DE1920700A1

DE1920700A1 - Tabakrauch-Filter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1920700A1
Application number: DE19691920700
Authority: DE
Inventors: Berger Richard Malcolm
Original assignee: Cigarette Components Ltd
Current assignee: Cigarette Components Ltd
Priority date: 1968-05-08
Filing date: 1969-04-23
Publication date: 1970-02-19
Also published as: NO130973C; DK142341C; NL6906823A; BR6908617D0; CH507669A; RO54496A; FR2008066A1; FI48523C; DK142341B; NL162828C; BG15534A3; ES366885A1; CA921790A; IL32018A0; IT1056724B; YU108669A; BE732696A; FI48523B; US3533416A; NO130973B

Description

Cigarette Components Ltd., London, Großbritannien

"Tabakrauch-Filter und Verfahren zu seiner Herstellung"

Die Erfindung bezieht sich auf Filter, insbesondere auf Filter für Tabakrauch. Bekannte Filter unterscheiden sich hinsichtlich des Widerstandes gegen einen durch sie hindurchgehenden Luftstrom. Dieser Widerstand wird ausgedrückt als der Druckabfall in cm Ws, wenn Luft bei einem Durchsatz von 17,5 cc/sek. durch das Filter geleitet wird. Die Retention von Tabakrauchfeststoffen wird ausgedrückt als der prozentuale Anteil solcher ^Materialien, die durch das Filter zurückgehalten werden, wenn Rauch einer Zigarette durch dieses gesogen wird. Die Filter, die sich zur Zeit in Massenproduktion befinden, bestehen aus Füllkörperstangen gebundener Fäden oder Fasern, zusammengefassten Papierbahnen oder aus partikelförmigen Absorbierungsmitteln. Druckabfall und Retention solcher Filter sind in etwa proportional zu ihrer Länge. Solche Filter können keine Retention grosser als 55 i° ohne einen über-

009308/109 9

19207QQ

mäßigen "Druckabfall liefern. Filter mit einem innerhalb einer Röhre eingeaclilosn enen laminaren Element mit Membranenj AfclenJc^ elementen oder Sperren, die den Rauch von einer Fläch© dea laminaren Elementes zur anderen leiten, aind bekennt. Solehe filter können eine höhez'e Retention und einen geringeren Druckabfall b.1b übliche kommerzielle Filter aufweisen. Die Zuaammenftigung der Seile eines solchen Filters iat jedoch schwierig und liier ißt der Grund zu sehen, warum aolehe Filter auf j£ommers5iGller Basis nicht r>rodu?ierb worden sind. Brfindungagemäß soll nun ein Filter mit einem laminaren Filterelement geschaffen v/erden, welches eine hohe Retention und einen niedrigen Druckabfall aufweisen aoll, welches wirtechaft-Iicii in der Heratellung is.t; außerdem soll ein Verfahren und eine Yorriehtung zu dessen Herstellung vorgeschlagen werden.

SrfindungsgemäS wird.ein Filterelement für Tabakrauch mit einem axial sich erstreckenden röhrenförmigen, äußeren Element mit einem axial sieh erstreckenden Innenelement vorgeschlagen sowie mit einer axial irarlaufenden, gegen Luft durchlässigen .Wandung, wobei die Anordnung derart ausgebildet 1st-, da.ß in-■ einer axialen Richtung durchgehender Rauch dureh die Viandxuig' das Xnnenelementes treten und hierdurch gefiltert ΐ/erden muß· Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Außenseite der Wandung des Xnnenelementes in Eingriff mit äar Inneafläche des Außenelementes in einer ersten Äxialstelluüg eioh feafindet, bo daß im wesentlichen der axiale Durchgang von "Rauch zwischen den Elementen ausgeaehlossen ist und daß in einer gwöiteß aiiialen Stellmig die Imienflache der Wandung des Iimenelementes in Beriihruiig steht, so daß im wesentlichen der asialsa ■ Durchgang ταη Bauch sv;isehen diesen in dieser zweiten Stellung ausgeschlossen wird» . .

röhrenfarmige Außenelemsnt ist aus einem Material hergestellt, das sine ausreichende Steifigkeit für die Hanahafcunjg

009808/1099 bad

in üblichen Pilterzigmrettenmaschinen.aufweist. Es kann aus Kunststoff, Papier, iappe oder gebundenen Fasern bestehen. Die Wendung dee inneren hohlen Elementes ist aus luftdurchlässigen Materialien, beispielsweise Filterpapier oder gebundenen Fasern, beispielsweise gekräuselten Zellüloseaoetatfaeern, porösem Kunststoff, Kunststoffschaum oder Mischungen aus Papierfasern mit thermoplastischen Fasern, insbesondere Zelluloseacetatfasern gebildet. Umschlossen oder gehalten von dem Material des inneren Elementes können adsorbierende Materialien für die Entfernung des in dampfförmigem Zustand befindlichen Tabakrauchs, beispielsweise aktiver Kohlenstoff oder Materialien zum Aromatisieren dee Bauches vorgesehen sein. Es wird so möglich, ein Tilter mit hoher Retention sowohl für die dampfförmigen Bestandteile und die Tabakrauchpartikel zu erzeugen.

Beispielaweise Ausfiihrungsformen der Erfindung sollen nun an- * hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Figur 1 ein typisches Filter mit einem Teil eines hieran befestigten Tabakstabee zeigt;

Figur 2zeigt eine Vorrichtung zur Bildung des Filters nach der Erfindung;

Figur 3 zeigt einen Filtermaterialetreifen während der Umwandlung in ein inneres Hohlelement;

Figur 4- zeigt eine Stufe in der Produktion eines Paares von Filterzigaretten; die

Figuren 5» 6» 7 und 8 sind perspektivische Darstellungen von drei verschiedenen Formen des inneren !Filterelemente«;

Figur¹ 9 zeigt eine Vorrichtung zur Bildung eines Filtere aus SellxiloBosöetatfäden; und

Figur 1Ö i'.'t eine vergrößerte Darstellung eines Teiles der "Vorrichtung iiach Figur 9.

009808/109 9 ,——■

1920709

• Nach Pigur 1 bestellt ein Teil der Filterzigarette 20 aus einem papierumwiolcelten 'i'abakstab 22 und einem .Filter 30, die miteinander durch eine iiiimcLolückuimvicklung 32 fest verbunden sind. Das Filter 30 beste!A, nua einem röhrenförmigen Außenelement and einem noblen Innenelement 36. Paa Element 34 besteht aus einem Zylinder aus steifem Pa.fi.er der bei der Herstellung von Sigarettenmundstüciven verwendeten Art« Das. Element 36 umfaßt eine luftdurchlässige Röhre, deren Wandung aus gebundenen Zelluloseacetatfaacrn oder, einem der anderen hier beschriebe-? nen J^?iltermaterialien besteht. Bin Endteil 38 1st zylindrisch

" und befindet sich über seinen gesamten Umfang in Eingriff mit der Innenfläche des Außenelementes 34, woöurch im wesentlichen der Durchgang von Rauch an dieser Stelle zwischen den Elementen 34 und 36 verhindert wird. Ein Klebmittel kann verwendet werdenj um den Endteil 38 zu befestigen sowie diesen wirksamer eegen das Teil 34 abzudichten. Integrale Teile 42 des inneren F-I em ent es 36 werden in weiter' unten zu beschreibender Weise ("Gkräuselt oder ^uflammengepreßt, so daß deren Innenflächen in Berührung raiteinam'C-v stehen. Das Iimeneleaient 36 teilt so einen strömungsaufwärts liegenden Raum 40 gegen einen strömungsf:bw£rts liegenden Jiiium 48 ab. Von einem 'fabakstab 22 kommender Tubs krauch tritt in den Hohlraum 40 durch die permeable V^andung cits InnenelGinentes 36 in den Hohlraum 48.' Die Lage des Filters 36 köjm umgekehrt werden, so daß der Hohlraum 48 dem y&l'akstab 22 gegenüberliegt. Die Ränder 44 des zusammengequetschteii. Teils 42 kommen in Kontakt mit der Innenfläche des Außenelementes 34 und tragen üt.au bei, das Innenelement 36 innerhalb des Aufienelemenies 34 zu positionieren und sicherzustellen, daß di.e perre.ible Wandung des Innenelementes 36 zwiooben den Teilen 33 'und 42 für die Rauchfiltratioß zur .Verfii^r;-v-£· steht. Alternative Zusammenquetschformen sind in den Pi-AIrO--' '3, Gz 7 und 8 gonaigt. Die Innenflächen der Wandungen ~-.=e Ll em ent ps 36 r telren bei 42 in Eingriff,, so daß im wesent-

00 9808/1099 ^Bm original.

lichen der Durchgang von Rauch hierzwischen ausgeschlossen ist.

Sie können, wenn es sich hei dem Material der Wandungen wenigstens teilweise um ο trum Fnenuoplaet handelt, gegeneinander ^li^ch Schmelzen "befeauigt werden, und der Teil 42 kann durch ,,,|l<jaleszieruiig undurchlässig gemacht -werden. Im Hinblick auf " qie Erfindung jedoch stehen die Flächen ausreichend in Eingriff , löiteinander, wenn der Hauch so gerichtet ist, daß er im wesent- -.·: pichen durch den Teil 46 dei· Wandung des Elementes 36 tritt, ^!4er zwischen den Teilen 38 und 42 sich befindet. In ähnlicher Weise werden die Teile 38 in ausreichender Weise mit der In-■ nenflache des Elementes 34 in Eingriff gebracht, wenn zwischen diesen ein merklicher Beipaß von Rauch nicht existiert, obwohl eine vollständige- Abdichtung wünschensv/ert erscheint.

In den Figuren 5 und 6 der Zeichnungen sind alternative Zusam- : BeiNiuetsch- oder Kraus elungsforinen des Innenelementes 36 gezeigt. Die dem äußeren Element 34 durch die Y- oder kreuzförmigen Rippen gegebene Abstützung ist besser als die durch die einfacheren, in Figur 1 gezeigten S- oder 2-Zusammenquetschungen gegebene.

In Figur 7 ist eine weitere alternative Aneführungsform des Innenelementes 36 dargestellt worden. Hierbei sind die Seiten-"wandungen des Elemente 36 aus&mmengequetseht oder gefaltet, so daß Rippen belo.üso:.. v/erden, die ,rjchraubenförmig um die Längsachse clea Elementes 36 angeordnet sind. Hierdurch wird im äußeren Element 34 eine gute Abstützung gegeben und der Querschnitt des latin;oren kann, ^ean es aus dünnen Materialien besteht, im wesentlichen kreisförmig gehalten werden.

In Figur 8 ist aiae Av.sfühnuxgsform des Innenelementes mit ei-' nem sich exwelb<ii;-<\(w.\\ Seil 58 und einem geschlossenen, durch

009808/109 9

192070Q

Verdrehen gebildeten Ende "42 dargestellt.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann das innere Element 36 der Figuren 1, 5, 6, 7 und 8 in einer doppelten, beispielsweise durch die gestrichelten Linien dargestellten Form gemacht * eeIn, wobei de* gefaltete Teil 42 in der litt· «wischen den Enden des Filters liegt. Diese Ausführungsform führt zu einem kreisförmigen Ende, welches die Befestigung an eine Zigarette erleichtert und bildet ein kreisförmiges, mit Aussparungen versehenes Ende unmittelbar am Mund, welches von vielen Rauchern bevorzugt wird. Diese Form erleichtert die Einverleibung von Granulaten adsorbierenden oder anderen Materials. Diese können in den Raum um den gefalteten Teil 42 des Innenelementes 36 angeordnet und vr ihrer Stalle durch das Außenelement 34 und die beiden kreisförmigen Enden 38 gehalten werden. Das Material trägt zur radialen Steifigkeit des Filterstabes an diesem Teil seiner Länge bei. "

Das äußere Element 34 kann gevninschteni'alls fortgelassen werden und seine Funktion durch Verwendung einer steifen ?4undstück Umwicklung 32 übernommen werden. Die· Anwendung dies&r Aus-* führungsform ist abhängig davon, ob eine Filterzigarettenmaschine vorhanden ist, die in der Lage ist, in zufriedenstellender Weise das gefaltete Innenelement 36 zu handhaben.

Durch Längung dee Filters kann der Bereich der permeable«. Wandung des Innenelementes 36 vergrößert und der Druckabfall hierdurch verkleinert werden. Zusätzliche Filtermaterialien 52 in Granulatform können innerhalb des Hohlraumes 48 vorgesehen und. hierin durch eine permeable Scheibe 50 gehalten werden, wodurch ein Dreielenentenfilter "bestehend aus dem Innenelement 36 _s dem Material im Hohlraum 48 und der Scheibe 50 geschaffen wird. Solche granulatförmigen Materialien können aus aktivierter Koh-

009808/1099 bad

le, Sllicagel und anderen Absorblerungsmltteln bestehen. Alternativ kann der Hohlraum 48 durch einen Stopfen 51 geschlossen werden, der durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform sind Verfahren und Vorrichtungen zum Bilden von Filterelementen der in Figur 1 gezeigten Art von einem Materialstreifen oder einer Materialbahn dargestellt. Eine Filteraaterlaibahn, beispielsweise aus Papier oder ähnlichem luftdurchlässigen Material kommt von der Rolle 62 und tritt durch eine röhrenförmige Formatkammer 64, wo es in zylindrische Form durch ein endloses Band 66 gebracht wird, so daß eine Röhre 68 entsteht. Die Ränder 70 des Bandes werden durch Überfeppung oder stumpfes Aneinanderfügen - bei 72 dargestellt - verbunden und können aneinander zum Kleben und zum Abdichten durch ein geschmolzenes Kunststoffmaterial gebracht werden, das τ>η einer Düse 74 kommt. Streifen 76 eines Kunststoffmaterials, beispielsweise geschmolzenen Kunststoffs, können an im Abstand vorgesehenen Stellen auf einer Seite der Bahn durch eine reziprokierende, intermittierend wirkende Abgabevorrichtung 78 aufgebracht werden. Die Streifen 76 können mit einem axialen Abstand gleich der Länge eines einzigen Filters oder gleich dem doppelten dieser Länge vorgesehen sein. Die Röhre hat die Streifen so auf der Innenseite. Eine Quetsch- oder Faltbzw. Kräuselvorrichtung 80 besitzt hin- und hergehende geformte Backen innen, die die Röhre 68 in eine Form falten oder quetschen, wie sie in den Figuren 1, 5 und 6 dargestellt ist und den geschmolzenen Kunststoff abdichten, so daß ein kontinuierlicher Stab 86 des gequetschten oder gefalteten Innenelementes bestehend aus gefalteten und hohlen Teilen gebildet wird. Andere Klebmittel beispielsweise heißsiegelnde oder flüssige Klebstoffe können anstatt des geschmolzenen Klebstoffs

- 8 009808/109 9

verwendet werden, wobei in diesem Fall erwärmte Backen in der Palt- oder Quetscheinrichtung 80 (Crimper) verwendet werden, um die Innenflächen der Röhre 68 in Eingriff zu bringen.

Das gequetschte oder gefaltete Element 86 wird dann mit einer Bahn heiß versiegelbaren, von einer Holle 88 kommenden Papiers mittels einer weiteren Formatkammer 90 überwickelt. Das Aggregat besitzt das übliche Antriebsband 92 und eine Heiseinrichtung 96 zur Bildung einer länglichen überlappten und gekleb-

ten Naht, wodurch der Streifen um das Innere Element 86 fest- | gelegt wird. Eine Abschneidevorrichtung 100 teilt die kombinierten inneren und äusseren Elemente 98 in Filterstäbe multipler Länge 102. Diese können vier Filtexäemente umfassen, die in die Doppeleinheit 94 nach Figur 4 unterteilt werden, die befestigt an Tabakstäbe 108 durch eine Mundstücküberwicklung befestigt dargestellt ist. Ein Schnitt längs der Linie 112 trennt die Doppeleinheit mit den Tabakstäben 108 in zwei Filterzigaretten.

Andere Techniken zum Bilden des inneren Elementes aus einer Bahn oder einem Streifen umfassen schraubenförmiges Wickeln. Bei diesem Verfahren, welches im allgemeinen für die Herstellung von Pappröhren verwendet wird, werden ein oder mehsre \ Streifen schraubenförmig gewickelt und an sich überlappenden Teilen aneinander um einen Dorn zum Haften gebracht· Hehr als eine Material schicht kann verwendet werden, es wird so möglich, das innere Hohlelement mit Inneren und äusseren Schienten unterschiedlichen Materials zu erzeugen. So kann beispielsweise die innere Schicht aus einem thermoplastischen Material bestehen und das Abdichten der zusammengequetschten oder gefalteten Teile 42 durch Aufbringung von Wärme erleichtern. Wärme kann zusätzlich verwendet werden, um die thermoplastische Schicht an

_ 9 00 9808/1099

192070Q

die benachbarte Schicht zu binden. Andere Materialien können in eine oder mehrere der Schichten eingebaut werden, um spezifische filternde, chemische oder Geschmackseffekte hervorzurufen.

Das hohle innere Element kann aus einem Laminat geformt werden. Dies ist ein zweckmässiger Weg, um eine thermoplastische Innenschicht nach dem Verfahren der Figur 2 einzuarbeiten. Das Abdichten der Längsränder 70 des Streifens aus Filteraaterial und der gefalteten Teile 42 des inneren Elementes werden in diesem Fall allein durch die Anwendung von Wärme vorgenommen. Das Filtermaterial des Innenelementes kann thermoplastische und nicht-thermoplastische Fasern in Zumischung zueinander enthalten, beispielsweise eine Bahn aus porösem Papier, welches aus Pulpenfasern und sekundärem Zelluloseacetat gebildet ist.

Nach dieser in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liefert eine bekannte Strangstreck- und Plastifizierungsvorrichtung, die durch den Block 130 angegeben ist, ein geöffnetes, gekräuseltes kontinuierliches fadenförmiges Zelluloseacetattau 132 an eine Luftdüse 134, wobei auf die Tauoberfläche etwa 9 $> Triacetin in feinen Tröpfchen verteilt sind. Die ist allgemein in der britischen Patentschrift 933 227 dargestellt; vorgesehen sind zwei kegelstumpfförmige Rohre, die ineinander befestigt sind und wobei an Druckluftausbildung ein Anschluß 136 angebracht ist, der in den Baum zwischen den kegelstumpfförmigen Gebilden und dem Auslaß aus dem Ende 138 reicht, wodurch das Tow 132 mitgezogen wird. Bin nicht-dargestellter Dorn tritt durch die Düse 134 in die Strahldüse 140. Letztere ist im allgemeinen wie in der Britischen Patentschrift 970 817 dargestellt und mit einer Dampfquelle zur Verbindung 142 versehen. Der Dampf tritt in die Bohrung der Strahldüse durch Eadialöffnungen und dient dazu,

- 10 -

009803/1099

192070Q

- ίο. -

die Zelluloseacetatfäden aneinander zu binden, während diese durch den Hingraum zwischen Dorn und Bohrung treten. So wird eine Röhre 156 aus gebundenen Zelluloseacetatfäden geformt. Dieses tritt in eine Palt- oder Preßvorrichtung 144, die einen bfeeizten Raum 146 umfaßt, innerhalb dessen eine die Falteinrichtung 150 nach Figur 10 tragende Kette 148 vorgesehen ist. Jede der Vorrichtungen umfaßt einen Block 152 mit einem Schlitz 154 zur Aufnahme der von der Strahldüse -140 kommenden Röhre 156. Vier federbelastete Gleitformen 158, deren Enden gegen die Röhre 156 gerichtet sind, sind so ausgebildet, daß sie zusammenwirken und die gewünschte Faltungs— oder Quetschform im Rohr erzeugen, beispielsweise die in Figur 6 gezeigte-.-Das Zelluloseacetat fließt unter der Wärme und klebt die Fäden aneinander, wodurch ele geformt werden und ihre gewünschte Gestalt beibehalten. Das gefaltete oder gequetschte, aus der FaIt- Quetsch- oder Kräuselvorrichtung 144 kommende Rohr tritt in die Formatkammer 162 ein, welches von bekannter Bauart ist und einen endlosen, durch eine Trommel 166 getriebenen Riemen 164 umfaßt. Ein Papierstreifen 174 umhüllt die ummantelte oder gefaltete Röhre 160, die nunmehr das hohle Innenelement bildet, um das mit Bezug auf Figur 2 beschriebene äußere Element zu bilden. Eine Abschneidevorrichtung 168 teilt den Stab 170 in Stäbchen 172 einer gewünschten Vielfalt von Filtereinheiten. Um granulatförmiges Material einzuverleiben, wird der Papierstreifen 174 in eine Rinne um das Element 160 herum geformt, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt; die Granulate werden von einem Behälter 176 fallengelassen, so daß sie um das Element 160 herum fließen und den, Raum zwischen diesem und dem Papierstreifen 174 auffüllen. Letzterer wird um das Element 160 gefaltet und mit einer überlappenden und klebeneden Naht durch die Heizeinrichtung 178 gesiegelt, wodurch ein Verbundstab gebildet wird. Die Abschneidevorrichtung 168 wird zeitlich so geregelt, daß nur durch die nicht-gefalteten Teile des Elementes 160 geschnitten wird. .

- 11 009808/1099

In einem Vergleichsversuch wurden Filter der in Figur 1 gezeigten Art aus im Handel erhältlichen luftdurchlässigen Papieren mit unterschiedlichen Druckabfällen hergestellt. Jedes Filter war 25 mm lang und wurde an einen 65 mm langen Tabakstab befestigt. Tafel I vergleicht die prozentuale Retention dieser Filter mit entsprechend bekannten Verfahren hergestellten Filtern. "Myria" ist. ein länglich genutetes Papierfilter; "Acetat" ist ein übliches Filter aus gekräuselten kontinuierlichen Fäden aus Zelluloseacetat. Wie sich zeigt, ist das Retentionsvermögen des Filters nach der Erfindung bei einem gegebenen Druckabfall wesentlich größer.

TAFEL I

Type Druckabfall (cm) # Retention

Erfindung 0,8 64

"Myria" 0,8 18

"Acetat" 0,8 11

Erfindung 2,4 81

"Myria" 2,4 36

"Acetat" 2,4 25

Erfindung 3,6 '93

"Myria" 3,6 '* 47

"Acetat" 3,6 35

Erfindung 4,6 94

"Myria" 4,6 54

"Acetat" .4,6 4I

In Tafel II wird ein Vergleich vorgenouen «wischen eines enteprechend Figur 1 hergestellten Filter alt eine· Obersag aus aktivierter Kohle auf der Innenfläche und einem üblichen Filterstopfen gleicher Länge aus gebundenem Kohlenstoff, der nach dem Stand der Technik hergestellt wurde. Acrolein wird als typische Dampfphasenverbindung gewählt, deren Entfernung aus

009800/1099

Tabakrauch durch das. Filter gibt das Dampfphasenrückhaltevermögen an. Die Erfindung liefert bei einem einzigen Filter bei niedrigem Druckabfall eine hohe Retention der DampplSBenbestandteile mit hoher Retention der Tabakrauchfeststoffe«

Tafel II

Material

Druckabfall

Acrolein Durchs Filter (Hikrogramm)

Gewicht des Kohlenstoffs

(Mikrogramm)

Linters, Pulpe und Kohlenstoff

Gebundenes Kohlestofffilter

1,1 «

1,0

11

19

197

Die Fläche des Filtermaterials, durch welches Rauch in Filter nach der Erfindung gezogen wird, kann variiert werden. Im allgemeinen liegt sie zwischen 3 und 16 cm . Die gepackten Filter nach dem Stand der Technik haben eine Fläche gleich der des

Endes der Zigarette, das ist etwa 0,5 cm · Aufgrund der größeren Fläche kann das Filtermaterial eine größere Packungsdichte» das ist das Volumenverhältnis der Feststoffe im Filtermaterial zum Gesamtvolumen des Materials, aufweisen. Die Packungsdichte kann zwischen 0,1 und 0,4, vorzugsweise bei etwa 0,35 liegen. Eine Packungsdichte dieser Grosse ist bisher nicht für die Filtrierung von Zigarettenrauch angewendet worden. Die Geschwindigkeit des Rauchstroms durch das Filter bei normaler Rauchgeschwindigkeit kann zwischen 2,5 und 5,7 cm/Sek. liegen. Diese viel niedrigere Geschwindigkeit ermöglicht eine wirksamere Filtrierung bei einem gegebenen Druckabfall verglichen mit bekannten handelsüblichen Filtern. Besonders gute Ergebnisse werden mit Filtern eines Durchmessers unterhalb 25 Mikron er-

- 13 -

00 9808/109 9

halten, !Fasern von etwa 14 Mikron Durchmesser haben sich als besonders wirksam herausgestellt, um das innere Element ausreichend 'äteif und retentiv zu machen, während trotzdem ein. brauchbarer niedriger Druckabfall beibehalten werden kann, der nicht wesentlich größer als 6 cm Ws ist.

Day Filter und das Yerfahren zu seiner Herstellung wurden oben beschrieben, insbesondere im Hinblick auf die bevorzugten Materialien und die Vorrichtung. Es zeigt sich jedoch, daß bei einem einfachen Versuch entsprechend den gegebenen Lehren mit den gegebenen Ausführungsformen die Zweckmäßigkeit anderer Materialien zutage tritt. So können beispielsweise andere thermoplastische Fäden und Pasern anstatt Zelluloseacetat verwendet werden, und aus synthetischen Kunststoffen hergestelltea Papier kann das Papier der Ausführungsform nach 3?igur 2 ersetzen. In ähnlicher Weise kann anstelle des Terfahrens der figuren 2 und 9 mit kontinuierlichem Stab ein Yerfahren zur Anwendung gebracht werden, bei dem nacheinander eine durchlässige Röhre geformt wird, diese in Längen geschnitten und diese verformt werden, wodurch ihre Innenflächen in Eingriff gebracht werden.

Patentansprüche

BADORJ©1NAL

Claims

Patentansprüche

1. Tabakrauchfileterelement mit einem axial sich erstreckenden röhrenförmigen Aussenelement, wobei innerhalb diesem ein axial sich erstreckendes hohles Innenelement angeordnet ist, mit einer axial sich erstreckenden Luftdurchlässigen Wandung, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass der in eine Axialrichtung durchgehende Rauch durch die Wandung des_:Innenelementes wandern muss und hierdurch gefiltert werden kann,. dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche der Wandung .des Innenelementes sich in Eingriff mit der Innenfläche des Aussenelementes in einer ersten axialen Stellung befindet, so dass im wesentlichen der axiale Durchlass von Rauch zwischen den Elementen ausgeschlossen wird und dass in einer zweiten axialen Stellung die Innenflächen der Wandung des Innenelementes sich in Eingriff befinden, so dass im wesentlichen jeder axiale Durchgang von Rauch zwischen diesen in dieser zweiten Stellung ausgeschlossen ist.

2. Tabakrauchfilter nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Innenelementes aus einem luftdurchlässigen Material gebildet ist, wie, gegebenenfalls in Kombination: Papier, gebundene Faserbahnen, poröse Kunststoffe, Kunststoffschäume, gebundene laden oder Fasern.

3. Tabakrauch-Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Innenelementes aus gebundenen Fäden oder Fasern aus Zelluloseacetat besteht,

4. Tabakrauch-Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, "gekennzeichnet durch eine Substanz, die aus der Dampfphase des Tabakrauchs Bestandteile entfernt oder dieser Bestand-

00980871099

- 15 -

teile zusetzt, wobei diese Substanz innerhalb des Materials der Wandung dee hohlen Innenelementes umschlossen oder zurück* gehalten wird.

5.) Tabakrauch-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenelement eich in Eingriff mit dem Außenelement an beiden Enden befindet und daß die zweite axiale Stellung zwischen seinen Enden liegt.

6.) Tabakrauch-Filter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine granulatfönnige Substanz zwischen den inneren und äußeren Elementen um die ζ v/ei te axiale Stellung herum zurückgehalten ist.

7.) Sabakrauch-Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die granulatförmige Substanz Bestandteile aus der Dampfphase des Tabakrauchs entfernt oder dieser solcher Bestandteile hinzufügt.

8.) Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten axialen Stellung ein Teil der äußeren Fläche des Innenelementes in der Nähe der Innenfläche des äußeren Elementes liegt, derart, daß dieses gegen radiale Deformation abgestützt let.

9.) Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten axialen Stellung das Innenelement in Fora einer Vielzahl von Rippen gestaltet ist.

10.) Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in Schrauben- oder Spiralform angeordnet sind, deren Durchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des Außenelementes in der zweiten axialen Stellung ist.

009808/1099

11.) Tabakrauch-Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Wandung,

durch die Rauch gesogen wird, zwischen 3,0 und 16_tO cm beträgt. ' ' ·

12.) Tabakrauch-Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Innenelementes aus Filtermaterial besteht, dessen Packungsdichte zwischen 0,1 und 0,4 beträgt.

13.) Tabakrauch-Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial eine Packungsdichte von etwa 0,35 aufweist.

14.) Tabakrauch-Filter nach einem der Ansprüche 11 bis i3» dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Innenelementea Im wesentlichen aus Fasern mit einem Durchmepser von weniger als 25 Mikron besteht.

15.) Tabakrauch-Filter nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser von etwa 40 Mikron aufweisen.

16.) Tabakrauch-Filter nach einem der Ansprüche 11 Us 15t dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall nicht größer als 6 cm WS beträgt. . ,

17.) Verfahren zum Herstellen von Tabakrauchfiltern, wobei, ein luftdurchlässiges hohles Innenelement von einem rohrenförmigen Außenelement umschlossen wird und daß Einrichtungen vorgesehen werden, die Tabakrauch veranlassen, durch die Wandung des Innenelementes zu treten, dadurch gekennzeichnet,

009808/1099

daß eine Röhre aus luftdurchlässigem filtermaterial gebildet wird, diese Röhre verformt wird, derart, daß ihre Innenfläche in Eingriff in der zweiten axialen Stellung gebracht wird, wodurch das Innenelement geformt wird; daß die äußere Fläche des Innenelementes in Eingriff mit der Innenfläche des äußeren Elementes in dieser ersten Axialstellung gebracht wird und daß vor und nach dem Umschließen des Innenelementes durch das Außenelement dieses entweder in der ersten oder der zweiten axialen Stellung durchschnitten wird.

13.) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenelement in der zweiten axialen Stellung geschnitten wird, wenn es bereits in der ersten Stellung geschnitten wurde oder in der ersten axialen Stellung geschnitten wird, wenn es bereite in der zweiten geschnitten wurde. , '^"

19«) Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder beiden dieser axialen Stellung die erfaßten Plächen aneinander mittels eines Klebstoffes befestigt werden*

20.) Verfahren nach Anspruch 17 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre, aus der das innere Element geformt wird, durch einen oder mehrere längliche Streifen luftdurchlässigen Materials hergestellt wird.

21.) Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre geformt wird, indem der Streifen um eine Längsachse gebogen wird, die Längsränder zusammengebracht und gegeneinander zum Haften gebracht werden. ■-...-

22.) Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Streifen in eine Röhre durch schraubenförmiges Wickeln und Befestigen der überlappenden Teile aneinander geformt werden.

009808/1099

23.) Verfahren nach Anspruch 20 - 22, dadurch gekennzeichnet, ,daß ein oder mehrere der Streifen aus thermoplastischem Material bestehen und daß Wärme auf diese zur Bindung des Streifens an einen benachbarten oder überlappenden Streifen aufgebracht wird.

24.) Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Formen des Strei'f ens in eine Röhre dieser mit Querstreifen aus Klebstoff versehen wird.

25.) Verfahren nach einem der Ansprüche 17» 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre, aus der das innere Element hergestellt wird, geformt wird, indem thermoplastische Fäden oder Fasern aneinander gebunden werden.

26.) Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Fasern aus Zelluloseacetat bestehen.

27.) Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Fasern aneinander durch Wärme in Anwesenheit eines flüssigen Weichmachers gebunden werden.

28.) Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre, aus der das innere Element hergestellt wird, kontinuierlich geformt wird, bevor sie durch beheizte Elemente verformt wird, die die Innenflächen in Eingriff in dieser zweiten axialen Stellung bringen, bevor ein Umschließen durch das äußere Element erfolgt.

29.) Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten axialen Stellung das Material der Wandung der durchlässigen Röhre erwärmt und geformt wird, um abstehende Teile mit Rändern zu erzeugen, die nach dem Umschließen

009808/1099

durch «la/ lußenelement in der Wähe der Innenfläche liegen.

3CU) "erfahren nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß die H* .ndung in eine Vielzahl von Rippen verformt wird.

31«) Verfahren nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch direkten Kontakt mit Dampf vorgenommen wird, während die Fäden oder Fasern durch einen Ringraum treten, und daß hernach die so hergestellte Röhre durch beheizte Elemente verformt wird, die das Material der Fäden oder Fasern veranlasst zu fließen.

32*) Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Röhre, aus der das innere Element geformt wird, in Längen geschnitten wird, bevor ihre Innenflächen in Eingriff gebracht werden.

33.) Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Innenelement und dem Außenelement mit granulatform1gern Material gefüllt wird, bevor das Außenelement um das Innenelement geschlossen wird, und daß das Innenelement hernach nur in der ersten axialen Stellung geschnitten wird.

34») Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 17 bis 33, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Formen einer durchlässigen Röhre, einer Einrichtung zum Verformen der durchlässigen Röhre und einer Einrichtung zum überwicJAn dieser verformten Röhre sowie durch eine Schneideinrichtung«

35») Vorrichtung nach Anspruch 34_t dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Formen der durchlässigen Röhre ein

009808/1099 ■*»«»«*■

-20- 192070Q

Aggregat oder eine Garnitur sowie ein endloses Band und einen Antrieb hierfür aufweist. ,

36.) Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die die Röhre "bildende Einrichtung aus einer schraubenförmigen Röhrenwickelmaschine besteht.

37«) Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verformen der durchlässigen Röhre aus beheizten Palt-, Quetsch- oder Kräuselelementen besteht«

38.) Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizten FaIt-, Quetsch- oder Kräuselelemente in einem Block gleitend gelagert sind, der einen Schlitz aufweist, in dem die durchlässige Röhre gelagert und zueamaengequetscht werden kann»

39.) Vorrichtung nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Palt-, Quetsch- oder Krauselelemente durch ein flexibles Element getragen werden, welches diese durch einen beheizten umschlossenen Raum bewegt.

40.) Tabakrauch-Filter, im wesentlichen wie mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

41.) Vorrichtung zur Herstellung von Tabakrauch-Filtern im wesentlichen wie mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

42.) Zigarette mit Tabakrauch-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die mit einem umwickelten Tabakstab verbunden ist,

X-X-X-X-X

009808/1099