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Dokumentenidentifikation DE10000519C5 02.12.2004
Titel Verfahren zur Herstellung eines sauer gestellten Filters für Tabakprodukte, sowie deren Verwendung
Anmelder Reemtsma Cigarettenfabriken GmbH, 22605 Hamburg, DE
Erfinder Gurke, Inga, Dr., 22769 Hamburg, DE;
Hühne, Thomas, 22149 Hamburg, DE;
Mentzel, Edgar, 25451 Quickborn, DE
Vertreter Uexküll & Stolberg, 22607 Hamburg
DE-Anmeldedatum 08.01.2000
DE-Aktenzeichen 10000519
Offenlegungstag 26.07.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.02.2002
Date of publication of amended patent 02.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.12.2004
IPC-Hauptklasse A24D 3/14
IPC-Nebenklasse A24D 3/08   A24D 3/02   A24D 1/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einmal ein Verfahren zur Herstellung eines sauer gestellten Filters für Tabakprodukte durch Imprägnieren eines faserigen oder flächigen Filtermaterials gemäß Oberbegriff Hauptanspruch sowie ferner die Verwendung derartiger Filter für Cigarettenhülsen, Cigaretten, Cigarren bzw. Cigarillos und für Rauchgeräte.

Es ist aus der DE 16 92 895 A1 bekannt, Filtermaterial für Tabakprodukte zur besseren Absorption von basischen Anteilen des Tabakrauchs und zur Absorption von Nikotin mit sauren Komponenten auszurüsten, wobei diese zusammen mit dem zur Filterverfestigung dienenden Glycerintriacetat (Triacetin) auf das Celluloseacetat-Tau gegeben werden. Die hier erwähnten und zur Herstellung von sauer gestellten Filtern verwendeten physiologisch und sensorisch unbedenklichen Genußsäuren lösen sich jedoch nur in geringer Menge bzw. auch nur bei höheren Temperaturen von 100 bis 130° C in dem als Carbonsäureester-Härter verwendeten Triacetin. Dieses hat den Nachteil, dass eine gleichmäßige und auch gleichzeitige Imprägnierung der Filter mit der sauren Komponente und der Härterkomponente auf erhebliche Schwierigkeiten stößt.

Aus diesem Grunde hat man gemäß DE 13 00 854 B1 saure Ester organischer Genußsäuren wie Citronensäure, Weinsäure, Bernsteinsäure, Äpfelsäure und Zuckersäure verwendet, die in Glycerintriacetat gelöst auf den Fasern des Filtermaterials fein verteilt werden können. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass die Ester der jeweiligen Polycarbonsäuren eine nur sehr schwache Retention gegenüber basischen Rauchinhaltsstoffen aufweisen, da die reaktiven Säuregruppen in diesem Falle verestert sind und damit nicht mehr für die selektive Retention von basischen Rauchkomponenten zur Verfügung stehen.

Bei einem anderen Verfahren gemäß DE 38 20 089 C2 werden die Säureanhydride der entsprechenden Di- oder Polycarbonsäuren in den als Filterhärter eingesetzten Carbonsäureestern gelöst und nach dem Aufsprühen auf die Filterfasern hydrolysiert. Nachteil dieses Verfahrens ist zum einen die sehr aufwendige und damit teure Herstellung der Säureanhydride und zum anderen die Instabilität der gelösten Anhydride, die bereits durch Spuren von Wasser im verwendeten Lösungsmittel oder durch Luftfeuchtigkeit zu den entsprechenden Säuren hydrolysiert werden und als Säuren aus dem Lösungsmittel auskristallisieren.

Bei anderen bekannten Verfahren werden die Di- oder Polycarbonsäuren in Form sehr feiner Teilchen entweder gemäß EP 09 13 100 A2 über eine Dosiereinrichtung direkt auf den Strang aus Filtermaterial bei der Filterherstellung aufgebracht oder diese sehr feinen Teilchen werden gemäß DE 39 04 239 C1 in einem organischen, flüssigen Medium suspendiert und die erhaltene Suspension auf das Filtermaterial aufgebracht. Hierbei ist die Herstellung der kleinen Teilchen durch Mikronisieren überaus kostspielig; zum anderen benötigt man entweder zusätzliche Dosiereinrichtungen an der Filterherstellungsmaschine oder die eingesetzten Suspensionen zeigen eine Instabilität, wodurch sich die feinen Teilchen mit der Zeit auf dem Boden absetzen.

Bislang ist kein Verfahren bekannt, bei dem auf wirtschaftliche Weise in einem Standardverfahren zur Filterherstellung feste organische Säuren oder deren saure Salze in den üblicherweise eingesetzten Filterhärtern gelöst auf das Filtermaterial aufgebracht werden können.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines sauer gestellten Filters für Tabakprodukte vorzuschlagen, bei dem die bei Umgebungs- und Verarbeitungstemperaturen kristallinen Genußsäuren beziehungsweise deren saure Salze zusammen mit einem als Filterhärter eingesetzten organischen Lösungsmittel wie einem Carbonsäureester-Härter gelöst werden können, damit die erhaltene klare Lösung in üblicher Weise auf das Filtermaterial aufgebracht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ausgehend von den bekannten Verfahren gemäß DE 38 20 089 A1 und DE 39 04 239 C1 ein Verfahren zur Herstellung eines sauer gestellten Filters für Tabakprodukte durch Imprägnieren eines faserigen oder flächigen Filtermaterials mit

  • a) den physiologisch und sensorisch unbedenklichen und als Genußsäuren bezeichneten Säuren Maleinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Citronensäure und/oder Acetylcitronensäure

    oder mit deren sauren Salzen und
  • b) einer Carbonsäureester-Härterkomponente vorgeschlagen,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man diese Genußsäuren oder deren saure Salze und die Carbonsäureester-Härterkomponente durch Zusatz eines alkoholischen Lösungsvermittlers aus der Gruppe von Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, Butyl- und iso-Butylalkohol oder deren Mischungen in Lösung bringt und die derart erhaltene Lösung auf das Filtermaterial aufbringt, wobei man, bezogen auf die Gesamtlösung, den Anteil der Genußsäuren oder der sauren Salze in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.-% und die alkoholischen Lösungsvermittler in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 8 Gew.-% einsetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat die folgenden überaschenden Vorteile gegenüber den bekannten Verfahren:

  • – Die Verteilung der Genußsäuren oder deren sauren Salze auf den Filterfasern ist sehr fein und homogen, so dass eine äußerst hohe Wirksamkeit erzielt werden kann.
  • – Die Aufbringung der Genußsäuren oder deren sauren Salze erfordert keinerlei besondere Maßnahmen bei der Herstellung der Filter. Es sind weder Maschinenmodifikationen notwendig noch schränkt die kritische Stabilität und Homogenität der eingesetzten Lösung die Verarbeitbarkeit in irgendeiner Art und Weise ein.
  • – Das Verfahren gestattet den Einsatz preiswerter Rohstoffe, da für die Herstellung der benötigten Lösung Standardprodukte ohne besondere aufwendige Vorbehandlung wie Mikronisieren oder Lösen bei Temperaturen über 100° C eingesetzt werden können.

Als Filterverfestigungsmittel können allgemein alle üblichen und hier als Carbonsäureester-Härter bezeichneten Ester verwendet werden, wie sie in der DE 39 04 239 C1 beschrieben sind, wobei insbesondere Glycerintriacetat (Tiacetin) Polyethylenglykolacetate bzw. -propionate und insbesondere Triethylenglykoldiacetat (TEGDA) geeignet sind.

Vorzugsweise wird die Lösung aus Genußsäuren bzw. aus deren sauren Salzen, der Carbonsäureester-Härterkomponente und dem alkoholischen Lösungsvermittler für ein Filtermaterial verwendet, das aus Fasern. oder Vliesen aus Celluloseacetat, Cellulose, Polyethylen oder Polypropylen besteht.

Als saure Salze der Genußsäuren werden bevorzugt die Ammoniumsalze oder die sauren Alkali- und insbesondere Kaliumsalze verwendet.

Die erfindungsgemäß als Lösungsvermittler eingesetzten Alkohole haben ein gutes Lösungsvermögen für die Polycarbonsäuren oder für deren Salze. Besonders bevorzugt ist Ethanol, da dieser besonders gut als Lösungsvermittler geeignet ist und schon geringe Mengen ausreichen, um die Genußsäuren z.B. in Glycerintriacetat (Triacetin) zu lösen und letztlich weil Ethanol auch ein ansonsten in der Tabakindustrie übliches Lösungsmittel ist. Hinzu kommt eine verbesserte Löslichkeit für Celluloseacetat-Fasern, d.h. die entsprechenden Celluloseacetat-Filter härten schneller aus.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise so vorgegangen, dass man die Konzentration der Genußsäuren oder die der sauren Salze derselben in der Lösung aus der Carbonsäureester-Härterkomponente und dem alkoholischen Lösungsvermittler derart einstellt, dass bei Auftrag der Lösung diese, bezogen auf das Fasergewicht, 0,1 bis 5 Gew.% und insbesondere 0,5 bis 2 Gew.% beträgt.

Die erfindungsgemäß erhaltenen sauer gestellten Filter bzw. das sauer gestellte Filtermaterial kann als Filterpfropfen oder als Teil desselben für eine Cigarettenpapierhülse aber auch in Stäbchenform als Filter für Abrauchgeräte wie Pfeifen oder Cigarettenspitzen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäß erhaltenen vorgestellten Filtermaterials als Filterpfropfen oder als ein Teil desselben für eine Cigarette, Cigarre oder einen Cigarillo, wobei der Anteil der Genußsäuren oder den der sauren Salze in dem Filtermaterial 0,1 bis 10 mg je Cigarette oder Cigarillo beträgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert:

Beispiel:

Zur Herstellung eines Acetatfilters mit 0,5 Gew.% Äpfelsäure wurde ein Filterstab in den Abmessungen von 126 mm Länge, entsprechend der 6-fachen Länge eines Filters, und mit einem Durchmesser von 7,83 mm verwendet. Dieser Acetatfilter entsprach einer Spezifikation von 2,5y/35.000 HK und hatte einen Zugwiderstand von 405 mm WS. Das Acetatgewicht wurde mit 638 mg augesetzt, das heißt, es mussten 3,19 mg Äpfelsäure aufgesprüht werden bzw. 0,53 mg/Cigarette. Als Härterkomponente wurden 57 mg Triacetin verwendet. Zur Herstellung der Triacetin-Äpfelsäurelösung wurden in einem ca. 200 Liter fassenden Edelstahlbehälter 5,6 kg Äpfelsäure und 100 kg Triacetin etwa 15 Minuten kräftig gerührt. Hierbei tritt eine Teillösung und feine Dispergierung der Äpfelsäure ein. Anschließend wurden zur vollständigen Lösung 4 kg Ethanol zugesetzt, wobei nach 20 Minuten weiterem Rühren die Äpfelsäure vollständig gelöst war.

Die auf den Filter aufgesprühte Menge wurde mit 60,2 mg Lösung/Filterstab vorgegeben. Der Alkohol wurde nicht berücksichtigt, da er während bzw. unmittelbar nach der Herstellung verdampft. Die physikalischen Parameter wie Zugwiderstand und Härte wurden durch die Äpfelsäure nicht beeinflusst.

Wenn Lösungen mit über 10 Gew.% Äpfelsäure eingesetzt werden, ist es zur besseren Verteilung der Lösung auf den Fasern empfehlenswert, die Bürstendrehzahl in den Standardsprühwerken auf einer KDF3-FÜterstabmaschine zu erhöhen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung eines sauer gestellten Filters für Tabakprodukte durch Imprägnieren eines faserigen oder flächigen Filtermaterials mit

    a) den physiologisch und sensorisch unbedenklichen und als Genußsäuren bezeichneten Säuren Maleinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Citronensäure und/oder Acetylcitronensäure

    oder mit deren sauren Salzen und

    b) einer Carbonsäureester-Härterkomponente,

    dadurch gekennzeichnet, daß man diese Genußsäuren oder deren saure Salze und die Carbonsäureester-Härterkomponente durch Zusatz eines alkoholischen Lösungsvermittlers aus der Gruppe von Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, Butyl- und iso-Butylalkohol oder deren Mischungen in Lösung bringt und die derart erhaltene Lösung auf das Filtermaterial aufbringt, wobei man, bezogen auf die Gesamtlösung, die Genußsäuren oder deren saure Salze in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.-% und die alkoholischen Lösungsvermittler in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 8 Gew.-% einsetzt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßman die Lösung auf ein Filtermaterial aufbringt, das aus Fasern oder Vliesen aus Celluloseacetat, Cellulose, Polyethylen und/oder Polypropylen besteht.
  3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß man als saure Salze der Genußsäuren die Ammoniumsalze oder die sauren Alkali- und insbesondere Kaliumsalze verwendet.
  4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß man als Carbonsäureester-Härterkomponente Polyethylenglykolacetate oder -propionate und insbesondere Triethylenglykoldiacetat, Glycerindiacetat, Glycerintriacetat, Glycerindipropionat und/oder Triethylcitrat verwendet.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentration der Genußsäuren oder die der sauren Salze derselben in der Lösung aus der Carbonsäureester-Härterkomponente und dem alkoholischen Lösungsvermittler derart einstellt, daß bei Auftrag der Lösung diese, bezogen auf das Fasergewicht, 0,1 bis 5 Gew.% und insbesondere 0,5 bis 2 Gew.% beträgt.
  6. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5 erhaltenen sauer gestellten Filtermaterials als Filterpfropfen oder als ein Teil desselben für eine Cigarettenpapierhülse oder einen Steckfilter.
  7. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5 erhaltenen sauer gestellten Filtermaterials in Stäbchenform als Filter für Abrauchgeräte, wie Pfeifen oder Cigarettenspitzen.
  8. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5 erhaltenen sauer gestellten Filtermaterials als Filterpfropfen oder als ein Teil desselben für eine Cigarette oder einen Cigarillo.
  9. Verwendung des Filtermaterials nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Genußsäuren oder deren sauren Salze in dem Filtermaterial 0,1 bis 10 mg je Cigarette oder Cigarillo beträgt.
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