhöz képest alacsonyabb szűrőhatékonyság.

Az előzőekben ismertetett hiányosságokat a találmány szerint úgy küszöböljük ki, hogy többkomponensű konjugált polipropilén-rostokból képezett cigarettaszűrő-töltetet alkalmazunk. A köteget képező egyes elemi rostok felületén mikrorepedések, a rostok keresztmetszetében mikropórusok vannak, miáltal részben fibrilláris rostszerkezet alakul ki. A 2 rostokon kialakult hullámok háromdimenziósak, a hullámok száma 5-7/cm és az elemi rostok finomsága az 5-7 dtex tartományon belüli.

A találmány szerint a rostokat úgy áHítjuk elő, hogy két polipropilén-komponenst öszszefonunk. A külön megolvasztott, előkészített, elkülönített, majd egyesített komponenseket az olvadék extrudálása során közvetlenül a kapillárisnál a fonófej nyílásain át ‘exturáltan többkomponensű rost alakjában vezetjük el a keletkezés helyéről. A polimer komponensek a rostban egymással párhuzamosan, folyamatos fázist képezve helyezkednek el; az egyes komponensek súlypontjának helyzete eltér az elemi rost súlypontjától. A komponensek tömegaránya (1:3) — (3:1) közötti.

A lehúzott rostokat kikészítő berendezésben egyesítjük, végül a kapott rostköteg 3 000-10 000 többkomponensű rostból áll. A rostköteget vízzel preparáljuk; preparálószerként más, a higiénés szempontoknak megfelelő anyag is használható. A rostköteget 15-70°C kőmérsékleten nyújtjuk úgy, hogy a felületen az említett mikrorések, á rost anyagában a mikropórusok kialakuljanak. A rostok hőstabilizálása (relaxálása és fixálása) 70-140°C-on történik. Az így elkészített rostköteget papírba burkoljuk, majd rúdvágó berendezésen megfelelő hosszúságú szűrőrudacskákká daraboljuk.

Az alkalmazott kiindulási polipropilén polimerek viszkozitásának logaritmusa (LVZ) 100-200 ml-g¹, és a kiindulási polimerek között 5-20% mennyiségben legalább egy nagy molekulatömegű, 400-450 ml-g^-1 LVZ é’tékü frakció van. Az alkalmazott polimerek a magasabb szénatomszámú zsírsavak a 1 káliföldfémsóit, többek között például kalcium- és magnézium-sztearátot tartalmazzák, amelyek elősegítik a katalitikus maradékokból származó savas termékek — mindenekelőtt a kloridok — kötődését, valamint előnyös hatásúak az alacsonyabb szénatomszámú olajrészeknek a polimerekben való kötődése szempontjából. Stabilizálórendszerként fenolátok kombinációját használjuk 0,3 tömeg% mennyiségben. Ez különösen előnyös hatással bír a polimerek stabilitására a feldolgozás során, különösen a magasabb hőmérsékleten való stabilitására. Ezen kívül az alkalmazott stabilizálórendszer egészségügyi szempontból is előnyös, mivel higiéniai szempontból nem esik kifogás alá.

A polimerek feldolgozását 230-330°C hőmérséklet-tartományban különböző hőmérsékleten végezzük úgy, hogy a polimer komponensek LVZ értéke között a íonófejben való egyesítésnél 30-50 ml.g¹ különbség legyen; hogy a rost alacsonyabb LVZ értékű frakciója 60 ml- g~‘ fölötti LVZ értékű és a legalább egy 400-450 ml· g¹ LVZ értékű komponenst tartalmazó nagy molekulatömegű frakció mennyisége 5-20 % közötti legyen. Az egyes komponensek LVZ értéke közötti különbsé-2195097 get a rostok kívánt hullámosságától függően választjuk meg.

A meghatározott tulajdonságokkal bíró alapanyagok és a több Kom ponensü polipropilénrost kötegekké való feldolgozás körülményeinek megfelelő megválasztásával a következőket érjük el:

az egyes többkomponensű rostok hullámokkal bírnak, felületükön mikrorések, keresztmetszetükben mikropórusok találhatók, mattirozás vagy fehérítőszerek alkalmazása nélkül is magas fehérségi fokúak, a kötegben lévő rostok felülete nagy és az ilyen kötegből készült szűrő tengelyirányú ellenállása a gázátáramlással szemben nem nagyobb, mint az eddig előállított szűrőké, a szűrő képes arra, hogy a cigaretta dohányrészéből képződő égéstermékek szükséges részét felfogja.

A többkomponensű rostok profilja felületük növelése érdekében keresztformájútól eltérő, például „Y“ formájú is lehet.

A nagy molekulatörrfegű frakció tartalmat kromatográfiás frakcionálással nyert integrális polidiszperziós görbéből határozzuk meg, amelyet a közömbös hordozón lévő polimerfilmnek oldószer — lecsapószer oldószerpár eleggyel való fokozatos extrahálásával kapunk, ahol oldószerként dekalint, lecsapószerként fenil-p-naítil-amint alkalmazunk. A polimernek az eluátumból való kvantitatív elkülönítésére acetont alkalmazunk. Az izolált frakció LVZ értékét a CSN 61 1131. számú csehszlovák ipari szabvány szerint mérjük.

1. Példa

Különböző kémiai és fizikai tulajdonságokkal bíró polipropilén-polimerizátumokat fonunk össze egymással. Az egyik polimert, amelynek LVZ értéke 180 ml-g¹, és amely 15% 400 ml-g*' LVZ értékű frakciót tartalmaz, extruderben 280°C hőmérsékleten megolvasztunk, a másik polimert, amelynek LVZ értéke 145 mLg¹, és amely 8% 400 mLg^-1 LVZ értékű frakciót tartalmaz, egy másik extruderben 260°C hőmérsékleten olvasztjuk meg. A polimerek kalcium-sztearát-tartalma 0,15 tömeg%, stabilizálórendszer-tartalrna 0,2 tömeg%. A komponensek LVZ értéke közötti különbség a fonófejnél 35 ml-g¹, a kettő közül az alacsonyabb LVZ érték 115 ml-g'¹ és a 280°C-on olvasztott komponens 400 ml-g'¹ LVZ értékű nagy molekulatőmegű frakciójának mennyisége 7,5 tömeg%. A polimerkomponensek adagolási aránya 1:1. A rostköteget a fonófejről 30 m-perc^-1 sebességgel húzzuk le, folyamatosan tovább nyújtjuk 3,0 deformálási arányig, majd elektromosan fűtött csatornában relaxáljuk és fixáljuk. A megnyújtott köteg 8400 elemi rostot tartalmaz, amelyek egyenkénti finomsága 6,5 dtex, és a hullámok száma 7/cm. A rostköteget végül cigarettapapírba csomagoljuk és 15 mm hoszszú szűrőrudacskákká vágjuk fel.

2. Példa

160 ml-g'¹ LVZ értékű, 10 tömeg% 445 ml-g'¹ LVZ értékű frakciót tartalmazó polipropilénpolimert extruderben 260°C hőmérsékleten megolvasztunk, azonos polimert olvasztunk meg 320°C-on, a komponenseket 260°C-on fonófejben egyesítjük. A Komponensek adagolási aránya 1:3. A kalcíum-sztearát-tartalom 0,15 tömeg%, a stabilizálórendszer-tartalom 0,2 tömeg%. A komponensek LVZ értéke közötti különbség a fonófejnél 30 ml-g^-1, a 260°C-on megolvasztott komponens LVZ értéke 147 ml-g^-1, és 5 tömeg% 445 ml-g'¹ LVZ értékű frakciót tartalmaz. A rostköteget a fonófej alól 35 m-perc^-1 sebességgel húzzuk le, majd folyamatosan nyújtjuk 3,2 deformálási arányig, ezután elektromosan fűtött csatornában relaxáljuk és fixáljuk. A megnyújtott. köteg 3400 elemi rostot tartalmaz, amelyek egyenkénti finomsága 5,5 dtex, a hullámok száma 5,5/cm. A rostköteget cigarettapapírba csomagoljuk és 11 mm hosszú szűrőkké vágjuk fel.

121,1 ml-g^-1 LVZ értékű 17% 400 ml-g··¹ LVZ értékű frakciót tartalmazó polipropilénpolimert extruderben 255°C-on megolvasztunk, azonos polimert olvasztunk meg 320°Con, és a két anyagot 255°C-on fonófejben egyesítjük. A komponensek elegyítési aránya 3:1. A polimerekben alkalmazott adalékanyagok és mennyiségük az 1. és 2. példában megadotthoz hasonló. A komponensek LVZ értéke közötti különbség a fonófejnél 43 mLg^-1, és a 255°C-on megolvasztott komponens LVZ értéke 152 ml-g'^rés ez a komponens 5 tömeg % 400 ml-g*³ LVZ értékű frakciót tartalmaz. A rostköteget a fonófej alól 40 m-perc'¹ sebességgel húzzuk le, majd folyamatosan nyújtjuk tovább 2,8 deformálási arányig, ezután elektromosan fűtött csatornában relaxáljuk és fixáljuk. A megnyújtott köteg 9400 elemi rostot tartalmaz, amelyek egyenkénti finomsága 7 dtex. A hullámok száma 6,5/cm. A rostköteget cigarettapapírba csomagoljuk és 20 mm hosszú szűrőkké vágjuk fel.

Claims (3)

1. Cigarettaszűrő-rudacska, azzal jellemezve, hogy többkomponensű polipropilénrost-kötegből áll, amely rostok felületükön mikrorésekkel, anyagukban mikropórusokkal bírnak, a kötegben lévő egyes rostok súlypontjának helyzete eltérő, és az egyes rostkomponensek tömegaránya 1:3 és 3:1 közötti, az egyes elemi rostok 5-7/cm hullámmal bírnak és finomságuk 5-7 dtex.

2. Eljárás az 1. igénypont szerinti cigarettaszűrő-rudacskák előállítására, azzal jellemezve, hogy legalább két 100-200 ml-g^-' LVZ értékű rostképző polipropilén-áramot külön megolvasztunk és 230-330°C közötti hőmérséklet-tartományban különböző hőmérsékleten hőkezeljük, amelynek során a két polipropilén-áram LVZ értéke között 30-50 ml-g'¹ különbséget és a fonás előtt

-3195097

5-20 tömeg% mennyiségben legalább egy nagy molekulatömegű, 400-450 ml -g'¹ LVZ frakciót biztosítunk, majd az egyes komponenseket egyenként homogenizáljuk, majd a komponenseket egymással inhomogén olvadékáram képződése mellett az egyes kompo6 nensek statisztikus elosztása mellett elegyítjük, az elegyet 3000-10000 nyílású fonó fejen rostköteggé extrudáíjuk, a megmereve delt rostokat vízzel preparáljuk, folyamato g san nyújtjuk, 70-140°C-on fixáljuk, csomagol juk és rudacskákká aprítjuk.