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Rauchwarenfilter, insbesondere Zigarettenfilter 'Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Rauchwarenfilter, insbesondere Zigarettenfilter, welche aus einem endlosen Filterstrang herge- stellt wurden, der in einer äusseren Umhüllung ein zusammengepresstes Bündel von in Strang- längsrichtung verlaufenden Streifen enthält.
Die Eigenschaften, welche normalerweise von einem Rauchfilterkörper gefordert werden, sind vor allem hohe.'Absorptionsfähigkeit zwecks weitgehender Verminderung der gesundheit schädlichen Stoffe im Tabakrauch, ohne dass dabei die Porosität des Filterkörpers zu stark ver- kleinert, also der Zugwiderstand zu sehr gestei- gert wird. Filter der oben genannten Art sind be- reits bekannt geworden und weisen eine relativ gute Absorptionswirkung bezüglich Teer und Ni- kotin auf. Es wurden auch bereits mehrfach Bemühungen unternommen, bei Filtern dieser Art weitere Absorptionserhöhungen dadurch zu er- zielen, dass die Oberfläche der einzelnen Streifen durch Kreppung vergrössert wird. Versuche in dieser Richtung sind jedoch unbefriedigend verlaufen, so dass sich entsprechende Filter nicht durchsetzen konnten.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine erhebliche Verbesserung von aus einzelnen Längsstreifen zusammengesetzten Filtern. Sie beruht auf einer Erhöhung der Absorptionswirkung durch entsprechende Ausbildung der einzelnen Längsstreifen. Der Rauchwarenfilter gemäss der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Filterwirkung die aus einem faserhaltigen Flachmaterial, vorzugsweise natürlicher Herkunft, bestehenden Längsstreifen eine Parallel- oder Schrägrillung und eine Vielzahl von durch starke Verformung entstandenen Längsrissen mit zerfaserten Rändern aufweisen, auf welche Weise die längsver- laufenden Streifen durch teilweise Desintegration des faserigen Flachmaterials eine wesentliche Ober. flächenvergrösserung erfahren haben.
Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass
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wird-anderseits sind bei dem erfindungsgemä- ssen Filter eine Reihe von abstehenden Fasern und ausgefransten Rändern vorhanden, welche eine starke Verwirbelung des Rauches und somit ebenfalls eine Absorptionserhöhung auch durch Kondensation hervorrufen. Gemäss der Er. findung können weiterhin die Ränder der einzelnen Streifen ebenfalls ausgefranst sein, so dass eine weitere Erhöhung der Absorption bewirkt wird. Erfindungsgemäss können ferner Versteifungsbänder zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Rauchwarenfilter vorgesehen werden.
Die Erfindung soll nachstehend beispielsweise an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, aus welchen auch noch weitere Modifikationen des erfindungsgemässen Filters hervorgehen.
Im einzelnen zeigen : Fig. 1 das Prinzip der Streifenanordnung. in einem erfindungsgemässen Filterkörper, schematisch, unter Weglassung der zwischen den Streifen befindlichen Materialien dargestellt, Fig. 2 bis 5 je einen
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Querschnitt durch einen Wirbel-bzw. Kondensationsstreifen, Fig. 7 eine perspektivische Dar-
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nen Grundriss eines mit sich kreuzenden Wellungen versehenen Streifens, Fig. 9 einen Querschnitt einer nur aus zusammengepressten Streifen in einer äusseren Umhüllung bestehenden Filterkörpers, Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Fil- terkörper ähnlich Fig. 9 mit mäanderförmig gefalteter Trägerbahn, Fig. 11 einen Querschnitt durch einen Filterkörper ähnlich Fig. 9 mit spiralig aufgerollter Trägerbahn, Fig.
12 einen Querschnitt durch einen aus zusammengepressten Streifen und Längsfasern in einer äusseren Umhüllung bestehenden Filterkörper, Fig. 13 einen Längsschnitt durch einen gemäss Fig. 12 aufgebauten Filterkörper in schematischer Wiedergabe.
Eine Reihe von Untersuchungen haben gezeigt, dass die Absorption von Nikotin und Teerpro- dukten'aus dem Tabakrauch bei aus einzelnen Streifen bestehenden Filtern wesentlich erhöht werden kann, wenn die langgestreckten schmalen Streifen perforiert sind und/oder Längsrisse zur
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aufweisen.strömenden Rauch bestrichene Oberfläche wesentlich grösser, als bei einem Filter der aus Streifen gleichen, aber nicht mit Längsrissen versehenem Material besteht. Durch die Unebenheiten, besonders dann, wenn dieselben scharfkantige oder zerfaserte Struktur aufweisen, wird ferner im Rauchstrom eine Vielzahl von Hindernissen geschaffen, die labyrinthartige Strömungswege er- geben und eine Vielzahl willkürlich verteilter Wirbdzentren im Rauchstrom zur Folge haben.
Auf diese Weise wird die Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln aus dem Tabakrauch be- deutend vergrössert.
Ferner hat sich herausgestellt, dass mit derartigen Wirbelstreifen ein Kondensationseffekt erzielbar ist, besonders wenn dieselben aus metallisiercsm Papier oder Folien mit metallischer Oberfläche bestehen. Die Wirbelstreifen besitzen stets niedrigere Temperatur als der an ihnen vorbeistreichende Rauch, so dass die dampfförmigen Bestandteile des Rauches zum grossen Teil an den Streifenoberflächen verflüssigt und niedergeschlàgen werden. Infolge der nicht unerheblichen Wärmekapazität. dieser Wirbel- und Kondensationsstreifen ist deren Erwärmung durch den Rauch bei normaler Rauchgeschwindigkeit nur gering.
Wird ein Filterkörper aus einer Kombination derartiger Wirbel-und Kondensationsstreifen mit absorbierenden Faserstoffen, etwa Baumwollwatte oder Zellulosewatte, aufgebaut, so lässt sich eine optimale Filtrierwirkung durch die gleichzeitig stattfindende Absorption und Adsorption erzielen.
Bei einem aus Faserstoffen mit Wirbel- und Kondensationsstreifen der genannten Art aufgebauten Filterkörper tragen Streifen, besonders wenn. dieselben aus relativ festem Material wie Fliesspapier oder Metallfolien bestehen, aber auch sehr wesentlich zur Verfestigung dss Filterkörpers bei. Damit können dann die zweckmässigen Faserstoffe ohne Rücksicht auf ihre Festigkeit nur nach den Gesichtspunkten bester Fil- : ri) erwirkung ausgewählt werden-was bisher nicht möglich war-und die erforderliche Fe- ! tigkelt des Filierkörpers durch ein geeignetes Gerüst aus Wirbel-und Kondensationsstreifen ; ewährleistet werden.
Das stabile Gerüst aus solchen, zur guten Filrierwirkung ganz wesentlich beitrag, enden Wir- ) el- und Kondensationsstreifen ermöglicht aber lunmehr auch, an Stelle von Faserstoffen oder zusätzlich zu denselben, andere absorbierende Maerialien, wie Kunstharzschaumflocken, Schwammlocken, Viskoseschaum usw., zu verwenden, was tisher wegen deren meist zu geringen Festigkeit , u Schwierigkeiten geführt hat. An Filterkörpern ler vorliegenden Bauart mit den beschriebenen Wirbel-und Kondensationsstreifen wurde feststellt, dass die Abscheidungswirkung bezüglich ler schädlichen Bestandteile des Tabakrauches etv : a 50% besser ist, als bei Filtern aus gleichem Material, aber ohne. die Längsrisse in den Streifen.
Dabei ist aber der Zugwiderstand stets wesentlich geringer, und die Festigkeit des Filterkörpers lässt eine maschinelle Verarbeitung desselben ohne Schwierigkeiten zu.
Die prinzipielle Anordnung der Wirbel- und Kondensationsstreifen innerhalb eines Filterkörpers zeigt schematisch die Fig. 1. In der äusseren Umhüllung 1, die beispielsweise aus dünnem Papier beste'at, .befindet sich eine Vielzahl von Wirbel- und Kondensationsstreifen 2, wobei der Filterkörper 1 vorzugsweise einen endlosen Filterstrang bildet, von dem die einzelnen Filter- stöpssl in gewünschter Länge abgeschnitten werden. Dementsprechend sollen auch die Streifen 2 endlose Bänder sein, die sich längs des Filterkörpers 1 erstrecken und in willkürlicher gegenseitiger Lage zu einem langgestreckten Streifenbündel vereinigt sind.
In den Fig. 2-5 sind einige. bevorzugte Ausbildungsformen der einzelnen Streifen dargestellt.
Der Streifen gemäss'Fig. 2 besitzt konkave Randzonen 11, wobei die Berührungspunkte der einzelnen Zonen Spitzen darstellen, die einen Strömungswiderstand darstellen und eine Verwir-
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welche wie ausgeführt eine erhebliche Verwirbelung und somit eine Absorptionserhöhung hervorrufen. Auch der in Fig. 3 dargestellte Längsstreifen besitzt die Längsrisse 4, daneben sind jedoch auch die Seitenkanten stark zerfasert, wie dies. bei 12 dargestellt ist. Es ist ohne weiteres einzusehen, dass bei derartiger Ausbildung der Seitenkanten eine erhebliche zusätzliche Verwirbelang erreicht wird, welche auch die Teer-und Nikotinabsorption und zum Teil ; auch die Kondensation erhöht. Der in Fig. 4 dargestellte
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öffnungen 10, welche jedoch ebenfalls eine Verwirbelung hervorrufen können.
Der in Fig. 5 dargestellte Längsstreifen besitzt neben den Längsrissen 4 halbkreisförmige Ausschnitte 13, welche eine ähnliche Wirkung hervorrufen, wie
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gezeigtenBeispiel.
Bei diesen Streifen wird somit in jedem Fall eine Verwirbelung des hindurchströmenden Rauches hervorgerufen, welche zur Ablagerung der 1 Teer- und Nikotinbestandteile beiträgt. Diese Streifen können im übrigen vorzugsweise wenigstens teilweise, eine Mittelschicht od. dgl. aufweisen, da diese Schicht erfindungsgemäss kälter als die Umgebung ist und somit eine leichtere Kon- 1 densation der feuchten Bestandteile des Rauches ermöglicht. Bekanntlich sind gerade die konden- sieraden Bestandteile teer-und nikotinhaltig.
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Streifen. Es ist zu ersehen, dass dieser Streifen t Perforationen 15 mit abstehenden bzw. zerfaserten Rändern aufweist, wodurch ebenfalls die Ab-
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sorptionswirkung erhöht wird. Die Fig. 7 und 8 zeigen Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Streifen. Das in Fig. 7 gezeigte Material besitzt schräg zur Hauptrichtung verlaufende Krepprillen 22, in welchen die erfindungsgemä- ssen Längsrisse verlaufen können. Das in Fig. 8 gezeigte Ausgangsmaterial besitzt zwei sich kreu-
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als Streifenmaterial gemäss der Erfindung ver- wendet werden.
Zweckmässigerweise wird für die Wirbel- und Kondensationsstreifen ein Flachmaterial aus Faserstoffen verwendet, beispielsweise saugfähiges Papier oder versteiftes Vlies aus natürlichem bzw. künstlichen Fasern. Ferner sind Streifen aus Geweben verwendbar, sowie solche aus folienartigen, genügend temperaturfesten, geschmackund geruchlosen Kunststoffen. Auch verdichteter Kunststoffschaum, mit und ohne Oberflächenbe- schichtung, ist verwendbar, falls derselbe den hygienischen Anforderungen genügt. Wird besonders auf eine gute Kondensationswirkung Wert gelegt, so empfiehlt sich die Verwendung von Flachmaterial, das mindestens auf der einen Seite eine metallische Oberfläche aufweist, die geschlossen oder auch unzusammenhängend ausge- bildet sein kann.
Beispielsweise ist hiefür einseitig oder beidseitig metallisiertes Papier verwendbar, sowie dünne Metallfolie'aus Aluminium und andern geeigneten Metallen.
Filterkörper der vorliegenden Bauart können
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ten. Ein Querschnitt durch einen derartigen Filterkörper zeigt schematisch die Fig. 9, in welcher mit 16 die äussere Umhüllung und mit 2 die nach Fig. 1 verlaufenden, zu einem Bündel zusammen-
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zeichnet sind. Dabei können natürlich Streifen verschiedener Breite mit unterschiedlich gestalteten Oberflächen und aus verschiedenem Material miteinander kombiniert werden. Beispiels-
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forierten metallisierten Streifen zusammengebündelt und zu einem Filterkörper guten Wirkungsgrades verformt werden.
Gelegentlich ist es erwünscht, derartige Fil- : er körper mit einer Trägerbahn 17 zu versehen, die gemäss Fig. 10 bzw. 11 mäanderartig oder spiralförmig Im Filterkörper angeordnet und allseits von Wirbel und Kondensationsstreifen 2 umgeben ist. Diese Trägerbahnen 17 können dieselbe Oberflächenstruktur aufweisen, wie oben an Hand der Fig. 2 his 8 für die Wirbel-und Kondensationsstreifen 2 beschrieben. Auch das Material der Trägerbahnen 17 kann nach den reichen, oben angegebenen Gesichtspunkten ausgewählt werden, wie für die Streifen 2.
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Kondensationsstrfen, besonders vorteilhaft. Ein derartiges Filter is in Fig. 12 und 13 im Quer- bzw.
Längss. chnit schematisch dargestellt, wobei in der äussere ! Umhüllung 16 ein aus perforierten Streifen 18
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mengepresstes Bündel v. orhanden ist. Bei einer derartigen Filterkörper bilden sich im durchströ menden Rauch, wie mit den Strömungslinien 2 angedeutet, eine Vielzahl von Wirbelzentren, wa die Plltrierwirkung günstig beeinflusst. Die Faser stränge verlaufen in gleicher Richtung wie di,
Wirbel- und Kondensationsstreifen 18, 19, also in Filterlängsrichtung. Als Fasermaterial könnel solche natürlicher Herkunft, wie Zellulosefasern
Baumwollwatte usw., oder solche künstliche :
Herkunft, wie Kunstseidefasern, verwendet wer den.
Es besteht auch die Möglichkeit, einen Filter, körper der vorliegenden Bauart unter Verwen- dung eines mit Perforationen mit abstehender
Rändern versehenen faserhaltigen Stoffes her- zustellen. Die mit Fasern belegten und perforier- ten, zwei-oder mehrschichtigen Streifen ergeben
Filterkörper, die gegenüber dem in Fig. 12 unc
13 dargestellten einen grösseren Gehalt an Strei- fen und einen geringeren Gehalt an Fasermaterial aufweisen. Wichtig ist hiebei aber, dass die zwei- oder mehrschichtigen, endlosen Streifen inner- halb des Filterkörpers die in Fig. 1 angedeutete
Anordnung aufweisen.
An Stelle der Faserstoffe oder gemeinsam mit denselben können auch im Filterkörper innerhalb des Gerüstes aus Wirbel- und Kondensationsstreifen willkürlich verteilte Flocken aus schwamm-oder schaumarti. gem Material vorgesehen werden. Hiefür eignet sich Kunstharz.schaum, der wenigstens teilweise kommunizierende Hohlräume besitzt, beispielsweise aus Carbamidharz. Auch schaum-oder'schwammartige Massen aus Viskoselamellen, Latexschaum, Neoprenschaum usw. sind geeignet.
Die faserhaltigen und die flockenhaltigen Fil- terkörper können natürlich auch mit einer Trägerbahn nach Fig. 10 und 11 versehen werden und auch die Kombination von Wirbel- und Kondensationsstreifen mit Faserstoffen und Schaumflocken, sowiegegebenenfallsmiteiner Trägerbahn, ist möglich.
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