DE1298029B

DE1298029B - Filterstoepsel fuer Tabakwaren, insbesondere fuer Zigaretten

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Publication number: DE1298029B
Application number: DEE28720A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Adolf; Mueller
Original assignee: E R T DE RECH S Ets
Current assignee: E R T DE RECH S Ets
Priority date: 1965-01-11
Filing date: 1965-02-18
Publication date: 1969-06-19
Also published as: DE1532148A1; GB1115485A; GB1118156A; CH468797A; CH466778A; BR6679018D0; NL6605710A; BE679657A; OA02054A

Description

der für sich bekannter Merkmale:

a) Der Filterstöpsel stellt einen Abschnitt eines endlosen, beliebig unterteilbaren Filterstrangs dar;

b) der Filterstöpsel weist eine rauchdurchlässige Füllung auf;

c) in der Füllung sind ein bis fünf axial "durchgehende Rauchkanäle eingebettet, wobei der freie Strömungsquerschnitt jedes der Rauchkanäle eine Größe aufweist, derart, daß der Effekt der Koagulation von Rauchbestandteilen auftritt. '.""■" ■

Vorzugsweise sollen die Kapillarkanäle einen

Stöpsel eine Blende oder Kulisse mit einer engen io ist der erfindungsgemäße Filterstöpsel für Tabak-Öffnung für den Räuchstrom auf; eine Maßnahme", rauch gekennzeichnet durch die Kombination folgendie auch bei Zigarettenhaltern oder Tabakpfeifen
(USA-Patentschriften 2 511898, 2686524, 2954772,

2 954 779, - ■ 2 954 780, 2 954 783,' 2 954 784,

3 010 458; britische Patentschrift 639 174) in vielen 15
Varianten beschrieben ist. Durch eine derartige enge
Blendenöffnung oder eine entsprechend starke Verengung des Strömungsquerschnitts soll der Rauchstrom beschleunigt werden, um mit möglichst hoher
Geschwindigkeit gegen eine Querwand zu prallen, 20
auf welche Weise eine Abscheidung der im Rauch
enthaltenen festen und flüssigen Partikeln an dieser
Prallfläche bewirkt wird, ähnlich wie in großem Maßstab bei mechanischen Staubabscheidungsapparaturen (Zyklonen und Windsichtern) üblich. Auch die 25 freien Strömungsquerschnitt im Bereich vorzugsweise sogenannte Venruri-Wirkung solcher engen Öffnun- von 0,1 bis 0,3 mm² aufweisen; die Kapillarkanäle gen wird benutzt, um in einem Hohlraum strom- können auch über Öffnungen in ihren Wandungen abwärts von der Öffnung¹ eine Ausscheidung fester ·^Λ mit dem sie umgebenden Material in Verbindung und flüssiger Partikeln aus dem Rauchstrom zu er- .stehen. Dieses die rauchdurchlässige Füllung bilzielen. Die durch solche mechanischen Mittel erziel- 30 dende Material kann aus zusammengerafften Papierbare Abscheidung unerwünschter Partikeln aus dem bahnen oder Fasersträngen bestehen. Solche Mate-Rauchstrom kann recht wirksam sein, insbesondere rialstränge können vorteilhäfterweise zwei Stränge bei geeignet dimensionierten Abscheidereinsätzen in . mit halbkreisförmigem Querschnitt und hohlkehlen-Zigaretterihaltern und Tabakpfeifen; für Filterstöpsel artiger Ausnehmungen für die Rauchkanäle bilden in Zigaretten konnten sich aber solche mechanischen 35 oder aus mehreren sektorförmigen Strängen beAbscheider in der Praxis kaum durchsetzen, weil die stehen. Natürlich kann ein Filterstöpsel der genannbekannten Ausführungsformen den bei der maschinel-

len Massenproduktion von Zigaretten gegebenen Voraussetzungen nur unzureichend entsprechen.

Bekanntlich werden Zigaretten mit Filtern in kornpikierten Automaten produziert, denen die Filterstöpser in Form von Filterstäben mit mehrfacher, beispielsweise sechsfacher Stöpsellänge. zugeführt werden. Bei einem Filterstöpsel von beispielsweise

11 mm Länge werden einem viel verwendeten Typ 45 stöpseln bekannter Bauart die" Möglichkeit einer von Zigarettenautomaten die Filterstäbe mit einer Geschmacksbeeinflussung des Rauches auf, da sich Länge von 66 mm zugeführt und dann im Automaten dieser aus zwei Komponenten zusammensetzt, nämin Doppelstöpsel von je 22 mm Länge unterteilt, lieh dem durch die Füllung und dem durch die Kaderen jeder beidseits. mit einer-Zigarette vereinigt . pillarkanäle strömenden Teil. Diese beiden Teil- und darin in der Mittelebene durchschnitten wird, 50 ströme weisen Geschmacksdifferenzen auf, verursacht so daß Zigaretten mit je einem Filterstöpsel von durch die unterschiedlichen Abscheidungseigen-11 mm entstehen. Die 66 mm langen Filterstäbe schäften der Füllung einerseits und des Koagulaselbst werden aus einem endlosen Filterstrang in der tionseffekts in deir Kapillarkanälen andererseits. Je gewünschten Länge, abgeschnitten. Es ist offensicht- nach Anzahl und- Querschnitt der Kapillarkanäle lieh, daß die obengenannten Vorschläge für mecha- 55 bzw. deren Zugwiderstand im Vergleich zum Zugnische Abschneider sich kaum eignen, um einen end- widerstand der Füllung kann die Zusammensetzung losen Filterstrang zu erzeugen, von dem dann Filterstäbe abtrennbar sind, die ihrerseits in Doppel- bzw.
Einzelstöpsel unterteilt werden können.

Es sind auch bereits Filterstöpsel mit durchgehenden Längskanälen vorgeschlagen worden (deutsche Gebrauchsmuster 1721654, 1903 934; deutsche Auslegeschrift 1106 228; USA. - Patentschriften 3 081777, 2 954 778, 2 890 703, 2 827 903,

1 605 059; österreichisches Patent 191 783; schwei- 65 beispiel eines erfindungsgemäßen Filterstöpsels,
zerische Patentschriften 48 468, 288 717; britische F i g. 2 eine perspektivische schematische Ansicht

Patentschriften 427 450, 1773; französische Patent- eines Filterabschnitts mit einem einzigen Kapillarschriften 1353 720, 1 365 712), aber diese stellen kanal,

ten Bauart auch in Zwei- oder Mehrfachfiltern verwendet und ihm ein Filterabschnitt üblicher Art oder auch ein Hohlraum vor- oder nachgeordnet werden. Der erfindungsgemäße Filterstöpsel kann nrkontinuierlicher Fertigung aus einem auf üblichen Filtermaschinen erzeugten endlosen umhüllten Filterstrang •in jeder gewünschten Länge hergestellt werden. Außer diesem Vorteil weist er aber gegenüber Filter-

des Rauchstromes aus den zwei unterschiedlich gefilterten Komponenten bestimmt und damit der Geschmack beeinflußt werden.

Die Erfindung ist nachstehend in einer Anzahl von Ausführungsbeispielen an Hand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Von diesen zeigt in vergrößertem Maßstab

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausfuhrungs-

3 4

F i g. 3 die Vorderansicht eines Filterabschnitts mit ist; dabei ist aber zu berücksichtigen, daß eine Ver-

drei Kapillarkanälen, stopfung des einzigen Kapillarkanals während des Ge-

F i g. 4 einen Querschnitt durch einen runden zwei- brauchs vermieden wird.

teiligen Materialstrang mit eingebettetem Kapillar- Ein Ausführungsbeispiel eines Doppelfilterstöpsels

röhrchen, 5 dieser Art zeigt die Fig. 1, wobei der links gelegene

Fig. 5 eine perspektivische Wiedergabe eines in Filterabschnitt hier ein einziges, den Kapillarkanal

drei sektorförmige Materialstränge eingebetteten Ka- bildendes Röhrchen 10 aufweist, das in eine homo-

pillarröhrchens und gene rauchdurchlässige Füllung 11 eingebettet ist.

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Ka- In der Umhüllung 12 ist unmittelbar anschließend pillarröhrchens mit Öffnungen in seiner Wandung. ib an den mit einem Kapillarkanal versehenen Filterab-

Bei dem Ein- oder Mehrfach-Filterstöpsel der in schnitt 10, 11 ein homogener Filterabschnitt 13 ange-Rede stehenden Bauweise ist von den hintereinander ordnet, der beispielsweise aus Azetat- oder Viskoseangeordneten Filterabschnitten mindestens einer mit fasern, aus längsgekrepptem und zusammengerafftem einem oder mehreren Kapillarkanälen versehen, die Papier od. dgl. besteht. Bei einem solchen Filterstöpderart dimensioniert sind, daß der Rauch sie mit 1J5 sei nach Fig. 1 kann auch zwischen den beiden höherer Geschwindigkeit als vor und hinter dem Filterabschnitten ein Hohlraum vorgesehen werden, betreffenden Filterstück durchströmt. Es ist bereits jedoch hat die Erfahrung gezeigt, daß auf einen solseit langer Zeit bekannt (s. das Buch von chen Hohlraum verzichtet werden kann, ohne daß A. Wenush, »Der Tabakrauch«, 1939), daß in merkliche Nachteile entstehen, einem Rauchstrom hoher Geschwindigkeit, etwa bei 20 Bei der Verwendung von nur einem Kapillarkanal 100 m/sec in einer Kapillare eine sogenannte er- in einem Filterabschnitt ist oft erwünscht, die Länge zwungene Koagulation eintritt und ein hoher Pro- des Kapillarkanals größer zu machen als die Länge zentsatz der nicht gasförmigen Komponenten des des Filterabschnitts selbst. In diesem Fall kann, wie Rauches an den Wandungen der Kapillare ausge- in F i g. 2 angedeutet, beispielsweise ein Röhrchen 14 schieden wird. Dieser Effekt der erzwungenen 35 als Kapillarkanal vorgesehen werden, das schrauben-Koagulation ist bereits für Abraummaschinen zur linienförmig um die Längsachse 15 des Filter-Untersuchung von Zigarettenrauch verwendet abschnitte gewunden ist. worden. Ein anderes Aüsführungsbeispiel eines mit Kapil-

Bei einer Filterzigarette mit einem Kapillarkanal larkanälen versehenen Filterabschnitts zeigt die im Filterstöpsel ist hierzu bei der Rauchmenge, die 30 Fig.3. Hier sind drei Röhrchen 16, 17 und 18 im

bei jedem Zug aus einer Zigarette diesen Kapillar- Inneren einer rauchdurchlässigen Füllung 19 des FiI-

kanal durchströmt, ein freier Strömungsquerschnitt terabschnitts angeordnet und bilden drei Kapillar-

von höchstens etwa 0,03 bis 0,75 mm² pro Kapillar- kanäle. Diese Röhrchen können entweder angenähert

kanal zulässig, entsprechend einem Durchmesser von parallel zueinander und parallel zur Achse des Filteretwa 0,1 bis 1 mm bei einem runden Kapillar- 35 körpers verlaufen oder um diese Achse schrauben-

röhrchen. Ein freier Strömungsquerschnitt im Be- linienförmig gewunden oder aber auch miteinander

reich von etwa 0,1 bis 0,3 mm² ist aber vorzuziehen verflochten sein.

und besonders vorteilhaft in bezug auf die erzwun- Bei dem in F i g. 1 schematisch dargestellten Ausgene Koagulation in durchströmenden Rauch, so daß f ührungsbeispiel wird der Doppelfilterstöpsel meist bei runden Kapillarkanälen eine lichte Weite von 40 derart an einer Zigarette angebracht, daß sich der etwa 0,35 bis 0,62 mm bevorzugt wird. Es ist hierbei homogene Filterteil 13 am stromabwärts gelegenen aber zu berücksichtigen, daß bei derartigen Filter- Ende befindet, die Zigarette also eine glatte Endfläche stöpseln durch die erzwungene Koagulation keines_: am Mundstück besitzt. Es ist aber auch möglich, den wegs eine möglichst vollständige Abscheidung aller Doppelfilterstöpsel umgekehrt an der Zigarette anzunicht gasförmigen Rauchkomponenten bewirkt wer- ,45 bringen, den homogenen Filterteil 13 also stromaufden soll, da dann der Geschmack des Zigaretten- wärts anzuordnen, damit die Mündung des Röhrrauches nachteilig beeinflußt werden kann; durch die chens 10 auf der Endfläche des Mundstücks als geeignete Wahl von Anzahl, Länge und Querschnitt Kreisring sichtbar ist; bei geeigneter Farbgebung der Kapillarkanäle kann aber der Abscheidungs- , kann dies aus Werbungsgründen erwünscht sein, wirkungsgrad allen Wünschen angepaßt werden. 50 Bei Verwendung des Doppelfilters mit stromab-Die nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiele wärts gelegenem Filterteil 13 strömt beim Gebrauch derartiger, eine rauchdurchlässige Füllung besitzender der aus der Tabaksäule der Zigarette angesaugte Filterstöpsel mit Kapillarkanälen für erzwungene Ko- Rauch mit hoher Geschwindigkeit durch den dünagulation erfüllen sämtlich die Bedingungen für eine nen Kapillarkanal 10 und dann durch das homogene maschinelle Massenproduktion. Es muß aber darauf 55 Endstück 13. In dem erhält der abgesaugte Rauch hingewiesen werden, daß derartige Filterstöpsel so- eine solche Strömungsgeschwindigkeit, daß im Rauchwohl einzeln als auch zusammen mit vor- oder nach- strom die obenerwähnte erzwungene Koagulation eingeordneten Filterstöpseln üblicher Bauart als Doppel- tritt und ein merklicher Anteil der nicht gasförmigen oder Mehrfachfilter verwendbar sind; auch für diesen Komponenten des Rauchstromes an den Wandungen Zweck sind sie in normalen Zusammensetzvorrichtun- 60 des Kapillarkanals 10 abgeschieden wird. Auch der in gen zu verarbeiten. den homogenen Filterteil 13 eintretende Rauchstrom Bei dem Filterstöpsel nach der Erfindung ist es enthält feste und flüssige, noch nicht abgeschiedene keineswegs erforderlich, daß er eine Vielzahl von Partikeln, aber durch die Wirkung der Koagulation Kapillarkanälen besitzt. Wie Versuche ergeben haben, haben sich die nicht abgeschiedenen Bestandteile zu weist ein Filter mit nur einem einzigen Kapillar- 65 größeren Partikeln vereinigt, so daß beim Hindurchkanal bereits eine ausreichende Abscheidungswir- tritt durch die Füllung 13 auch hierin noch ein merkkung auf, wenn der freie Strömungsquerschnitt des licher Teil dieser Partikeln zurückgehalten werden Kapillarkanals im oben angegebenen Bereich gelegen kann. Es ist vorteilhaft, daß durch den Rauchstrom

selbst die im Röhrchen 10 abgeschiedenen Materialien größtenteils in Richtung auf den homogenen Filterteil 13 bewegt werden, wo sie an der rückwärtigen Stirnfläche der Füllung 11 hängenbleiben oder nach abwärts laufen bzw. aufgesaugt werden.

Wird der im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dargestellte Doppelfilterstöpsel aber umgekehrt, also mit stromabwärts gelegenem Filterteil an der Zigarette angebracht, so kann die Endfläche des Mundstücks bei Verwendung eines reinweißen oder zweckmäßig gefärbten und gut schneidbaren Kunststoffes für das Kapillarröhrchen 10 sowie einer entsprechenden vorzugsweise reinweißen Füllung 11 einen angenehmen Anblick bieten. Solche mit Kapillarkanälen versehene Filterabschnitte können auch als Einzelfilter verwendet werden. Der Durchmesser der Kapillarkanäle muß dann natürlich derart gewählt werden, daß dei Zugwiderstand, den ein solcher Filterstöpsel aufweist, den üblichen Anforderungen entspricht und nicht zu groß ist.

Schließlich kann auch, falls erwünscht, bei einem Filterstöpsel ähnlich der in F i g. 1 dargestellten Bauweise, das Endstück 13 weggelassen werden, so daß der Filterstöpsel einen bis an das rückwärtige Ende verlängerten Hohlraum innerhalb der Umhüllung 12 aufweist, also ein sogenanntes Receß-Doppelfilter entsteht.

Bei den oben beschriebenen Filterabschnitten mit nur einem Kapillarkanal (F i g. 1 und 2) oder mit drei Kapillarkanälen (F i g. 3), kann es vorteilhaft sein, stromaufwärts von diesem Filterabschnitt noch einen kurzen homogenen Filterabschnitt anzuordnen. Hierdurch kann erreicht werden, daß ein Verstopfen der Kapillarkanäle durch eindringende Tabakstückchen vermieden wird.

Bei Filterstöpseln mit Kapillarkanälen kann es vorteilhaft sein, die Innenwandungen der Kapillarkanäle porös zu machen, damit abgeschiedene Flüssigkeiten aufgesaugt werden können. Dies gilt natürlich auch für Kapillarkanäle aus Röhrchen, wie sie bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1, 2 und 3 angegeben sind. Derartige Röhrchen können beispielsweise aus porösen Schaumstoffen oder anderen geeigneten saugfähigen Materialien bestehen. Während derartige saugfähige Wandungen bei den Kapillarkanälen ein rasches Verschwinden abgeschiedener flüssiger Komponenten aus diesen Kanälen bewirkt, ist es zur Erzielung einer möglichst weitgehenden Abscheidung von nicht gasförmigen Komponenten aus dem Rauchstrom auch von Vorteil, wenn die Wandungen der Kapillarkanäle aus einem gut wärmeleitenden Material bestehen, also sich beim Durchgang heißen Rauches möglichst wenig erhitzen. Beispielsweise ist es

ίο möglich, solche Filterabschnitte mit Kapillarkanälen aus Röhrchen herzustellen, die aus dünner Metallfolie bestehen, etwa aus Aluminiumfolie. Auch Röhrchen aus metalllisiertem Papier oder Kunststoff mit einer Innen-Metallisierung zeigen einen entsprechenden Effekt.

An zehn Stück Filterstöpseln der in Fi g. 1 wiedergegebenen Bauart wurden die nachstehend angegebenen Messungen durchgeführt. Der stromaufwärts gelegene Abschnitt hatte eine axiale Länge von 5 mm

so und zwei Kapillarröhrchen aus Kunststoff mit glatten Innenwänden und je 0,5 mm² freier Querschnittsfläche, eingebettet in ein nur wenig rauchundurchlässiges Material (Papier). Der anschließende Filterabschnitt von 10 mm axialer Länge entsprach einem unter der Bezeichnung DICO handelsüblichen Zigarettenfilter aus längsgerilltem, stark zerfasertem und mit Längsrissen versehenem Papier. Zum Vergleich wurde ein homogenes Filter aus dem gleichen DICO-Material von 12 mm axialer Länge verwendet. Die beiden verglichenen Filterstöpsel hatten angenähert den gleichen Zugwiderstand, so daß die Abscheidungswirkungsgrade verglichen werden können und einen Rückschluß auf die Wirksamkeit des Kapillar-Filterabschnitts zulassen.

Die Messungen der Nikotin- und Teerausscheidungen wurden bei -den verglichenen Filtern nach der Methode von H. Staub und H. Furrer vorgenommen, unter Verwendung von filterlosen Zigaretten, die unter der Bezeichnung PALL MALL handelsüblieh sind. Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Werte stellen die Mittelwerte aus den Messungen von zehn filterlosen Zigaretten, von zehn Zigaretten mit Kapillarkanal und von Zigaretten mit dem obengenannten homogenen Filterstöpsel dar.

Zigaretten
ohne Filter

Zigaretten
mit Kapillarfilter

Zigaretten

mit homogenem

Filter

Druckabfall in mm WS bei den f (Anfang)

Rauchzügen in der Abrauchzone J (Mitte)

I (Ende)

Zugdauer in Sekunden

Anzahl Rauchzüge pro Zigarette

Stummellänge

Tabakgewicht verraucht bei 10 Zigaretten in g

Nikotin im Hauptrauch:

von 10 Zigaretten in mg

von 100 g Tabak in g

Nikptinverminderung imHauptrauch durch das Filter

Chloroformlöslicher Teer im Hauptrauch:

von 10 Zigaretten in mg

von 100 g Tabak in g

Teerverminderung im Hauptrauch durch das Filter 230 bis 270
200 bis 240
160 bis 240

1,6

18 bis 20
25
7,91

35,24
0,446

202,0
2,55

280 bis 320
270 bis 300
230 bis 270

1,6

18 bis 20
25
7,89

25,43
0,322

28 0/0

143,6
1,82

29 %

280 bis 300
240 bis 280
230 bis 260

1,6

18 bis 20
25
7,91

26,74
0,339
24%

149,1
1,89

26%

Unterschied zwischen den Mittelwerten in den drei Rauchzonen ist:

Kapillarfilter

Homogenes Filter

Unterschied in mm WS
Unterschied in °/o

Anfang

300

290

3,3

Mitte

285 260 25 8,7

Ende

250 245

2,0

Demnach ist der Zugwiderstand des mit zwei Kapillarkanälen versehenen Filters um etwa 4,7% höher als derjenige des Vergleichsfilters.

-, r	■'Nikotin	Teer '
Kapillarfilter Homogenes Filter Unterschied absolut ... Unterschied in °/o .	-.28 ^: :^: " 24.: • 4-: ■ 16,6	29 ^. 26 . /.' '■ --3 ■-■■ 11,5

mige Bestandteile des durchströmenden Rauches zu absorbieren. Anschließend an diesen selektiv absorbierenden Filterabschnitt ist dann ein homogener Filterabschnitt vorgesehen, der beispielsweise aus Azetatfasern, Viskosefasern, Cellulosefasern oder anderen Faserstoffen besteht, bzw. stark zerfaserte und zusammengeraffte papierartige Materialbahnen enthält. In einem derartigen Dreifachfilter können die drei Filterabschnitte den gewünschten Aufgaben ent-

fp sprechend optimal gestaltet werden. So können die im Rauch enthaltenen, nicht gasförmigen Komponenten durch eine genügende Anzahl bzw. genügend lange Kapillarkanäle im erstgenannten Filterabschnitt abgeschieden werden, während_r der mittlere Filter-

abschnitt zur Absorption einer oder mehrere unerwünschter gasförmiger Komponenten aus dem Rauch eingerichtet ist.. Der letzte Abschnitt dient dann weniger zur Beseitigung unerwünschter Rauchkomponenten, sondern soll lediglich', einen Filterabschluß

#p mit. reinweißer_: und möglichst glatter Schnittfläche bilden. _r,_; : '.,.

Sämtliche' oben beschriebenen Ausführungsbeispiejevon Filtejjstöpseln sind nur, mit einem einzigen, Kapillarkanäle .enthaltenden;:,Filterabschnitt ausge-

stattet. Falls gewünscht,, ist es'natürlich auch möglich, mehr als einen mit KapiJlSrkanälen versehenen Filterabschnitt, hintereinander ip einem "Filterstöpsel anzuordnen, entweder unmittelbar aneinander anschließend oder durch einen Hohlraum oder einen

Der Kapillarfilter weist also eine Abscheidungswirkung auf, die um 11,5 % bei Teer und um 16,6 %
bei Nikotin größer ist als beim homogenen Filter, ein
Ergebnis, das nicht von dem nur um 4,7 % höheren
Zugwiderstand allein verursacht sein kann. Vielmehr 3p Filterabschnitt anderer Bauwelse voneinander ge-• ■ · ■ ■ ~ trennt. Solche Mehrfach-Filterstöpsel können er

wünscht sein, wenn eine möglichst weitgehende Abscheidung von nicht gasförmigen Komponenten aus dem Rauch vorgenommen werden soll.
In der obenstehenden Beschreibung ist bei allen

zeigt sich, daß die Abscheidung durch erzwungene Koagulation in einem Kapillarkanal größer ist als in einem homogenen Filterabschnitt gleichen Zugwiderstands. ' Die Kapillarkanäle in den Filterabschnitten der

artige Röhrchen sind dann vorteilhaft, wenn flüssige Komponenten in größerem Maße ausgeschieden werden, da dieselben dann vom Rauchstrom längs der

sich solche flüssigen Stoffe sammeln können, ohne daß die Gefahr einer Verstopfung der Kapillarkanäle entsteht.

oben beschriebenen Ausführungsbeispiele von Filter- mit Kapillarkanälen versehenen; Filterabschnitten erkörpern nach Fig. 1 bis 3 sind als durchgehende Ka- wähnt oder stillschweigend vpirausgesetzt, daß das näle ohne große Änderungen des freien Querschnitts diese Kapillarkanäle umgebende Material rauchlängs ihrer gesamten Ausdehnung dargestellt. Es köri- durchlässig ist, also nicht der ganze Rauch durch die nen aber auch Röhrchen mit stellenweise vergrößer- 40 Kapillarkanäle strömt, sondern, ein Teil des Rauchtem Strömungsquerschnitt verwendet werden. Der- stromes außerhalb der Kapillärk^näle durch das dieselben umgebende Füllmaterial verläuft, etwa um eine in dem die Kapillaren durchströmten Rauch vollständig abgeschiedene Rauchkomporiente zu

dünnen Kapillarabschnitte entlanggetrieben werden, 45 einem vorbestimmten Prozentsatz beizubehalten. Die bis eine Querschnittsvergrößerung erreicht ist, wo Füllung kann beispielsweise aus einem rauchdurchlässigen Kunststoffschaum bestehen, vorzugsweise können als Füllmaterial aber langsgekrepptes Papier, nichtgewebte Faserbahnen o$er Textilgewebe und

Es sei auch darauf hingewiesen, daß an Stelle der 50 rauchdurchlässige Massen, verwendet werden, um in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 dar- einen Teil des Rauches an den,Kapillarkanälen vorgestellten Kapillarkanäle mit angenähert rundem bei durch das. Füllmaterial strömen zu lassen. Ein Strömungsquerschnitt andere geeignete Querschnitts- derartiges rauchdurchlässiges Füllmaterial ist auch formen verwendet werden können. Beispielsweise dann erwünscht, ,wenn der Rauchstrom mit Aromasind flache Kapillarkanäle ebenfalls geeignet, wenn 55 stoffen, angereichert werden-soll, die in dem die Kader freie Querschnitt im obengenannten Bereich von pillarkanäle umgebenden Material enthalten sind,
etwa 0,03 bis 0,75 mm² gelegen ist. Auch ungleich- Wie bereits oben erwähnt, können die Wandungen

mäßig geformte Querschnitte für die Kapillarkanäle der Kapillarkanäle auch aus porösem oder saugfähisind geeignet. . gem Material bestehen, um abgeschiedene flüssige

Ein Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften drei- fio Partikeln aufsaugen zu können.;Es besteht aber auch teiligen Filterstöpsels besitzt einen stromaufwärts un- die Möglichkeit, die Wandungen mit Öffnungen zu mittelbar an der Zigarette gelegenen Filterabschnitt, versehen, damit der Innenrauin der Kapillarkanäle der Kapillarkanäle aufweist. Stromabwärts folgt un- mit der diese umgebenden Füllung in Verbindung mittelbar ein weiterer homogener Filterabschnitt, der steht. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn dieses Füllbeispielsweise aus einem Trägermaterial besteht, das 65 material aus porösen, saugfähigen,oder absorbierenmit Aktivkohle, anderen körnigem absorbierendem den Stoffen besteht, etwa aus Natur- oder Kunst-Material, speziellen Absorptionsstoffen, wie Tri- fasern, aus saugfähigen oder zerfaserten Papierbahacetin usw., angereichert ist und dazu dient, gasför- nen, aus Schaumstoffen oder porösen Materialien,

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aus absorbierenden körnigen Substanzen wie Aktivkohle und Perlit od. dgl. Durch die Öffnungen sollen nicht nur abgeschiedene flüssige Komponenten aus dem Innenraum des Kapillarkanals leichter beseitigt werden, sondern auch der mit den genannten Stoffen in Berührung kommende Rauch zusätzlich gefiltert oder von unerwünschten Komponenten befreit werden; insbesondere außen befindliche Materialien mit einer spezifischen Absorptionswirkung auf gasförmige Rauchkomponenten sind vorteilhaft, beispielsweise Aktivkohle. Auch eine Tränkung solcher Materialien mit spezifisch absorbierenden Substanzen wie Triacetin, Polydol, Carbawachs, Propylenglykol usw. ist von Nutzen, insbesondere bei Faserstoffen oder Papierbahnen.

Beispielsweise zeigt F i g. 6 ein Kapillarröhrchen 20 mit langgestreckten, schlitzförmigen Öffnungen 21, geeignete zur Einbettung in entsprechende Materialien. Solche mit öffnungen versehene Röhrchen beliebigen Querschnitts können einzeln oder zu meh- ao reren in einen endlosen Filterstrang eingebettet werden.

Bei der Verwendung derartiger mit öffnungen in den Wandungen versehener Kapillarkanäle kann es auch vorteilhaft sein, im Innenraum derselben zusatz- as lieh Leit- oder Prallkörper vorzusehen, etwa spiralig oder unregelmäßig verlaufende Fäden bzw. Bänder oder von den Wandungen abstehende Lappen u. dgl., sowohl zur Ablenkung des Gasstromes auf die öffnungen hin als auch zur Vergrößerung der Wandungsoberfläche.

Das die Kapillarkanäle umgebende Material kann beispielsweise dem Rauchstrom einen höheren Widerstand entgegensetzen als die Kanäle, also nur durch die über die öffnungen mit dem Kapillarinnenraum in Verbindung stehenden Teile wirksam werden. Für manche Zwecke kann es aber auch vorteilhaft sein, daß die Füllung nur einen geringen Strömungswiderstand aufweist, damit über die öffnungen in den Wandungen ein Teil des Rauchstromes den Kapillarinnenraum verlassen, in das äußere Material eindringen und durch dieses weiterströmen kann.

Ein wesentliches Merkmal des Filterstöpsels in allen seinen Ausführungsbeispielen ist es, daß sämtliche Filterabschnitte durch Unterteilung je eines endlosen Filterstranges herstellbar sind. Für die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnten homogenen Filterabschnitte stellt diese Forderung kein Problem dar, und es existieren viele bekannte Methoden zur Herstellung endloser Filterströme aus Natur- oder Kunstfasern, aus Papierbahnen u. dgl. Dagegen bestand bisher kein Bedarf zur Herstellung endloser Filterstränge mit Kapillarkanälen im Innern, so daß geeignete Verfahren hierfür nur für einzelne Ausführungsbeispiele bekannt sind. Insbesondere sind bisher keine Methoden bekanntgeworden, um einen endlosen Strang zur Herstellung von Filterabschnitten zu schaffen, bei welchen ein einzelnes Kapillarröhrchen 10 axial in eine Füllung 11 eingebettet ist. Hierzu können beispielsweise zwei Materialstränge 22 und 23 mit halbkreisförmigem Querschnitt mit den Flachseiten einander zugekehrt zu einem runden Strang vereinigt werden, wie in Fig. 4 angedeutet, wobei gleichzeitig ein Kapillarröhrchen 24 in die in beiden Flachseiten vorgesehene Hohlkehle eingebettet wird. Die beiden Stränge 22 und 23 sowie das Kapillarröhrchen 24 werden von entsprechenden Vorratstrommeln abgezogen, so daß auf diese Weise ein endloser Filterstrang, der in Filterstäbe oder Filterabschnitte beliebiger Länge unterteilt werden kann, entsteht. Als Material für diebeidenhalbrundenStränge 22 und 23 können sowohl Kunstschaum als auch verfestigte und verleimte Faserstoffe, längsgekreppte Papierbahnen u. dgl. verwendet werden. Auf diese Weise können natürlich auch mehrere Kapillarröhrchen, etwa die drei Kapillarröhrchen 16, 17 und 18 der Fig. 3, axial in eine Füllung 19 oder Kapillarenkörper nach F i g. 6 in ein geeignetes Füllmaterial eingebettet werden.

Auch ein dreiteiliger Strang der in F i g. 5 schematisch dargestellten Form ist herstellbar und besitzt, wie aus F i g. 5 ersichtlich, insgesamt einen runden Querschnitt, besteht aber aus den drei sektorförmigen •Teilen 25, 26 und 27, die durch Zusammenraffen von Materialbahnen entstanden sind. Im Zentrum der drei Sektoren befindet sich praktisch koaxial zur Strangachse das Kapillarröhrchen 28. Werden geeignete Materialbahnen benutzt, beispielsweise aus längsgekrepptem Papier oder selbsttragenden gewobenen oder ungewobenen Faserbahnen, so kann gewährleistet werden, daß die Füllungen in den Sektoren 25,

26 und 27 des Stranges einen solchen Strömungswiderstand gegenüber demjenigen des Kapillarröhrchens 28 aufweisen, daß bei einem Filterabschnitt nur ein Teil des gesamten Rauches durch das Kapillarröhrchen 28 strömt. Natürlich besteht auch die die Möglichkeit, an Stelle von zusammengerafften flachen Materialbahnen entsprechende lockere Faserstränge in drei Sektoren 25, 26 und 27 umzuformen, so daß ein endloser Faserstrang entsteht, der in seinem Inneren koaxial zur Strangachse das Kapillarröhrchen 28 aufweist. An Stelle des in F i g. 5 dargestellten einzelnen Kapillarröhrchens 28 können natürlich auch mehrere, eventuell miteinander verflochtene Kapillarröhrchen oder Kapillarkörper symmetrisch zur Strangachse eingebettet werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, die drei Sektoren 25, 26 und

27 aus frisch erzeugten, noch plastischen Kunststoffschäumen zu formen, um einen endlosen Filterstrang mit einer Schaumfüllung und einem oder mehreren zentral angeordneten Kapillarkanälen zu schaffen.

Claims

Patentansprüche:

1. Filterstöpsel für Tabakrauch, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Merkmale:

a) Der Filterstöpsel stellt einen Abschnitt eines endlosen, beliebig unterteilbaren Filterstranges dar;

b) der Filterstöpsel weist eine rauchdurchlässige Füllung auf;

c) in der Füllung sind ein bis fünf axial durchgehende Rauchkanäle eingebettet, wobei der freie Strömungsquerschnitt jedes der Rauchkanäle eine Größe aufweist derart, daß der Effekt der Koagulation von Rauchbestandteilen auftritt.

2. Filterstöpsel nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kapillarkanäle einen freien Strömungsquerschnitt im Bereich vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 mm² aufweisen.

3. Filterstöpsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm ein Filterabschnitt üblicher Art vor- oder nachgeordnet ist.

4. Filterstöpsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm ein Hohlraum vor- oder nachgeordnet ist.

5. Filterstöpsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus zwei Materialsträngen mit halbkreisförmigem Querschnitt und je einer Hohlkehle für die Rauchkanäle besteht.

6. Filterstöpsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus mehreren sek-

torförmigen Materialsträngen besteht, die mit ihren Scheiteln an den Rauchkanälen anliegen.

7. Filterstöpsel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus zusammengerafften Papierbahnen oder Fasersträngen bestehen.

8. Filterstöpsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchkanäle oder öffnungen in ihren Wandungen mit dem sie umgebenden Material in Verbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen