DE2342014B2 - Filter, insbesondere fuer tabakrauch, materialblatt zur herstellung eines solchen filters, verfahren zur herstellung eines solchen filters und mit einem solchen filter versehene zigarette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter, insbesondere für Tabakrauch, in Form eines Filterstäbchens, das aus einem blattförmigen, zusammengewickelten, porösen Filtermaterial besteht, das auf einer Seite des Blattes über einen Teil der Oberfläche mit einem Material beschichtet ist, das die Filterwirkung beeinflußt.

Nach der deutschen Auslegeschrift 15 32 138 ist ein Filter der vorgenannten Art bekannt. Bei diesem ist eine Unterlage in Form eines Papierstreifens mit ein oder zwei Substanzen beschichtet, die als Längsstreifen oder Querstreifen aufgebracht sind und die die Filterwirkung auf den Tabakrauch verstärken oder erganzen. Zugleich wird aber durch die Beschichtung der Unterlage das Druckgefälle der Tabakrauchströmung durch das Filter hindurch wesentlich erhöht, was beim Rauchen unerwünscht ist.

Nach der US-Patentschrift 27 85 681 ist ein an einer Ziearette anzusetzendes Filierstäbchen bekannt, das wird, während dab auf das Filtermaterial aufgebrachte Material geschmolzen wird, wobei mindestens ein Absperrband geschaffen wird, das eine Hohlraumschicht von einer anderen Hohlraumschicht trennt und mindestens eine Scheibe, die das eine Ende der inneren axial verlaufenden Hohlraumschichten verschließt und die äußeren peripheren Hohlraumschich-

ten offenläßt, mit mindestens einem in axialem Ab- rungsform eines Filterstäbchens nach der Erfindung

stand von der Scheibe befindlichen Ring verbindet, der in abgewickeltem Zustand, wobei ein Pfeil die Wickel-

die äußeren peripheren Hohlraumschichten sperrt und richtung angibt,

die inneren axial verlaufenden Hohlraumschichten F i g. 9 schematisch eine Ansicht dieser Ausfüh-

offenläßt, wonach das verschmolzene Röhrchen an 5 rungsform, wobei das Filterstäbchen in gewickeltem

vorgegebenen Stellen seiner Längsrichtung zu einer Zustand dargestellt ist und Pfeile den Strömungsweg

Reihe von Filterstäbchen zerschnitten wird. des Rauchs anzeigen,

Das Filtermaterial kann zweckmäßig Eaton-Dike- F i g. 10 eine Draufsicht auf eine weitere Ausfüh-

man Grade 615-Filterpapier sein, das in Streifen von rungsform eines Filterstäbchens nach der Erfindung

je 30 X 70 mrn zugeschnitten wird. ¹Q in abgewickeltem Zustand, wobei ein Pfeil die Wickel-

Das schmelzbare undurchlässige Material kann richtung angibt,

Siegellack sein, der geschmolzen und auf die Filter- F i g. 11 schematisch eine Ansicht der Ausführungspapierstreifen aufgebürstet wird. Nach Erhärtung des form nach F i g. 10, wobei das Filterstäbchen in geSiegellacks wird der Filterpapierstreifen zu einem wickeltem Zustand dargestellt ist und Pfeile den Weg 30 mm langen Röhrchen mit einem Umfang von 15 des Rauchs andeuten,

25 mm spiralig aufgewickelt, dann auf 100°C erhitzt, F i g. 12 eine Draufsicht auf eine Bahn aus blatt-

wobei der Siegellack schmilzt, den man dann sich förmigem Werkstoff mit nach einem vorgegebenen

wieder abkühlen läßt. Muster angebrachten undurchlässigen Material, wobei

Statt Siegellack kann man als das schmelzbare un- die Bahn zur Herstellung einer Vielzahl von Filterdurchlässige Material eine Polyäthylenfolie verwenden, »ο stäbchen nach der Erfindung bestimmt ist und Pfeile das in Form dünner Streifen auf das Filterpapier auf- die Wickelrichtung und die Vorschubrichtung der gebracht und auf mehr als 13O⁰C erhitzt wird. Bahn andeuten,

Ferner kann das schmelzbare undurchlässige Ma- F i g. 13 schematisch die in Rohrform gewickelte

terial sogenanntes Parafilm-Material der Firma Ma- Bahn nach F i g. 12 und

rathon sein, das in Form dünner Streifen bei 70°C auf 25 Fig. 14 eine abgeänderte Ausführung und Anord-

das Filterpapier aufgebracht wird. nung einer blattförmigen Bahn aus Filtermaterial mit

Statt einzelne zugeschnittene Filterpapierblätter mit nach einem vorgegebenen Muster angebrachten undem Muster aus schmelzbarem undurchlässigem Ma- durchlässigem Material, wobei die Bahn zur Herterial zu versehen, kann man das Filtermaterial in stellung einer Vielzahl von Filterstäbchen gemäß der Form einer fortlaufend vorgeschobenen Bahn zu- 3° Erfindung dient und Pfeile die abgeänderte Anordnung führen, auf die fortlaufend ein Muster aus dem der Bahn-Vorschubrichtung in bezug auf die Wickelschmelzbaren Material aufgebracht wird und die quer richtung zeigen.

zur Vorschubrichtung in Blätter zerschnitten wird, aus F i g. 1 bis 7 zeigen eine Ausführungsform eines denen je ein Filterstäbchen gewickelt wird. Dabei kann gewickelten Filterstäbchens. In dem gezeigten Fall die Wickelrichtung entgegengesetzt der Vorschub- 35 einer besonderen praktischen Anwendung ist das richtung der Bahn oder senkrecht zu dieser Vorschub- Filterstäbchen 20 in eine Zigarette nach F i g. 1 einrichtung verlaufen. gebaut. Der vordere Teil der Zigarette enthält Tabak

Die Aufbringung des schmelzbaren Materials kann 22; das Filterstäbchen 20 schließt sich an den Tabak-

außer durch Aufdrucken z. B. durch Aufsprühen oder teil 22 an und nimmt den Rauch auf. Ein Deckblatt 23

durch Einspritzen erfolgen. 40 umgibt Filter und Tabak, so daß eine vollständige

Ein erfindungsgemäßes Filter in Form eines Filter- Zigarette geschaffen Kt.

Stäbchens kann in an sich bekannter Weise mit einem Tn F i g. 3 ist das Filterstäbchen 20 in abgewickelter

Tabak enthaltenden Papierröhrchen zu einer Filter- oder aufgerollter Stellung dargestellt. Eine vorgegebene

zigarette verbunden werden. Es besitzt hohen Filter- entsprechend bemessene Bahn aus Blattfiltermaterial

wirkungsgrad und geringen Druckabfall. 45 24 wird zu einem rechteckigen Gebilde geschnitten.

Nachstehend werden Ausführungsformen der Er- Die Materialbahn ist porös und selbstklebend oder findung beispielsweise an Hand der Zeichnungen be- haftend. Im allgemeinen muß die Blattgröße in Wickelschrieben, und zwar zeigt richtung zur Bildung des Filterstäbchens so lang sein,

F i g. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht daß aus dem Blatt ein Röhrchen, das eine äußere

einer Zigarette, die ein Filtcrstäbchen gemäß der Er- 5° Trägerfläche von etwa 25 mm Umfang besitzt, und

findung besitzt, ein weiteres Röhrchen, das den inneren Filterkem

F i g. 2 abgebrochen einen Längsschnitt durch bildet und das weniger als 25 mm Umfang und mehl

einen Teil dieser Zigarette nach der Linie 2-2 der als etwa 4 mm Umfang besitzt, gewickelt werden kann

F i g. 1, Es wird ein übliches Filterpapier verwendet, das einer

F i g. 3 eine Draufsicht auf ein in eine Ebene ab- 55 hohen Wirkungsgrad des Filtervorgangs liefert. Es ha

gewickeltes Filterstäbchen gemäß der Erfindung, wo- sich herausgestellt, daß nichtgewebte Bahnen aui

bei die Wickelrichtung durch einen Pfeil gezeigt ist, Zelluloseacetat und andere thermoplastische Material

F i g. 4 schematisch eine Ansicht des Filterstäb- bahnen als Filtermaterial 24 zufriedenstellend arbeiten

chens nach F i g. 3 in gewickeltem Zustand, wobei Auf das Filtermaterial 24 wird ein undurchlässige

Pfeile den Weg des Rauchs durch das Stäbchen hin- 60 Material 25 in Form einer vorgegebenen Muster

durch andeuten, anordnung aufgebracht. Das undurchlässige Materia

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 der 25 kann in Form eines Niederschlags durch Auf

Fig. 4, drucken des Musters auf das Filtermaterial oder durcl

F i g. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 der Aufsprühen oder Aufspritzen des undurchlässige;

F i g. 4, ⁶5 Materials 25 auf das Filtermaterial 24 in der Muster

F i g. 7 einen Querschnitt nach der Linie 7-7 der anordnung aufgebracht werden. Das Material 2

F i g. 4, kann unterschiedlich dick sein, je nach der Art de

F i g. 8 eine Draufsicht nuf eine weitere Ausfüh- verwendeten Filtermaterial 24. Tm allgemeinen hf

sich ein Bereich von 0.1 bis 1,5 mm Dicke als zufriedenstellend erwiesen.

Ein für das undurchlässige Muster 25 brauchbares Material wäre jedes Material, das mit dem Filtermaterial 24 verschmäht und an diesem anklebt. Polyäthylen oder ein als »Parafilm« bekanntes handelsübliches Materia! der Marathon Corp., Rothschild. Wis., USA., sowie Jblicher Siegellack wirken, wie sich herausgestellt hut, zufriedenstellend mil einem Filterpapier üblicher Qualität ^·■· ;;nvy;on. Da? Material 25 sollte von einer Natur se in, die undurchlässige Verschlüsse ergibt, nachdem das Aufwickeln ausgeführt und das Stäbchen gebildet wurde. Wird eine Temperaturänderung angewendet, um das undurchlässige Material 25 ;αι verschmelzen, so sollte das Material eine Erweichungs- und Fließtemperatur haben, die unter dci Temperatur liegt, bei der sich eine unerwünschte Einwirkung auf das Filtermaterial 24 ergeben würde.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wird das Muster aus undurchlässigem Material dadurch aufgebracht, daß ein Mittelstreifen 26 auf das Filtermaterial 24 gedruckt wird, der an der voreüendcn Kante des Blattes aits Filtermaterial 24 beginn! und sich in Wickelrichtun:: über eine Strecke erstreckt, die etwas größer ist als die Hälfte der Länge des Blattes aus Filtermaterial 24, jedoch kleiner als die gesamte Länge. Zusätzlich wird ein Paar Randstreifen 27 und 28 aus undurchlässigem Material auf dem Blatt aus Filtermaterial 24 aufgebracht, d'c bei etwa einem Drittel der Länesausdehnung des Blattes 24 beginnen und sich in Wickluncsrichtung bis zum Ende des Blattes aus Filtermaterial 24 erstrecken. Die Streifen 27 und 28 verlaufen im Λν^εηΐΐι^πεη parallel zum Mittelstreifen 26 und überlappen diesen, wie gezeigt, in Längsrichtung des Blutes aus Filtermaterial 24. Wird nun das Blatt aus Fi^!termaterial 24 in Längsrichtung spiralförmig aufgewickelt oder aufgerollt, wie durch den Pfeil 24' gezeigt, so wird der Mittelstreifen zunächst so eingerollt, daß er einen mittleren scheibenförmigen Stopfen 26 bildet, wie in F i g. 2 und 4 gezeigt, während die Randstreifen 27 und 28 anschließend weiter eingero! t werden und kleine periphere ringförmige Stopfen 7.Ί und 28 bilden, wie in F i g. 2 und 4 gezeigt.

Weiterhin sind, wi; in F i g. 3 gezeigt, drei Querstreifen 29 aus undurchlässigem Material auf dem Blatt 24 angebracht und bilden Absperrbänder 29 gegen die spiralige St.-ömunt» des Rauchs, wobei jede? Absperrband den Streifen, der den scheibenförmigen Stopfen 26 bildet, mit den Streifen 27 und 28 verbindet, die die ringförmigen Stopfen 27 und 28 bilden. Ferner ist ein Verschlußstreifen 30 au« undurchlässigem Material an der Endkante des Blattmaterials 24 angebracht, um das endgültige Schließen des Stäbchens zu erleichtern.

Nachdem das Blattmaterial 24 vollständig spiralförmig zu dem in F i g. 2 und 1 gezeigten Gebilde gewickelt ist, wird das Stäbchen einer spezifischen Temperatur ausgesetzt, bei der ;'as undurchlässige Material 25 so weit schmilzt, daP die undurchlässige Scheibe 26 zusammen mit den undurchlässigen Ringen 27 und 28 gebildet wird. Ferner werden die undurchlässigen Absperrbänder so weit rc.chmolzen, daß sie !angerichtete Prallkörper bilden, .vie ?.ie insbesondere in F ig. 5 bis 7 .-iarpc teilt sind. TVt Verschlußstreifen 30 wird ebenfalls ·<> v.cii r-cchn-.r.i/en. daß das FUerstäbchen besser z^ainmcnhä!: ;■;>. Absperrband 20 trennt eine Hohlraumschicht von der anderen Hohlraumschicht und erzeugt eine Reihe zusammengeschachlclter poröser röhrchenförmiger Gebilde. Die Scheibe 26 sperrt das eine Ende der inneren axial verlaufenden Hohlraumschichten ab, läßt jedoch die äußeren peripheren Hohlraumschichten 32 desselben Fndes offen. Die Ringe 27 und 28 lassen die axial verlaufenden Schichten bzw. Kanäle 33 offen, sperren jedoch die peripheren Schichten 32.

ίο Allgemein ausgedrückt stellen alle Filterformen nach der Erfindung verschlossene Stäbchen aus aufgewickelten Blattmaterialien dar. Die Stäbchen besitzen in ihrem Innern angeordnete undurchlässige Scheiben und kleine Ringe aus schmelzbarem Material, die das Stäbchen zusammenhalten, die gewickelten Lagen oder Windungen des Blattes in Abstand voneinander halten und den Rauchstrom durch diese Lagen leiten. Es sollte mindestens ein Absperrband zur Verbindung einer Scheibe mit einem Ring

»o vorgesehen sein. Bei richtig gewähltem Muster, bei dem die Absperrbänder abwechselnd Scheiben und Ringe miteinander verbinden, die auf ein einziges Blatt aus Filtermaterial gedruckt sind, wird ein vorteilhaft mit einer Vielzahl von Röhrchen arbeitendes

2s »Multipaßfilter« geschaffen, das eine Vielzahl von Durchgangskanälen aufweist.

Wie in F i g. 4 durch Pfeile dargestellt, tritt der Rauch am einen Ende des Filterstäbchens 20 durch die offenen axial verlaufenden Kanäle bzw. Schichten 33 ein, während er von den äußeren peripheren Schichten durch den Ring 28 abgehalten wird. Anschließend diffundiert der Rauch mit Hilfe des Absperrbands 29 durch die innere Filterstruktur des spiralförmig gewickelten Filtermaterials hindurch. Dann strömt der Rauch an der Scheibe 26 vorbei durch die peripheren Kanäle 32, während er von den axial verlru'enden Kanälen durch die Anwesenheit der Scheibe 26 ferngehalten wird. Mit Hilfe der Absperrbänder diffundiert der Rauch durch die inneren gewickelten Schichten der Filterstruktur hindurch und strömt durch die offenen axial verlaufenden Hohlräume 33 zum Ende des Stäbchens 20. Auf diesem Weg wird der Rauch von den peripheren Hohlräumen am Ende des Stäbchens durch die Anwesenheit des Rings 27 ferngehalten. Auf diese Weise wird der Rauch über die gesamte Länge des Stäbchens 20 ohne wesentlichen Druckabfall zwischen dem einen und dem anderen Ende des Fiitersiäbchens 20 wirksam gefiltert,

Allgemein ausgedrückt zwingt jedes Absperrband 29 den Rauch durch die inneren Röhrchenwände, die durch das gewickelte Stäbchen gebildet werden, hindurch zu strömen. Die Bänder sind so angeordnet, daG zwischen den gewickelten Windungen des Blatts keine Vcrbinduneskanäle vorliegen, so daß die richtige gcwünschte Strömung erzielt wird. Es sollten mindestens ein ringförmiger Stopfen und mindestens ein scheibenförmiger Stopfen in Abstand voneinander angeordnel sein. Sind mehrere Stopfen vorgesehen, so sollen die ringförmiger. Stopfen mit den scheibenförmigen ab-

ir< wechseln. Außerdem sollte der innendurchmesser dei Ringe kleiner als der Durchmesser ο er Scheiben odet deich diesem sein. Wie oben beschrieben ergibt das in den bedrückten Bereichen verwendete Material undurchlässige Verschlüsse, nachdem t'r-.s Sväbchen in

*5 'eine endgültige Form gewickelt line! das lufgedmcktc Material geschmolzen wurde.

Zwei weitere Ausfühningsf ernten -.on Mustern zur Herstellung von Ringen und Schcib-:- in icr, Stäbcher

609 517/23;

$ind i::i F i g. 8 und 9 bzw. in F i g. 10 und 11 dargestellt. Bei der Ausführiingsform nach F i g. 8 und 9 bildet in Wickelrichtung ein Randsl reifen 35 die Basis für die Herstellung einer Scheibe 35, und ein Rand- »treifea36 an der entgegengesetzten Längskanle eines Blatts einer Bahn aus Filtermaterial 24a dient zur Herstellung eines Rings 36. Hin erster Querstreifen 37 bildet beim Wickeln ein erstes Absperrband 37, und «in zweiter Querstreifen 38 bildet ein zweites Absperrband 38, wenn das Stäbchen gewickelt wird. Die Abqperrbänder (antispin bands) 37 und 38 verbinden die Scheibe 35 mit dem Ring 36. Querverlaufende Ver-•chlußstreifen 39 und 40 bilden miteinander ein vertchlossenes Stäbchen, wenn das Blatt 24a in der durch den Pfeil 24' angezeigten Richtung gewickelt und das aufgedruckte undurchlässige Material geschmolzen wird. Wenn dann der Rauch durch das Stäbchen 20a, wie schematisch in F i g. 9 dargestellt, strömt, sperrt die Scheibe 35 die inneren axial verlaufenden Kanäle »nd läßt die peripheren Kanäle 41 für den Durch- «rom des Rauchs offen. Die Absperrbänder 37 und 38 helfen dann, den Rauch durch den inneren Filteraufbau diffundieren zu lassen, bis er durch die axialen Kanäle 42 am entgegengesetzten Ende des Stäbchens 10a ausströmt. Der Ring 36 sperrt die peripheren Kanäle am Ende des Filterstäbchens. Auf diese Weise wird ein Filter mit hohem Wirkungsgrad bei minimajem Druckabfall geschaffen.

Ahnhch bildet in der zweiten abgeänderten Ausführungsform, wie in F i g. 10 und 11 gezeigt, der Streifen 43 am Rand des Blatts 240 beginnend am Anfang des Blatts in Wickelnchtung die Basis zur Herstellung einer Scheibe 43, wenn das Stäbchen fertig ist. Der Streifen 44 auf dem gegenüberliegenden Rand des Blatts 24b dient zur Herstellung eines twischenhegenden kleinen Rings 44. Ein zweiter Randstreifen 45 an demselben Rand wie Streifen 43 und in Abstand von diesem, dient beim Wickeln zur Her-•teilung eines zweiten größeren Rings 45. Wiederum erhalten Anfangskante und Endkante in Wickelrich- ^^ng , t\ ^ α ^geS o' ^ein _n ^{undurchlässi}fies Material 46 bzw. 47 das zur Herstellung eines End-Verschlusses fur das Stäbchen dient wenn das Stab-Chen fertig gewickelt und das aufgedruckte Material geschmolzen ist Em erstes querverlaufendes Absperrband 48 verbindet die Scheibe 43 mit dem kleinen Zwischenring 44, und ein zweites parallel querverlaufendes Absperrband 49 verbindet den kleinen Ring 44 mit dem großen Ring 45 Wenn also das Stabchen 200 gewickelt und das aufgedruckte Material geschmolzen

ZL ^{Ver a} κ } ^er Λ?·, α u^{S We} ™- ^{F ! g}--^U

■chematisch durch Pfeile dargestellt ,st. Wie geze.gt, gestattet der Zwischenring 44 daß der Rauch durch i,e axial verlaufenden Kanäle 50 und die äußeren t"^P^-nt ι³" ρ Tf- _h? ^vers _A ^ch _f ^mOlZene king 44 laßt keinen Rauch durch die am Anfang des

Stäbchens beginnenden Zwischenhohlraume durch. Jer bei 50 und 51 eingetretene Rauch diffundiert nun tut H.lfe der Absperrband^48 und 49 wie gezeigt, Jurch den inneren Filteraufbau hindurch, bis er das tnde des Filterstäbchens erreicht hat, wo er durch die twischenkanäle 52 das Stäbchen verläßt. Der große Ring 45 sperrt die alleräußersten penphcren Kanäle •m einen St.rnendc und die Scheibe 43 sperrt die amtieren axial verlaufenden Kanäle am anderen Stirnende Auf d.esc We.se wird der Rauch mit gutem tiltenwrkungsgrad undmit einem minimalen Druckabfall durch das Stäbchen 206 geleitet.

Fs gibt eine Anzahl von Abwandlungen des Vorfahrens zur Herstellung des gewickelten Filterstäbchens, die mit den oben beschriebenen Ausführungsformen große Ähnlichkeit haben. Eine solche Ab-Wandlung ist in F i g. 12 und in F i g. 13 dargestellt. Wie in F i g. 12 gezeigt, wird ein sich wiederholendes vorgegebenes Muster aus schmelzbarem Material 53 auf ein fortlaufendes flaches Band aus Filtermaterial 54 gedruckt. Das bedruckte Blatt 54 wird abgeschnitten und zu einem langen Röhrchen 55 gewickelt, wie in F i g. 13 gezeigt ist. Bei dem Herstellungsverfahren wandert, wie durch den Pfeil 54' gezeigt, die Bahn aus fortlauf enden Blattmaterial 54 in der einen Richtung und wird das abgeschnittene Blatt in entgegengesetzter

Richtung 54" aufgewickelt. Das Röhrchen 55 wird dann in die in F i g. 13 gezeigte Form gedruckt, während das Material 53 in den bedruckten Bereichen miteinander verschmolzen wird. Das verschmolzene Röhrchen wird dann durch Zerschneiden aufgeteilt,

ao so daß sich eine gewisse vorgegebene Anzahl von Filterstäbchen 56 ergibt. Jedes dieser Stäbchen 56 kann dann einen Teil einer Filterzigarette 21 bilden, wie in F i g. 1 für eine Zigarette dargestellt. In der praktischen Anwendung hat die Filterblattbahn 54

as beispielsweise eine vorgegebene Breite eines Mehrfachen von 10 cm. Die Bahn wird zunächst entlang der Kante 57 geschnitten, und das Blatt wird dann entgegengesetzt zur Bahnvorschubrichtung, wie gezeigt, aufgerollt. Bevor die Wicklung beendet ist, wird

das Blatt 54 von der Bahn getrennt indem es entlang dem Rand 58 abgeschnitten wird und das abschließende Aufwickeln der Spule wird durchgeführt. Dann bildet sich an der Schnittstelle die die Kante 58 an der Bahn gebildet hat die neue Kante 57 für die nächste Stäbchenserie. Das Blatt 54 wird dann zu dem gebildeten Röhrchengebilde wie in F i g 13 gezeigt, gepreßt, und die bedruckten Bereiche werden verschmolzen und die einzelnen Stäbchen 56 in Länger von je 100 mm abgeschnitten

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zu. Herstellung der Stäbchen aus einer fortlaufender Bahn 59 ist in F i g. 14 gezeigt. Wie durch Pfeile an· gedeutet, verläuft die Wickelrichtung 59" senkrech: zur Vorschubrichtung 59' der Filtermalerialbahn. Wit

gezeigt, wird ein fortlaufender vorbedruckter Materialstreifen 59 in der Vorschubrichtung 59' in eine Filter herstellungsmaschine eingeführt, und zwar mit einerr vergegebenen, sich wiederholenden Muster aus un durchlässigem Material 60. Der Streifen 59 kann bei

spielsweise etwa 50 bis 80 mm breit sein. Der Streifer ^{59 Wird in der durch} den Pfeil 59' angezeigten Rieh tung vom Rand 61 nach Rand 62 aufgewickelt. Da: am Ende des Wickelvorgangs in seiner Form gehaltet Röhrchen wird verschmolzen, damit die vorgegeben.

^Anordn^g von Ringen, Absperrbändern und Sehe, ben gebildet wird; schließlich werden 100 mm lang« F.lterstäbchen einzeln abgeschnitten damit sie zu Anbringung bei einzelnen Zigaretten 21, wie ii F i g. 1 _{8ezeigt) verwendet} ^J_{n könncn}/

Eine weitere Ausführungsform des Herstellung* Verfahrens ist dem in F i ε 12 und 13 oezeieten ahn lieh, mit der Ausnahme,'£ da "™d„ffi£ M-teria! 53, das auf das Blatt 54 aufgebracht ist und da zur Bildung der Scheiben, Ringe und Absperrbände

6_S dient, aufgedruckt, aufgesprüht oder auf die Win düngen bzw. Lagen des Blatts 54 aufgespritzt wird während das Röhrchen 55 in Form einer Spule ge wickelt wird.

Hs wurden somit eine Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen des Filters zusammen mit einer Anzahl verschiedener Ausführung sail en des Verfahrens zur Herstellung des Filters beschrieben. Selbstverständlich lassen sich im Rahmen des Frfmdungsgedankens weitere Ausführungen des Musters der undurchlässigen Streifen sowie weitere ähnliche Aus-(ührungsarten des Verfahrens zur Herstellung der gewickelten Filter angeben, bei denen der hohe Wirkungsgrad und die sonstigen Vorteile der Rauchfiltrierung bei geringem Druckabfall erhalten bleiben.

Die folgenden Beispiele sind typisch für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung spiralförmig gewickelter Fille: und die sich ergebenden Eigenschaften des fertigen Filters.

Beispiel I

Eaton-Dikeman Grade 615-Filterpapier wurde in Streifen von 30 χ 70 mm geschnitten. Normaler Siegellack wurde geschmolzen und nach dem Muster der F 1 g. 8 auf die Papierstreifen aufgebürstet. Nachdem der Siegellack hart geworden war, wurde der Papierstreifen zu einem 30 mm langen Röhrchen mit einem Umfang von 25 mm aufgewickelt. Das gewickelte Röhrchen wurde festgehalten und so erhitzt (110⁰C), daß das Siegcllackmuster verschmelzen konnte. Nach Abkühlung war das erhaltene Röhrchen selbsttragend und hatte einen geringen Druckabfall (von weniger als 3,8 cm Wassersäule).

30

Beispiel II

Eaton-Dikeman Grade 615-Filterpapier wurde in Streifen von 30 χ 80 mm geschnitten, die auf eine auf mehr als 130⁰C erhitzte Platte gelegt wurden. 2 bis 3 mm breite Streifen einer Polyäthylenfolie wurden nach dem Muster der F i g. 8 auf das Papier aufgebracht. Das Polyäthylen konnte dabei in das Papier etwas einschmelzen, bevor das Papier zu einem Röhrchen wie im Beispiel I gewickelt wurde. Das heiße Röhrchen wurde während seiner Abkühlung festgehalten, bis das Polyäthylen erstarrt war und die Bkittschichteii etwa 1 mm auseinander hielt.

Beispiel 111

F.aton-Dikeman Grade 615-Filterpapier wurde in Streifen von 60 χ 80 mm auf eine warme (70⁰C) Heizplatte gebracht. Streifen (2 mm breit und 1,5 mm dick) eines unter dem Handelsnamen »Parafilm« bekannten Produkts, das von der Marathon Corp., Rothschild, Wis., USA., hergestellt wird, wurde nach dem Muster der ersten 50 mm der F i g. 14 auf das Papier aufgebracht. Das »Parafilmo-Material wurde weich und verschmolz, mit dem Papier. Das warme Papier wurde zu einem 50 mm langen Röhrchen mit einem Umfang von 25 mm gewickelt und dann festgehalten, bis der »Parafilm« wieder erstarrte. Das starre Röhrchen wurde dann in zwei 25 mm lange Filter geschnitten. Jedes der Filter hatte einen Druckabfall von 3,8 cm Wassersäule und einen Wirkungsgrad von etwa 40% TPM.

Beispiel IV

Ein Filter der in F i g. 8 gezeigten Ausführung au< einem Wiggins Teape Standardfilterpapier hat befriedigende Ergebnisse erbracht. Die Filter wurden nach Beispiel 111 hergestellt. Testfüter, die 30 mm stat 25 mm lang waren, wurden verwendet, was jedocl die Ergebnisse nicht wesentlich beeinflußte, da eii weiterer Test mit 25 mm langen Filtern die gleichei Ergebnisse zeitigte. Die Testergebnisse sind in de folgenden Tabelle zusammengestellt:

Filtrierergebnisse	Filtertyp	Filter-Druckabfall (mm Wassersäule)	Wirkungsgrade ι	■ X.	Leistungs index*)	Verhältnis Teer/Nikotin
Kode Nr.			Teer	Nikotin
	Multipass	56	68	68	0,205	13,4
1	Multipass	63,5	75	74	0,214	13,0
2	Multipass	83,8	87	79	0,244	8,3
3	Multipass (ohne Absperrbänder)	22,9	17	IS	0,084	13,6
4

30 mm 3.3Y44 Azetat

86,5

56 49

0,096

11,4

-In (1 — /Γ/100)

hL-.i ist der Leistungsirukx ^L

Druckabfall (in cm Wassersäule)

wobei Γ der Filterwirkungsgrad in Prozent ist.

Die Teer-Wirkungsgrade werden routinemäßig verwendet, wenn die Leis^'jngsindizes errechnet werden. Die Berechnungen werden normalerweise nach dem metrischen System durchgeführt. Die Druckabfallverhältnisse der Filter nach der obigen Tabelle sind:

Filter-Kode-Nr.	Filter-Druckabfall	-In (1 -	in cm Wassersäule
	in Zoll	5,59
1	2,2	6,35
2	2,5	8,38
3	3,3	2,29
4	0,9	8,64
5	3,4	- £/100)

Druckabfall (cm Wassersäule)

wobei In der natürliche Logarithmus,

E der Filtenvirkungsgrad in Prozent,
Druckabfall (cm WS) der Filterdruck in cm Wassersäule ist. Wie die Ergebnisse der obigen Tabelle zeigen, sperren die Absperrbänder den spiralförmigen Kanal, der die Schichten des Filtermaterials trennt, so daß der Rauch durch die Wände hindurchströmen muß. Weiden diese Bänder weggelassen, so strömt der Rauch direkt durch die Filterkanäle und entweicht nach außen. Auf diese Weise geht, wie der Versuch Nr. 4 der obigen Tabelle zeigt, ein großer Teil des Filterwirkuncsgrads verloren.

Die Filterproben nach Nr. 1 und 2 zeigten einen geringeren Leistungsindex als die Filterprobe nach Nr 3 Dies war auf Lecken des Rauchs durcn üie Kanäle hindurch auf Grund einer schlechten Verschmelzung oder Verschließung der Streifen des thermoplastischen Musters des Filtermatenals zurückzuführen.

Zusammenfassend ist aus den obigen Angaben leicht zu ersehen, daß korrekt hergestellte Absperrbänder beim Füterprozeß äußerst wirksam sind, ohne daß die erwünschten Verhältnisse des Druckabfall·; entlang einem gegebenen Filterstäbchen erheblich beeinträchtigt werden. _

Auf diese Weise werden die obengenannten /.icic der Erfindung und andere Vorteile in hohem MaIk erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (23)

Patentansprüche: 23

1. Filter, insbesondere für Tabakrauch, in Form eines Filterstäbchens, das aus einem blattförmigen, zusammengewickelten, porösen Filtermaterial besteht, das auf einer Seite des Blattes über einen Teil der Oberfläche mit einem Material beschichtet ist, das die Filterwirkung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß das die Filterwirkung beeinflussende Material (25, 53, 60) ein für Rauch undurchlässiges und schmelzbares Material ist und in einem Muster von teils entlang der Wickelrichtung und teils von Stirnende zu Stirnende des Stäbchens (20, 20 a, 55) verlaufenden Streifen (27 bis 30 bzw. 35 bis 40) auf dar Blatt aus Filtermaterial (24, 24a, 24b, 54, 59) aufgebracht ist, die in den Stäbchen nach Schmelzen des Streifenmaterials und nach spiraligem Aufwickeln des Blatts aus Filtermaterial durch Verklebung mit ao diesem mindestens ein Absperrband (29 bzw. 37 oder 38 bzw. 48 oder 49) gegen spiralige Rauchströmung in den Hohlräumen zwischen den aufgewickelten Lagen des Blattes aus Filtermaterial, ferner mindestens einen ringförmigen Stopfen (27 oder 28 bzw. 36 bzw. 44 oder 45) und in axialem Abstand von diesem mindestens einen scheibenförmigen Stopfen (26 bzw. 35 bzw. 43) bilden, dessen Außendurchmesser mindestens ebenso groß ist wie der Innendurchmesser des ringförmigen Stopfens.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein ringförmiger Stopfen (27, 28 bzw. 44, 45) und ein scheibenförmiger Stopfen (26 bzw. 43) vorgesehen sind und daß die ringförmigen Stopfen und der scheibenförmige Stopfen miteinander abwechselnd in axialem Abstand voneinander angeordnet sind.

3. Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Absperrbänder (29), ein scheibenförmiger Stopfen (26 bzw. 43) und zwei ringförmige Stopfen (27, 28 bzw. 44,45) vorgesehen sind.

4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Absperrbänder (37, 38), ein scheibenförmiger Stopfen (35) und ein ringförmiger Stopfen (36) vorgesehen sind.

5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Absperrbänder (48, 49), ein scheibenförmiger Stopfen (43) und zwei ringförmige Stopfen (44, 45) vorgesehen sind.

6. Materialblatt zur Herstellung eines Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenmuster aus undurchlässigem Material (25, 53, 60) auf ein leicht wickelbares längliches Blatt oder eine leicht wickelbare Bahn aus porösem Filtermaterial (24, 24a, Ub, 54, 59) als ebenes Muster von in Längsrichtung und in Querrichtung des Blattes bzw. der Bahn verlaufenden Streifen (27 bis 30 bzw. 35 bis 40) aus undurchlässigem, schmelzbarem Material anhaftend aufgebracht ist.

7. Materialblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das undurchlässige Material (25, 53, 60) auf das Blatt aus Filtermaterial (24, IAa, IAb, 54, 59), z. B. Filterpapier, aufgedruckt ist.

8. Materialblatt nach Anspruch 6 und 7, dadurch «kennzeichnet, daß die Bahn oder das Blatt aus

014 Filtermaterial von einer fortlaufenden flachen Bahn aus Filtermaterial (24, 24a, IAb, 54, 59) abgeschnitten ist.

9. M&ierialblatt nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Bahn aus Filtermaterial (24, 24a, 24b, 54, 59) in Wickelrichtung dazu ausreicht, ein Hlterstäbchen (20) mit einem Umfang von 25 mm und einem inneren Filterkern (24) von weniger als 25 mm Umfang und mehr als etwa 4 mm Umfang zu schaffen bzw. zu wickeln,

10. Materialblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß das undurchlässige Material (25, 53, 60) eine Schmelztemperatur hat, die geringer als die Temperatur ist, bei der das Blatt aus Filtermaterial (24, 24a, 24b, 54, 59) geschädigt würde.

11. Materialblatt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das undurchlässige Material (25, 53, 60) Siegellack ist.

12. Materialblatt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das undurchlässige Material (25, 53, 60) Polyäthylen in Form einer Folie ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Filters in Form eines spiralförmig gewickelten Filterstäbchens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere eines aus einem Materialblatt nach einem der Ansprüche 6 bis 12 gewickelten Filterstäbchens mit einer gewundenen Filterbahn mit geringem Druckabfall, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Blatt aus Filtermaterial das vorgegebene Muster aus schmelzbarem, undurchlässigem Material aufgebracht wird, daß es hierauf in vorgegebener Größe zugeschnitten und zu einem Röhrchen (20) spiralig aufgewickelt wird, das in der gewickelten Gestalt gehalten wird, während das auf das Filtermaterial aufgebrachte Material geschmolzen wird, wobei mindestens ein Absperrband (29 bzw. 37 oder 38 bzw. 48 oder 49) geschaffen wird, das eine H.ohlraumschicht von einer anderen Hohlraumschicht trennt und mindestens eine Scheibe (26 bzw. 35 bzw. 43), die das eine Ende der inneren axial verlaufenden Hohlraumschichten verschließt und die äußeren peripheren Hohlraumschichten offen läßt, mit mindestens einem in axialem Abstand von der Scheibe befindlichen Ring (27, 28 bzw. 36 bzw. 44, 45) verbindet, der die äußeren peripheren Hohlraumschichten sperrt und die inneren axial verlaufenden Hohlraumschichten offen läßt, wonach das verschmolzene Röhrchen an vorgegebenen Stellen seiner Längsrichtung zu piner Reihe von Filterstäbchen zerschnitten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Filtermaterial Eaton-Dikeman Grade 615 Filterpapier, das in Streifen von je 30 χ 70 mm zugeschnitten wird, und als schmelzbares undurchlässiges Material Siegellack verwendet wird, der in geschmolzenem Zustand auf die Fillerpapierstrcifen aufgebürstet wird, von denen jeder nach Erhärtung des Siegellacks zu einem 30 mm langen Röhrchen mit einem Umfang von 2,5 cm spiralig aufgewickelt wird, das in diesem Zustand auf 100⁰C erhitzt und dann bis zur Erhärtung des Siegellacks gekühlt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Streifen aus Filterpapier auf eine auf mehr als 130°C erhitzte Heizplatte aufgebracht werden, daß hierauf dünne Streifen einer Poly-

äthylenfolie auf das erhitzte Filterpapier aufgebracht werden, wobei man das Polyäthylen geringfügig »ⁿ das zu einem Röhrchen zu wickelnden Filterpapier einschmelzen läßt.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Streifen aus Filterpapier auf eine auf 7O⁰C erhitzte Heizplatte aufgebracht werden, daß hierauf dünne Streifen von schmelzbarem Parafilmmaterial auf das Filterpapier aufgebracht werden, die man sich erweichen und in das zu einem Röhrchen zu wickelnden Filterpapier einschmelzen läßt, wonach man das aufgeweichte Parafilmmaterial im aufgewickelten Röhrchen wieder erstarren läßt und dieses quer zu seiner Längsrichtung in zwei Filterstäbchen zugeschnitten wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial in Form einer fortlaufend vorgeschobenen Bahn zugeführt wird, auf die fortlaufend ein Muster aus dem schmelzaus einem spiralig aufgewickelten Kreppapier besteht; zwischen dessen Windungen eine schmale Metallfolie eingewickelt ist, die zur Kühlung des an der Folie vorbeiströmenden Tabakrauches dient. Die Filterwirkung des Stäbchens ist unzureichend, weil der Rauch in Längsrichtung des Stäbchens entlang den Papierwindungen strömt, aber nicht durch diese hindurchgeht.

Gegenüber Filtern der letztgenannten Art strebt die ίο Erfindung einen erhöhten Filterwirkungsgrad für ein Filterstäbchen an, und zwar soll dieser Wirkungsgrad abweichend von den Filtern der erstgenanntem Art mit geringem Druckgefälle des Rauchs durch das Filter hindurch erreicht werden.

Die Erfindurigsaufgabe wird dadurch gelöst, daß das die Filterwirkung beeinflussende Material, mit dem ein Teil der Oberfläche des Filtermaterials beschichtet ist, ein für Rauch undurchlässiges und schmelzbares Material ist und in einem Muster von

baren Material aufgebracht wird und die quer zur 20 teils entlang der Wickelrichtung und teils von Stirnende Vorschubrichtung in Blätter zerschnitten wird, aus zu Stirnende des gewickelten Filterstäbchens verdenenje ein Filterstäbchen gewickelt wird. laufenden Streifen auf das Blatt aus Filtermaterial

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch ge- aufgebracht ist, die in den Stäbchen nach Schmelzen kennzeichnet, daß die Wickelrichtung entgegen- des Streifenmaterial und nach spiraligem Aufwickeln gesetzt der Vorschubrichtung der Bahn verläuft, as des Blattes aus Filtermaterial durch Verklebung mit

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch ge- diesem mindestens ein Absperrband gegen spiralige kennzeichnet, daß die Wickelrichtung quer bzw. Rauchströmung in den Hohlräumen zwischen den senkrecht zur Vorschubrichtung der Bahn verläuft. aufgewickelten Lagen des Blattes aus Filtermaterial,

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis ferner mindestens einen ringförmigen Stopfen und in 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen 30 axialem Abstand von diesem mindestens einen scheides schmelzbaren Materials auf die Filtermaterial- benförmigen Stopfen bilden, dessen Außendurchbahn durch Aufdrucken bewirkt wird. messer mindestens ebenso groß ist wie der Innendurch-

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis messer des ringförmigen Stopfens.

19, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen Bei einer Ausführungsform des Filters ist mehr als

des schmelzbaren Materials auf die Filtermaterial- 35 ein ringförmiger Stopfen und ist ein scheibenförmiger bahn durch Aufsprühen bewirkt wird. Stopfen vorgesehen und sind die ringförmigen Stopfen

und der scheibenförmige Stopfen miteinander abwechselnd in axialem Abstand voneinander angeordnet. Bei dieser Ausführungsform können drei Absperrbänder, ein scheibenförmiger Stopfen und zwei ringförmige Stopfen vorgesehen sein.

Statt dessen können zwei Absperrbänder, ein scheibenförmiger Stopfen und ein ringförmiger Stopfen oder zwei ringförmige Stopfen vorgesehen sein. Bei einem Materialblatt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filters ist das Streifenmuster aus undurchlässigem Material vorzugsweise auf ein leicht wickelbares längliches Blatt oder eine leicht wickelbare Bahn aus porösem Filtermaterial als ebenes Muster von in Längsrichtung und in Querrichtung des Blattes bzw. der Bahn verlaufenden Streifen aus undurchlässigem, schmelzbarem Material anhaftend aufgebracht, z. B. aufgedruckt.

Ein erfindungsgemäßes Filter in Form eines spiralig gewickelten Filterstäbchens kann nach folgendem Verfahren hergestellt werden: Auf ein Blatt aus Filtermaterial wird das vorgegebene Muster aus schmelzbarem, undurchlässigem Material aufgebracht, z. B. aufgedruckt; hierauf wird das Blatt in vorgegebener Größe zugeschnitten und zu einem Röhrchen spiralig aufgewickelt, das in der gewickelten Gestalt gehalten

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzbare Material durch Einspritzen mit der Filtermaterialbahn verbunden wird.

23. Filterzigarette, bei der ein Filter in Form eines Filterstäbchens mit einem den Tabak enthaltenden Papierröhrchen zur Filterzigarette verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.