CH532372A - Selbsterlöschende Zigarette mit oder ohne Filter und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

  
 



   Diese Erfindung betrifft eine selbsterlöschende Zigarette mit oder ohne Filter sowie ein Verfahren zur Herstellung der Zigarette.



   Es ist bereits eine selbsterlöschende Zigarette bekannt, bei der das Erlöschen durch pyrotechnische Mittel ausgelöst wird. Diese Zigarette hat sich wegen der Beeinträchtigung des Rauchgenusses durch die Zersetzungsprodukte der pyrotechnischen Mittel nicht durchgesetzt.



   Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, eine einfach und billig herzustellende, in einer vorgewählten Sollzone selbsttätig erlöschende Zigarette zu schaffen, bei deren Erlöschen keine Zersetzungsprodukte freiwerden.



   Die erfindungsgemässe Zigarette ist dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Zigarette ein ein- oder mehrteiliger, im wesentlichen rohrförmiger Kühlbelag vorhanden ist, der als Kondensationskörper für die kondensierbaren Rauchbestandteile ausgebildet ist, so dass der Glutkegel bei Berührung mit dem Kühlbelag und dem darauf abgeschiedenen Kondensat abkühlt, und dass der Wärmefluss vom vorderen Ende des Kühlbelags zur äusseren Begrenzung der Griffzone der Zigarette an mindestens einer Stelle gehemmt ist.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein flaches Band mit einer metallhaltigen Druckfarbe bedruckt bzw. bespritzt wird, so dass ein Kühlbelage gebildet wird und dass das Band zur Bildung von Zigarettenhülsen so gebogen wird, dass der Kühlbelag innen zuliegen kommt.



   Im folgenden werden als Beispiele Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Filterzigarette mit einer ersten Ausführungsform des Kühlbelags in schaubildlicher Ansicht teilweise aufgeschnitten,
Fig. 2 ausschnittweise im Längsschnitt eine   filterlose    Zigarette mit einer zweiten Ausführungsform des Kühlbelags,
Fig. 3 ausschnittweise im Längsschnitt eine zweite filter lose Zigarette mit einer dritten Ausführungsform des Kühl belags und mit äusserer Isolierschicht,
Fig. 4 eine Ansicht derselben Zigarette aus der Richtung
IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des Kühlbelags und
Fig. 6 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des Kühlbelags mit einer den Kühlbelag teilweise überdecken den Isolierschicht.



   In allen Figuren sind die Hülsen und Kühlbeläge zur Ver deutlichung übertrieben gross dargestellt worden; die Ab brandrichtung ist durch einen geraden Pfeil angedeutet. Alle
Kühlbeläge erstrecken sich mindestens zwischen der Sollzone des Selbsterlöschens und der Griffzone. Die Sollzone ist für jede Zigarettenart gesondert zu bestimmen und hängt im einzelnen von den Aussenbedingungen und Rauchgeschwin digkeiten, dem Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks, dem Teer gehalt des Rauchs und dergleichen ab. Unter Griffzone wird die Zone verstanden, der die Haltefinger im Augenblick des
Erlöschens anliegen. Die Griffzone liegt in jedem Fall hin ter der Sollzone. Die Ausdrücke vorn und hinten beziehen sich in herkömmlicher Weise auf die Gegenrichtung zur Ab brandrichtung.



   Die in Fig. 1 dargestellte Zigarette hat eine rohrförmige
Hülse 1 aus beschränkt luftdurchlässigem Papier, die gleich achsig eine Tabakfüllung 2 und einen Filter 3 umgibt. Am hinteren Endabschnitt liegt der Innenwand der Hülse 1 ein rohrförmiger Kühlbelag 5 an, der im Abstand vom hinte ren Zigarettenende (an der Stelle 9) endet. Der Kühlbelag 5 besteht im wesentlichen aus Aluminium und weist eine rauhe
Oberfläche sowie eine Vielzahl kreisförmiger Kühldurch brüche 4 auf, von denen in Fig. 1 nur vier dargestellt sind.



   Am vorderen Endabschnitt hat der Kühlbelag 5 vier gleichbeschaffene und gleichmässig über den Umfang verteilte Randaussparungen. Die stehenbleibenden Teile des Endabschnitts bilder vier achsparallele, in Gegenrichtung zur Abbrandrichtung zeigende Kühlfinger 8, deren Wandstärke nach aussen abnimmt. Jeder Kühlfinger 8 hat im wesentlichen die Form eines gleichschenkligen, spitzenwinkligen Dreiecks, dessen Basis mit dem übrigen Teil des Kühlbelags 5 verbunden ist. Dicht hinter den Kühlfingern 8 weist der Kühlbelag 5 eine über den ganzen Umfang verlaufende, kreisförmige Schwächungslinie 6 auf, die die Wandstärke des Kühlbelags 5 längs dieser Linie praktisch bis auf Null verringert.



   Bei der Zigarette der Fig. 2 umgibt eine rohrförmige
Hülse 101 aus beschränkt luftdurchlässigem Papier eine Ta bakfüllung 102. Am hinteren Endabschnitt liegt der Innen wand der Hülse 101 ein rohrförmiger Kühlbelag 105 an, des sen Wandstärke an beiden Enden nach aussen abnimmt und der mit dem hinteren Zigarettenende bündig abschliesst. Der
Kühlbelag 105 besteht im wesentlichen aus Aluminium und weist eine rauhe Oberfläche sowie neun achsparallele, gleich mässig über den Umfang verteilte, schmale Kühlschlitze 104 auf, von denen in Fig. 2 nur einer dargestellt ist. Dicht hinter dem vorderen Endabschnitt 108 ist im Kühlbelag 105 eine  über den ganzen Umfang verlaufende, kreisförmige Schwä chungslinie 106 angebracht, die der Schwächungslinie 6 der
Ausführungsform der Fig. 1 ähnelt.



   Bei der Zigarette der Fig. 3 und 4 umgibt eine rohrför mige Hülse 201 aus beschränkt luftdurchlässigem Papier eine Tabakfüllung 202. Am hinteren Endabschnitt liegen der In nenwand der Hülse 201 drei gleichmässig über den Umfang verteilte, achsparallele Kühlrippen 205a an, die mit dem hin teren Zigarettenende bündig abschliessen. In den drei Zwi schenräumen liegen der Innenwand der Hülse 201 drei gleich mässig über den Umfang verteilte, achsparallele Kühlrippen
205b an, die eine grössere Wandstärke haben als die Kühl rippen 205a und im Abstand vom hinteren Zigarettenende enden. Auf diese Weise wird ein sechsteiliger, sechs achs parallele schmale Kühlschlitze 204 sowie Endabschnitte
208b, 209a mit kleinerem Gesamtquerschnitt aufweisender
Kühlbelag 205 gebildet, der im wesentlichen aus Aluminium besteht und eine rauhe Oberfläche hat.

   Die Kühlschlitze 204 unterscheiden sich von den Kühlschlitzen 104 der Ausfüh rungsform der Fig. 2 dadurch, dass sie beidenends offen sind.



   Die Kühlfinger 208b unterscheiden sich von den Kühlfingern
8 der Ausführungsform der Fig. 1 durch ihren über die ganze
Länge praktisch gleichbleibenden Querschnitt. Der hintere
Endabschnitt der Hülse 201 ist von einer dünnen Isolier schicht 207 aus einem die Wärme schlecht leitenden Werk stoff, wie z. B. Kork, umgeben. Die Isolierschicht ist etwas kürzer als die Kühlrippen 205a und schliesst ebenso wie diese mit dem hinteren Zigarettenende bündig ab.



   Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Kühlbeläge 305,
405 sind rohrförmig ausgebildet, bestehen im wesentlichen aus Aluminium und weisen eine rauhe Oberfläche auf. Im vorderen Endabschnitt des Kühlbelags 305, dessen Wand stärke nach aussen abnimmt, ist gleichachsig eine schrauben linienförmige Schwächungslinie 306 eingearbeitet. Eine volle
Windung derselben ähnelt den Schwächungslinien 6, 106 der Ausführungsformen der Fig. 1 und 2. Im vorderen End abschnitt des Kühlbelags 405 sind mehrere gleichabständige, kreisbogenförmige Schwächungslinien 406 so eingearbeitet, dass jede derselben gegen ihre Nachbarn um einen Winkel versetzt ist. Auf diese Weise bilden die stehenbleibenden Teile des Endabschnitts eine Art Scherengitter oder Balg. Die
Ebene jeder Schwächungslinie 406 wird von der Wärmefluss richtung nahezu unter einem rechten Winkel geschnitten.

   Mit Ausnahme des Endabschnitts 406 wird der ganze Kühlbelag 405 von einer Isolierschicht 407 überdeckt, die aus einem   Werkstoff geringer Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. aus Bleicherde, besteht.



   Die Wirkungsweise ist folgende:
Da der Kühlbelag als Kondensationskörper ausgebildet ist, scheiden sich auf ihm und dicht neben ihm kondensierbare Bestandteile des Rauchs ab, bevor dieser in den Mund des Rauchers gelangt. Im Gegensatz zu einer gewöhnlichen Filterung findet hier gleichzeitig eine Kühlung des Rauchs statt, wodurch der Rauchgenuss weiter erhöht wird. Die Kondensationswirkung und das Retentionsvermögen des Kühlbelags werden durch seine Form, seine Oberflächenrauhigkeit, die seinen Umfang vergrössernden Randaussparungen sowie durch die Durchbrüche gesteigert.



   Infolge der Kondensation erhöht sich zwar die Temperatur des Kühlbelags um einige Celsiusgrade. Im Hinblick auf die durch das Kondensat erheblich gesteigerte Löschwirkung ist diese Temperaturerhöhung vernachlässigbar. Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Hauttemperatur der Haltefinger normalerweise um mindestens   10     C höher ist als die Umgebungstemperatur. Der Kondensationseffekt ist zu Beginn des Rauchvorgangs am wirksamsten, d. h. in einem Stadium, in dem der Raucher den Rauchgenuss am kritischsten beurteilt.



   Im Endstadium des Rauchvorgangs rückt der Glutkegel immer näher an den Kühlbelag heran, bis er schliesslich das vordere Belagsende berührt. Dabei setzt die Aufheizung und teilweise Verdampfung des auf und dicht neben dem
Kühlbelag abgeschiedenen Kondensats sowie der Wärmeaustausch mit dem ganzen Kühlbelag ein. Durch Kondensat und Kühlbelag wird somit die Temperatur des Glutkegels so weit gesenkt, dass er die Verbrennung nicht mehr aufrechterhalten kann und verlöscht. Dabei spielt das Kondensat wegen seiner extrem hohen Verdampfungswärme eine bevorzugte Rolle. Letztere ist bekanntlich eine latente Form der Wärme, die der Raucher nicht als Temperatursteigerung wahrnimmt.



   Die Wärmeleitfähigkeit des Kühlbelags ist während des Rauchvorgangs von Vorteil, im Endstadium aber unerwünscht. Da die Wärme in beiden Fällen auf verschiedene Weise in den Kühlbelag einströmt, lässt sich der Wärmefluss vom vorderen Belagsende zur äusseren Begrenzung der Griffzone ohne Einbusse an Kondensations- und Retentionsvermögen durch mehrere Massnahmen hemmen, die einzeln oder in beliebiger Kombination angewendet werden können:
A. Durch die in Richtung auf das vordere Kühlbelagsende verringerte Wandstärke (Fig. 1, 2 und 5) des Kühlbelags wird der Einströmquerschnitt verkleinert, durch den die Wärme des Glutkegels in den Kühlbelag einströmt. Der Kühlbelag bietet dem Glutkegel auf diese Weise nicht den vollen, ringförmigen Einströmquerschnitt, sondern einen praktisch nur kreislinienförmigen Querschnitt dar.



   B. Im Gegensatz zu der unter A aufgeführten, radialen Querschnittsverringerung stellt die Randaussparung (Fig. 1 und 3) eine Massnahme zur axialen Querschnittsverringerung dar, bei der die Seitenflächen des Kühlbelags nicht verkleinert, sondern merklich vergrössert werden. Die zwischen den Randaussparungen stehenbleibenden Teile bilden Kühlfinger mit erhöhter Kondensations- und Löschwirkung und stark verkleinertem Einströmquerschnitt; im Extremfall der Ausführungsform der Fig. 1 ist letzterer punktförmig. Die Anzahl der Kühlfinger beträgt vorzugsweise 8-20.



   C. Durch die kreisförmigen (Fig. 1 und 2), schraubenlinienförmigen (Fig. 5) oder kreisbogenförmigen (Fig. 6) Schwächungslinien wird der Querschnitt des Kühlbelags praktisch bis auf Null verringert. Die so gebildeten Gräben stellen Hindernisse für den Wärmefluss dar, ohne jedoch die Wärmekapazität des Kühlbelags spürbar zu verkleinern. Das Adsorptions- und Retentionsvermögen wird dadurch sogar geringfügig vergrössert. Wichtig ist dabei, dass die Ebene jeder Schwächungslinie von der Richtung des   Wärmeflusses    bzw. Abbrands nahezu unter einem rechten Winkel geschnitten wird, so dass eine grösstmögliche Hemmung erzielt wird.



   D. Die im Bereich der Griffzone der Kühlbelag überdekkende Isolierschicht (Fig. 3, 4 und 6) hemmt den Wärmefluss vom Kühlbelag zur äusseren Begrenzung der Griffzone.



  Diese Isolierschicht kann noch zur mechanischen Verstärkung der Hülse, wie z. B. als Mundstück, oder anderen Zwecken dienen, wie z. B. als Träger für eine Beschriftung oder ein Markenzeichen. Da der Kühlbelag im Innern der Zigarette angebracht ist, überlagert sich die Isolierwirkung der Isolierschicht der ohnehin vorhandenen Isolierwirkung der Hülse und erfährt durch die Wärmeübergangskoeffizienten an den Grenzflächen eine weitere Steigerung.



   Die Werkstoffkosten eines Kühlbelags sind verschwindend klein, da seine Wandstärke   vorzugsweisç    unter 0,3 mm und die axiale Länge des Bereichs, in dem der Wärmefluss gehemmt ist, im Bereich von   0,54    mm liegt. Der Herstellungsaufwand fällt selbst dann nicht ins Gewicht, wenn Kühlfinger, Kühlrippen und bzw. oder Kühldurchbrüche in grosser Anzahl vorhanden und kompliziert geformt sind. Der Hülsenwerkstoff wird in Form eines flachen Bandes mit einer metallhaltigen Druckfarbe bedruckt bzw. bespritzt, so dass ein Kühlbelag in abgerollter Form gebildet wird, bevor das Band zur Bildung der Hülsen gebogen wird. In ähnlicher Weise kann vor dem Aufdrucken bzw. Aufspritzen des Kühlbelags eine Isolierschicht in abgerollter Form auf das abgerollte Band aufgedruckt bzw. aufgespritzt werden.

   Zur Herstellung des Kühlbelags eignet sich eine alkoholische Paste aus grobem Leichtmetallpulver, wie z. B. Standard Lack OT der Fa.



  Eckartwerke, Fürth, mit Gummi arabicum als Bindemittel.



  Alle üblicherweise an eine Druckfarbe gestellten ästhetischen Anforderungen entfallen hier, da der Kühlbelag weder von aussen sichtbar, noch mechanischen Belastungen unterworfen ist. Die Farbe lässt sich also zur Erzielung einer grösstmöglichen Oberflächenrauhigkeit extrem mager einstellen.



  Wenn der Kühlbelag und bzw. oder die Isolierschicht mit dem hinteren Zigarettenende bündig abschliesst, lässt sich der Herstellungsaufwand dadurch noch weiter verringern, dass zwei Hinterkante an Hinterkante aneinandergrenzende Kühlbeläge bzw. Isolierschichten in einem Arbeitsgang in abgerollter Form aufgedruckt bzw. aufgespritzt werden; beim Teilen des fertigen Zigarettenstrangs muss dann jeder zweite Schnitt durch die gemeinsame Hinterkante gelegt werden.



   Ein Vorteil der beschriebenen Zigarette besteht darin, dass der Raucher seine Aufmerksamkeit nicht mehr während des Rauchens auf die Abbrandlänge richten muss. Kurz nach dem Erlöschen wird den Haltefingern thermisch signalisiert, dass die Griffhand freigemacht werden kann. Das selbsttätige Erlöschen macht eine weitere Tätigkeit überflüssig, die bisher Aufmerksamkeit und Sorgfalt erforderte, nämlich das Ausdrücken der Zigarette. Bei unsorgflältigem Ausdrücken tritt oft ein Nachqualmen auf, das wegen der Zusammensetzung des Endrauchs sehr belästigend ist. Anderseits wird das sorgfältige Ausdrücken von fielen als zeitraubend und unästhetisch empfunden und erhöht den Aufwand beim Reinigen der Aschenbecher.

   Schwerwiegender ist die Unterbindung der Brandschäden und Inbrandsetzungsgefahren, die bisher durch das Fallenlassen brennender Zigarettenreste oder beim Austreten derselben hervorgerufen worden sind. Nach den Statistiken der Brandversicherungsanstalten werden durch Zigaretten weitaus mehr und grössere Brandschäden verursacht als durch andere Rauchwaren. Eine selbsterloschene Zigarette kann dagegen auf beliebigen, sogar auf leichtentzündlichen Unterlagen abgelegt werden und macht ein Ausdrücken oder Austreten überflüssig.  



   Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Zigarette besteht darin, dass das Selbsterlöschen in einer vorgewählten Sollzone ein zu weites Abrauchen zuverlässig verhindert. Es ist allgemein bekannt, dass ein zu weites Abrauchen mit erhöhten Gefahren für die Gesundheit verbunden ist. Weniger bekannt ist, dass gewisse   Filterzigaretten    bei zu weitem Abrauchen den Glutkegel verlieren, wodurch Brandschäden und Inbrandsetzungen Vorschub geleistet wird. Ferner liefern einige Filterzigaretten beim Ansengen des Filters gesundheitsschädliche Zersetzungsprodukte, die die Umgebung belästigen oder gar versehentlich vom Raucher eingesogen werden.



   Durch die beschriebenen Vorteile, die den Rauchgenuss, den Rauchkomfort und die Inbrandsetzungssicherheit betreffen, ergibt sich insbesamt ein erhöhter Gebrauchswert der Zigarette. Wesentlich ist dabei der Umstand, dass diese Vorteile ohne spürbare Mehrkosten und ohne Änderung der Abmessungen, des Aussehens und der übrigen Eigenschaften der Zigarette erzielbar sind. Das als Werkstoff für die Kühlbeläge bevorzugte Leichtmetall übt auch bei längerer Lagerung keinen schädlichen Einfluss auf die Tabakfüllung aus und ist physiologisch völlig unbedenklich. Der sehr geringe Bindemittelanteil der Druckpaste wird beim Selbsterlöschen nur zu einem verschwindenden Teil verbrannt. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Selbsterlöschende Zigarette mit oder ohne Filter, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Zigarette ein einoder mehrteiliger, im wesentlichen rohrförmiger Kühlbelag (5, 105, 2052 305, 405) vorhanden ist, der als Kondensationskörper für die kondensierbaren Rauchbestandteile ausgebildet ist, so dass der Glutkegel bei Berührung mit dem Kühlbelag (5, 105, 205, 305, 405) und dem darauf abgc- schiedenen Kondensat abkühlt, und dass der Wärmefluss vom vorderen Ende des Kühlbelags (5, 105, 205, 305, 405) zur äusseren Begrenzung der Griffzone der Zigarette an mindestens einer Stelle gehemmt ist.

   II. Verfahren zur Herstellung der Zigarette nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein flaches Band mit einer metallhaltigen Druckfarbe bedruckt bzw. bespritzt wird, so dass ein Kühlbelag (5, 105, 205, 305, 405) gebildet wird und dass das Band zur Bildung von Zigarettenhülsen so gebogen wird, dass der Kühlbelag innen zu liegen kommt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Zigarette nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des vorderen Endabschnitts des Belags (5, 105, 305) entgegen der Abbrandrichtung abnimmt (Fig. 1, 2 und 5).

   2. Zigarctte nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Endabschnitt des Belags (5, 205) Randaussparungen aufweist, wobei die zwischen den Randaussparungen stehenbleibenden Teile dem Belag (5, 205) vorgelagerte Kühlfinger (8, 208b) bilden (Fig. 1 und 3).

   3. Zigarette nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kühlfinger (8) entgegen der Abbrandrichtung abnimmt (Fig. 1).

   4. Zigarette nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbelag (5, 105, 305, 405) im Abstand von seinem vorderen Ende mindestens eine im wcsentlichen quer zur Abbrandrichtung verlaufende Schwächungslinie (6, 106, 306, 406) aufweist (Fig. 1, 2, 5 und 6).

   5. Zigarette nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Belags (5, 105, 205, 305, 405) unter 0,3 mm liegt und dass die axiale Länge des Bereichs, in dem der Wärmefluss gehemmt ist, zwischen 0,5 und 8 mm beträgt.

   6. Zigarette nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbelag (205,405) mindestens in der Griffzone durch eine Isolierschicht (207, 407) aus einem Werkstoff geringer Wärmeleitfähigkeit überdeckt ist (Fig. 3, 4 und 6).

   7. Zigarette nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Kühlbelags (5, 105, 205, 305, 405) rauh ist.

   8. Zigarette nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbelag (5, 105, 205) mit Kühldurchbrüchen (4, 104, 204) versehen und dass die Hülse (1) der Zigarette mindestens im Bereich der Kühldurchbrüche (4, 104, 204) luftdurchlässig ist, so dass der Kühlbelag (5, 105, 205) beim Mitansaugen von Nebenluft gekühlt wird (Fig. 1, 2 und 4).

   9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufdrucken bzw. Aufspritzen des Kühlbelags (405) eine Isolierschicht (407) auf das flache Band aufgedruckt bzw. aufgespritzt wird.

   10. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 9, wobei sich der Kühlbelag und/oder die bzw. eine Isolierschicht bis ans hintere Zigarettenende erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hinterkante an Hinterkante aneinandergrenzende Kühlbeläge bzw. Isolicrschichten in einem Arbeitsgang auf das flache Band aufgedruckt bzw. aufgespritzt werden, wobei jeder zweite Schnitt beim Teilen des fertigen Strangs durch die gemeinsame Hinterkante gelegt wird.