DE1632222C - Zigarettenmundstück aus Kunststoff und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zigarettenmundstück aus im Strang verpreßtem Kunststoff, bestehend aus einer hohlen, zylindrischen Hülse von entsprechendem Durchmesser, die an ihrer Innenwand in Längsrichtung verlaufende Rippen trägt, das gekennzeichnet ist durch ein parallel zur Zylinderachse angeordnetes nachgiebiges Stützelement, das die nach innen gerichteten Kanten der Rippen abstützt und dessen Wand wesentlich schwächer gehalten ist als diejenige der Hülse und das sich beim Schrumpfen der Rippen unter Kompensierung des Schrumpfbetrages deformiert, derart, daß die Rundheit der Hülse aufrechterhalten wird.

Femer betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Zigarettenmundstücke durch Strangpressen einer Kunststoffmasse, das weiter unten näher beschrieben wird.

Im Strangpreßverfahren hergestellte Zigarettenmundstückeinsätze aus Kunststoff sind bekannt (deutsche Gebrauchsmuster 1 798 157 und 1 814 375), jedoch handelt es sich dabei um Mundstücke mit Filterwirkung, die entweder einen kompakten oder durchlöcherten »Kernstab« oder einen nach innen nicht abgestützten »Hohlkanal« aufweisen.

Bekannt sind ferner durch Strangpressen hergestellte Einlageröhrchen für Rauchgeräte (Pfeifen, Zigarren- und Zigarettenspitzen), die an den Innenwänden Erhöhungen, Stege oder Rippen aufweisen, um die Absorptionskraft für Verbrennungsrückstände zu erhöhen.

Die Aufgabe des erfindungsgemäßen Zigarettenmundstückes, das auch in seiner Ausführungsform grundsätzlich von den letzterwähnten »Einlageröhrchen« abweicht, ist eine ganz andere. Bekanntlich werden nämlich Raucher von Zigaretten ohne Mundstück manchmal dadurch gestört, daß sie Tabakteilchen vom Ende der Zigarette in den Mund bekommen, insbesondere, wenn die Zigarette dadurch beschädigt worden ist, daß die Packung in der Tasche getragen wurde. Viele Raucher, welche Zigaretten ohne Filtermundstück bevorzugen, benutzen Zigarettenspitzen, um diese Nachteile zu vermeiden. Es wurde auch schon vorgeschlagen, Zigaretten mit Mundstücken zu versehen, welche den Tabak in der Zigarette zurückhalten und eine Trennung zwischen den Lippen des Rauchers und dem Tabak zu bewirken, so daß keine Tabakteilchen die Lippen berühren und dort kleben bleiben können. Allerdings ist bisher kaum eines der vorgeschlagenen Mundstücke vom Verbraucher in nennenswertem Umfang angenommen worden, und ein weiterer Grund hierfür sind wahrscheinlich die hohen Herstellungskosten. So wurden beispielsweise einige Mundstücke geformt aus Streifen durch Zusammenrollen oder Zusammenbiegen; bei der Herstellung von anderen mußten zwei oder mehrere Teile zusammengebracht werden. In beiden Fällen ist für die Herstellung eine besondere Ausrüstung erforderlich, und die Kosten sind relativ hoch.

Durch das erfindungsgemäße im Strangpreßverfahren herstellbare Zigarettenmundstück aus Kunststoff werden die obengenannten Nachteile überwunden. Das erfindungsgemäße Mundstück weist eine innere Stützkonstruktion auf, welche der Außenhülse Starrheit verleiht und die Tabakteilchen daran hindert, sich zu lösen und aus dem Ende der Zigarette herauszufallen. Als Stützkonstruktion sind mehrere sich radial nach innen erstreckende Rippen vorgesehen, die sich in Längsrichtung der Innenwand des Grundkörpers anlegen und gleichzeitig mit diesem durch Strangpressen erzeugt sind. Die nach innen gerichteten freien Kanten der Rippen sind untereinander verbunden durch ein rohrförmiges Verbindungs- und Stützelement mit im Endzustand dreieckigem. Querschnitt, das der Achse der Außenhülle parallel läuft. Dieses die nach innen gerichteten Kanten der Rippen verbindende Element ist wesentlich schwächer gehalten als die Außenhülse, so daß die Unterschiede zwischen Hülse und Rippen im Schrumpfbetrag beim Abkühlen kompensiert werden durch Deformation des Verbindungselements, dessen Querschnitt zunächst vorzugsweise kreisförmig ist, sich beim Abkühlen jedoch durch Schrumpfen ändern kann.

Die Mundstücke werden von einem kontinuierlich ausgepreßten Strang einzeln abgeschnitten. Der Strang wird zunächst derart verpreßt (extrudiert), daß die Dimensionen seiner Teile wesentlich größer sind als die endgültigen Dimensionen des Mundstücks. Das stranggepreßte Werkstück wird der Presse entnommen und bei einer Temperatur, die noch oberhalb des Erstarrungspunktes des Kunststoffes liegt, verstreckt, d. h. in die Länge gezogen, so daß sich sein Durchmesser und die Dimensionen der Stützkonstruktion verrringern. Daraufhin wird das rohrförmige Stück unter Anwendung eines genau eingestellten Gasdrucks derart in Form gebracht, daß sein endgültiger Durchmesser genau demjenigen der Zigarette entspricht. Während der Strang verstreckt und in die richtigen Dimensionen gebracht wird, kühlt er sich ab; dabei verläuft die Abkühlung der zylindrischen Hülse rascher als die der Rippen, die in größerem Umfang schrumpfen als die Außenhülse.

Das stärkere Schrumpfen der Rippen wird jedoch ausgeglichen durch die erwähnte Deformation des den Kern des Strangs bildenden hohlen Stützelements.

Aus der Möglichkeit, das erfindungsgemäße Zigarettenmundstück durch Strangpressen herzustellen, ergeben sich wichtige Vorteile. Vor allem gestattet das Strangpressen die Herstellung der Mundstücke mit hoher Geschwindigkeit und sehr geringen Kosten für das Einzelstück, so daß die Gestehungskosten der Zigarette kaum erhöht werden. Die zur Herstellung von Filterzigaretten üblichen Vorrichtungen können dann dazu verwendet werden, die erfindungsgemäßen Mundstücke an die Zigaretten anzubringen. Dadurch, daß der verbindende Teil der Stützkonstruktion schwächer gehalten ist als die Hülle, wird der Strang, aus dem dann die einzelnen Mundstücke geschnitten werden, schon beim Verpressen in einwandfrei runder Form anfallen, ohne daß eine kostspielige Kontrolle notwendig wird. Gewisse Schwankungen in der Abkühlgeschwindigkeit, welche das Schrumpfen der radialen Rippen beeinflussen könnten, werden aufgefangen durch die erwähnte Deformation des Stütz- bzw. Verbindungselements.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Zigarette, in die ein erfindungsgemäßes Kunststoffmundstück eingearbeitet ist,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das in der Zigarette nach Fig. 1 verwendete Mundstück, wie es beim Strangpressen aus der Form kommt.

F i g. 3 einen Querschnitt des Mundstücks nach F i g. 1 im Endzustand,

F i g. 4 eine Übersicht über die einzelnen Stadien des Herstellungsvorgangs und

F i g. 5 in perspektivischer Darstellung eine Zigarette, in die außer dem erfindungsgemäßen Kunststoffmundstück noch ein Filter eingebaut ist.

Die in F i g. 1 dargestellte Zigarette 10 besteht aus dem üblichen langgestreckten, zylindrischen Grundkörper aus Feinschnittabak, der von einem Zigarettenpapier umhüllt ist. Das erfindungsgemäße Kunststoffmundstück 12 schließt sich unmittelbar an das Ende des Tabakstranges an und ist an der Zigarette befestigt durch einen Streifen 14 aus Mundstückpapier, der um das Mundstück und um den Endteil der Zigarettenhülle herumgelegt und dort befestigt ist. Gegebenenfalls kann zwischen de-r Zigarette 10 und dem Mundstück 12 ein Filterelement eingebaut sein, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist; allerdings ist das erfindungsgemäße Mundstück im allgemeinen für Zigaretten ohne Filter bestimmt.

Das in den'Fig. 2 und 3 dargestellte Mundstück hat über die gesamte Länge des Strangs den gleichen Querschnitt und besteht aus einer dünnwandigen, zylindrischen, rohrförmigen Außenhülse 16, deren Durchmesser im Endzustand demjenigen der Zigarette 10 gleich ist, und einer Stützkonstruktion im Inneren der Hülse, die ihrerseits aus mehreren im Querschnitt radial verlaufenden Rippen 18 und einem elastischen, rohrförmigen und im allgemeinen im Endzustand dreieckigen inneren Verbindungs- und Stützglied 20 besteht, das sich koaxial mit der rohrförmigen. Hülse 16 erstreckt. Das Material, aus welchem der Strang bzw. die einzelnen Mundstücke hergestellt sind, ist vorzugsweise ein Polyäthylen von niedriger Dichte (z. B. vom spezifischen Gewicht 0,92), jedoch können auch beliebige andere Kunststoffe verwendet werden.

Wie aus einem Vergleich der F i g. 2, 3 und 4 hervorgeht, ist sowohl bei der äußeren Hülse wie bei der inneren Stützkonstruktion in dem zunächst verpreßten Strang der Querschnitt wesentlich größer als derjenige des fertigen Mundstücks (Fig. 3); er ist unter Umständen doppelt so groß. Nach dem Verpressen wird das Extrudat dann auf einer geeigneten Vorrichtung verstreckt, bis die endgültigen Dimensionen ungefähr erreicht sind. Die genaue Anpassung des Stranges wird dann noch durchgeführt mit Hilfe z. B. eines Vakuumverformers oder dadurch, daß man im Inneren des Stranges einen Überdruck erzeugt. Bei Linearpolyäthylen verwendet man beispielsweise Preßluft unter einem Druck von etwa 5 kg/cm², während für Polyäthylen niedriger Dichte (spezifisches Gewicht 0,92) ein Druck von etwa 0,35 kg/cm² ausreicht.

Während des Verstreckens und der Formgebung kühlen sich die Rippen 18' und das Verbindungselement 20' langsamer ab als der Hülsenkörper 16' und schrumpfen daher etwas stärker, als dies dem Engerwerden der Hülse entspricht. Die Unterschiede im Schrumpfbetrag werden jedoch kompensiert durch die Deformation des ursprünglich zylinderförmigen Elements 20' zur Dreiecksform, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist.

Wenn der verstreckte Strang auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes des Kunststoffes abgekühlt ist, kann er in zum Versand und zur Lagerung geeignete Stücke geschnitten oder auch auf eine Walze aufgerollt werden. Gegebenenfalls können selbstverständlich auch gleich nach dem Erstarren die einzelnen Mundstücke geschnitten werden, obwohl es zweckmäßiger ist, das endgültige Schneiden gleichzeitig mit der Einarbeitung der Mundstücke in die Zigarette vorzunehmen. Die Strangpreßtechnik ermöglicht eine genaue Kontrolle der Einheitlichkeit der Mundstücke in ihrer Form und Größe. Durch die besondere Ausbildung der Stützkonstruktion und auf Grund der stärkeren Schrumpfung der Stützelemente wird erreicht, daß der Strang genau zylindrisch bleibt. Andererseits können Schwankungen in

ίο den Arbeitsbedingungen¹, besondere Temperaturschwankungen beim Abkühlen oder bei anderen Bearbeitungsstufen, Unregelmäßigkeiten in den Dimensionen verursachen. Es ist daher ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß ein deformierbares Element in der Stützkonstruktion der Mundstücke vorgesehen ist.

Ein weiterer Vorteil des deformierbaren Mittelteils besteht darin, daß er eine sozusagen stoßdämpfende Funktion erfüllt. Obgleich der eigentliche Zweck der Rippen darin besteht, der Hülse die notwendige Starrheit zu verleihen, wäre für den Raucher eine allzu große Härte des Mundstücks unerwünscht, weshalb dieses vorzugsweise eine gewisse Nachgiebigkeit oder Geschmeidigkeit besitzt. Gerade das deformierbare Verbindungsglied der Rippen ermöglicht es, daß das Mundstück beim Rauchen radial etwas zusammengedrückt wird und nicht starr ist, sondern eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist, die den Bedürfnissen des Rauchers entgegenkommt. Ein weiterer Weg, um die gewünschte Geschmeidigkeit hervorzurufen, besteht darin, daß man die Anzahl der Rippen 18 derart beschränkt, daß sie verhältnismäßig weit auseinanderliegen, und daß man eine ungerade Anzahl Rippen verwendet. Eine gerade Anzahl Rippen würde zu starren Querschnittsflächen führen, wobei das Mundstück allenfalls in gewissen Richtungen nachgiebig wäre. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Mundstück drei radiale Rippen, die gegenseitig einen Winkel von 120° bilden, jedoch sind beispielsweise fünf Rippen ebenfalls sehr gut geeignet, und ein derartiges Mundstück kommt nahe an die optimalen Bedingungen heran.

Nach seiner Einarbeitung in die Zigarette, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, erfüllt das Mundstück 12 mehrere verschiedene Funktionen. Zum ersten erteilt es dem Zigarettenende eine gewisse Festigkeit und verhindert, daß der Tabak sich löst, wenn die Zigarettenpackung längere Zeit in der Tasche getragen wird. Außerdem bietet das Mundstück der Lippe des Rauchers eine angenehme Oberfläche, die feuchtigkeitsbeständig und so stark ist, daß die Zigarette bequem zwischen den Lippen gehalten werden kann, trotzdem aber elastisch genug bleibt, um einen Druck auf die Lippen des Rauchers auszuüben. Insbesondere stützen die Rippen und der Mittelteil 20 das Ende des Tabakstranges in der Zigarette 10 und verhindern,, daß sich Tabakteile lösen und ausfallen. Das Mundstück hält den Tabak in der Zigarette in so großem Abstand von den Lippen des Rauchers, daß weder der Tabak feucht wird, noch die Lippen mit dem Tabak in Berührung kommen und Tabakteilchen aufnehmen.

Beispiel

Ein erfindungsgemäßes Mundstück der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform wird hergestellt aus niedrigmolekularem Polyäthylen (spezifisches Gewicht 0,92) mit folgenden Enddimensionen,

Claims (1)

5 6 die etwa 30?/o geringer sind als die ursprünglichen Patentansprüche: Dimensionen des Stranges:

1. Zigarettenmundstück aus im Strang verpreß-

Gesamtdurchmesser 0,775 cm tem Kunststoff, bestehend aus einer hohlen,

Dicke- der Hülsenwand 0,030 cm ⁵ zylindrischen Hülse von entsprechendem Durch-

messer, die an ihrer Innenwand in Längsrichtung

Inneres Stützglied 20 (Seitenlänge des verlaufende Rippen trägt, gekennzeichnet

gleichseitigen Dreiecks) . 0,183 cm d u r c h ein parallel zur Zylinderachse angeord-

,. ,„_Λ/ ,,. , s „„,,„ netes nachgiebiges Stützelement (20), das die

Inneres Stützglied 20 (Wanddicke) ... 0,020 cm _{10 nach innen gerichtete}n Kanten der Rippen (18)

Wanddicke der Rippen 0,020 cm abstützt und dessen Wand wesentlich schwächer

«- *i·· λ -κλ a *·· ι ι cn ~ gehalten ist als diejenige der Hülse, und das sich

Gesamtlange des-Mundstuckes 1,50 cm f> . _p , , ^J, ⁶ _π. . ' „

^ö beim Schrumpfen der Rippen unter Kompensierung des Schrumpfbetrages deformiert, derart,

In F i g. 5 ist eine mit einem erfindungsgemäßen ₁₅ daß die Rundheit der Hülse aufrechterhalten

Mundstück ausgerüstete Zigarette dargestellt, in die wird.

außerdem noch ein Rauchfilter eingearbeitet ist. Der 2. Verfahren zur Herstellung von Zigaretten-Filtereinsatz 35 besteht wie üblich aus faseriger rege- mundstücken nach Anspruch 1 durch Strangpresnerierter Zellulose oder anderen synthetischen, natür- _Sen einer Kunststoffmasse, dadurch gekennzeichlichen oder mineralischen Fasern oder Gemischen aus _{20 n}et, daß man die Masse derart verpreßt, daß der solchen, und sitzt zwischen dem erfindungsgemäßen Preßstrang die Form eines Hohlzylinders mit Mundstück 36 und dem Tabakstrang 37. Die Papier- wesentlich größerem. Querschnitt als die Zigarette hülle 38, die den Filterkörper 35 und das Mundstück annimmt, in welchem ein durch sich radial nach 36 umschließt, kann mit mehreren Reihen 39 von innen erstreckende Längsrippen abgestützter kleifeinen Perforationen versehen sein, so daß die Luft 25 nerer Hohlzylinder angeordnet ist, worauf man zwecks Kühlung des Tabakrauches und Kondensation dieses Gebilde in der Wärme auf einen dem der entsprechenden Rauchbestandteile einströmen Querschnitt der Zigarette ungefähr entsprechenkann. Die Perforation muß so fein gewählt werden, den Querschnitt verstreckt, es dem Zigarettendaß kein Rauch austreten kann, jedoch müssen die querschnitt genau anpaßt, indem man einen Löcher groß genug sein, daß während des Rauchens _3O Druckunterschied zwischen dem Inneren des Luft eindringen kann; der Lochdurchmesser beträgt Hohlzylinders und seiner Umgebung bewirkt, und etwa 30 bis 80 μ. . den während oder nach diesem Vorgang abge-

Eine innere Hülle 40 für den Filtereinsatz kann aus kühlten Strang zu Stücken entsprechender Länge

perforiertem oder porösem Papier bestehen. zerkleinert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen