DE2751559C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tabakrauchfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Tabakrauchfilter ist aus der DE-OS 23 08 302 bekannt. Zwischen den Randabschnitten des Filterkörpers ist ein vorzugsweise mit Granulat gefüllter Hohlraum vorgesehen, in dem der Tabakrauch mit von außen eingezogener Frischluft vermischt wird. Die Randabschnitte werden durch einen besonderen Wickel zusammengehalten, wobei im Bereich des mit Partikeln gefüllten Zwischenraumes eine Einschnürung vorgesehen ist, die durch einen weiteren Wickel abgedeckt ist, der das Tabakrauchfilter mit der Zigarette verbindet. Zwischen diesem äußeren Wickel und der Einschnürung ist eine Verteilerkammer ausgebildet, die jedoch eine Radialdimension von nur einigen Hundertstel hat. Im Bereich dieser Verteilerkammer dringt die Frischluft von außen in eine mit Granulat gefüllte Zwischenkammer ein, die zwischen den Randabschnitten gebildet ist.

Aus der DE-OS 22 51 903 ist eine ventilierte Filterzigarette bekannt, bei der der den Filterkörper umgebende Wickel eine Porosität hat, die im Bereich zwischen ca. 6700 und 13 400 W. T.-Einheiten hat.

Die US-PS 38 11 451 beschreibt einen Tabakrauchfilter, bei dem im Inneren des Filterkörpers Hohlräume und im Umfangsbereich Hohlräume gebildet sind, welche letzteren durch einen Wickel abgedeckt sind. Über die Durchlässigkeit des Wickels ist auch hier nichts ausgesagt. Wesen der dort beschriebenen Erfindung ist die Tatsache, daß der Tabakrauch infolge des Durchströmens der Hohlräume Filterkörpermaterial mehrfach durchströmen muß, um so die Filteraktivität zu verstärken.

Schließlich ist auch aus der DE-OS 25 09 608 ein Tabakrauchfilter bekannt, bei dem zwischen Randfilterelementen ein Einsatz vorgesehen ist, welcher von einem gewellten Wickel umgeben ist, der mit dem Einsatz eine Vielzahl von Kanälen bildet, durch die der Tabakrauch strömen kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, flüchtige Schadstoffe nach außen abzugeben. Ein derartiges Filter ist durch den Einsatz relativ lang ausgebildet. Im übrigen kann nicht die volle Länge des Filters für den Filtervorgang benutzt werden. Außerdem ist der Durchmesser des Filters größer als der der Zigarette.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tabakrauchfilter zu schaffen, der bei einfacher Herstellung und weitgehender Aufrechterhaltung der Filterwirkung eines herkömmlichen Filters eine effektivere Beseitigung der flüchtigen Schadstoffe des Tabakrauches ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch den im Umfangsbereich des Filters ausgebildeten mindestens einen Hohlraum wird ein Bereich geringeren Strömungswiderstandes geschaffen, so daß Tabakrauch in diesen Hohlraum eindringt und die Möglichkeit eröffnet, dort flüchtige Schadstoffe nach außen durch den hierfür durchlässigen Wickel abzuführen. Ein derartiger Filter ist mit herkömmlichen Maschinen einfach herstellbar. Außerdem werden die Normalabmessungen des Filters im Verhältnis zur Zigarette nicht geändert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Zigarettenfilter im Axialschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einem Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 4 eine andere Filterform im Axialschnitt,

Fig. 5-7 schematisch alternative Wege zur Ausbildung eines Filterkörpers entsprechend der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Form,

Fig. 6a u. 6b alternative Formen eines Zwischen-Filter- Körpers im Schnitt entsprechend Fig. 6,

Fig. 8 bzw. 9 eine Seitenansicht und einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 mit der Darstellung einer Abänderung und

Fig. 10 einen Axialschnitt mit einer weiteren abgeänderten Ausführungsform.

Der in den Fig. 1-3 dargestellte Filter umfaßt einen Filterkörper in Form eines 20 mm langen zylindrischen Stabes 1 aus Zelluloseazetat-Filtermaterial. Dieser zylindrische Stab besteht aus Endteilen 1a, 1b mit einem Durchmesser von 8 mm, und einem mit diesen integriert ausgebildeten Zwischenteil 2, welcher 10 mm lang ist und einen Durchmesser von 6 mm aufweist. Der Stab 1 ist in einen Stabwickel 3 aus porösem Papier eingewickelt. Um dem Teil des Wickels 3, welcher über das Teil 2 verläuft eine Stütze bzw. eine gewisse Festigkeit zu geben, ist unter dem Wickel 3 ein Wickel 4 aus schwererem Papier vorgesehen. Der Wickel 4 hat eng beieinanderliegende Perforationen großen Durchmessers, von beispielsweise 1,5 mm. Der Wickel 4 wäre entbehrlich, wenn beispielsweise für den porösen Wickel 3 ein schwereres, selbststützendes Material verwendet würde. Der Wickel 3 oder zwei Wickel 3 und 4 sind für Festbestandteile des Tabakrauches undurchlässig.

Der Körper 1 kann anfänglich den Teil einer Stange aus Zelluloseazetat bilden, deren Länge das 6fache eines einzelnen Körpers beträgt und dessen Durchmesser 8 mm beträgt. Die Stange wird an in Längserstreckung im Abstand befindlichen Zonen einem Heißform-Verfahren unterzogen. Dabei wird die Stange in besagten Zonen auf einen Durchmesser von 6 mm reduziert. Dieser Vorgang kann mit dem Resultat erfolgen, daß eine teilweise Abdichtung der jeweiligen Umfangsfläche des Teiles 2 reduzierten Durchmessers erfolgt und daß in der Nähe dieser Flächen ein leichtes Zusammendrücken der Zelluloseazetatfasern vorgenommen wird. Die Stange wird dann in den Stützwickel 4 und den porösen Wickel 3 eingewickelt, wonach die eingewickelte Stange zur Schaffung von sechs Filtern quer zur Längsrichtung abgeschnitten wird. Bei der Verwendung des Filters im Zusammenhang mit einer Zigarette strömt durch den Zwischenbereich des Filters gelangender Tabakrauch bevorzugt zumindest teilweise durch den Ringraum 5, welcher einen Rauchströmungsweg zwischen dem Wickel 3 und der Umfangsfläche des Teils 2 schafft, da der alternative, vollständig innerhalb des Zelluloseazetats liegende Strömungsweg einen vergleichsweise höheren Strömungswiderstand bildet. Wenn der Rauch durch den Raum 5 strömt, gelangt ein hoher Anteil der flüchtigeren Bestandteile des Rauches, insbesondere Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxid durch den Stützwickel 4 und den Wickel 3 und werden so aus dem Rauch entfernt. Ebenso bedingt der über den Wickel 3 beim Ziehen des Rauches durch den Filter auftretende Druckabfall einen Luftstrom durch den Filter in den Raum 5.

Der Wickel 3 kann entweder aus einem inhärent porösem oder einem auf bekannte Weise perforierten, beispielsweise elektrostatisch perforiertem, mechanisch durchstochenem oder unter Verwendung eines Lasers perforiertem Papier bestehen.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Verminderung an Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxid und die Abgabe an insgesamt auftretenden Feststoffpartikeln durch den zuvor beschriebenen Filter mit Papierwickeln mit mehreren unterschiedlichen Porositäten, aber ohne einen Stützwickel.

Die den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Filtern sehr ähnlichen Filter können ebenso auf einer Filterstab-Kombinationsmaschine durch Ansammeln von Filterstangen zylindrischen Querschnitts aus Zelluloseazetat hergestellt werden. Diese Querschnitte werden von einem ersten Vorrat von Stangen mit einem Durchmesser von 8 mm und einem zweiten Vorrat von Stangen mit einem Durchmesser von 6 mm gewonnen. Die einzelnen einen Durchmesser von 8 mm bzw. 6 mm aufweisenden Teile werden Ende-an-Ende zueinander angeordnet, wobei Teile größeren und kleineren Durchmessers einander abwechseln. Dann werden diese Teile in einen Stützwickel 4 und in einen Wickel 3 aus porösem Papier eingewickelt. Die dabei entstehende Filterstange wird quer zur Längserstreckung in der Mitte eines jeden Teils größeren Durchmessers durchtrennt.

Der in Fig. 4 dargestellte Zigarettenfilter weist einen Körper in Form eines im wesentlichen zylindrischen Stabes 6 aus Zelluloseazetat auf. Der Körper 6 umfaßt einen ersten Bereich 7 mit einem Volldurchmesser und einen zweiten Bereich 8 reduzierten Durchmessers. Der Bereich 8 ist mit einer Anzahl (entsprechend der Darstellung 3) Umfangsrippen 9 versehen, welche jeweils einen Durchmesser haben, der dem des ersten Bereiches 7 entspricht. Der Stab 6 wird in einen Wickel 10 aus porösem Papier eingewickelt, welcher im reduzierten Bereich 8 durch die Rippen 9 abgestützt wird.

Der zweite Bereich 8 des Körpers 6 erstreckt sich nach rechts über die rechte äußerste Rippe 9 hinaus. Wenn so der Filter mit dem ersten Bereich 7 unter Anlage an die Tabakstange der Zigarette in eine Zigarette eingesetzt wird, hat die Oberfläche des Filters weiter weg vom Tabak ein "abgestuftes" Aussehen. Der Körper 6 könnte jedoch am rechten Ende ebenso einen Volldurchmesser aufweisenden Bereich 7 haben.

Bei der Verwendung des Filters strömt durch den Filter gelangender Tabakrauch zumindest vorzugsweise durch einen Rauchströmungsweg, welcher durch vom Wickel 10 begrenzte Räume 11 und die Umfangsfläche des Teils 8 des Körpers 6 gebildet werden. Obwohl der Rauch beim aufeinanderfolgenden Durchströmen der Räume 11 ebenso durch das Zelluloseazetat der im Strömungsweg liegenden Rippen 9 strömt, hat dieser unterbrochene Strömungsweg jedoch einen niedrigeren Strömungswiderstand als der alternative Strömungsweg gleicher Länge durch das Zelluloseazetat des Körpers 8. Infolge Diffusion durch die Bereiche des Wickels 10, die die Räume 11 begrenzen, werden hohe Anteile an Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffoxid und anderen flüchtigen Bestandteilen beseitigt. Ebenso wird durch die vorgenannten Bereiche des Wickels 10 Luft in die Räume 11 gezogen.

Der Körper 6 kann entsprechend dem in der vorgenannten Anmeldung beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Die Umfangsfläche des reduzierten Körperteils 8 kann dadurch teilweise abgedichtet werden.

Bei der Verwendung eines jeden der dargestellten Filter wird davon ausgegangen, daß ein geringer Anteil der flüchtigeren Bestandteile des Rauches, welche durch den reduzierten Bereich des Körpers gelangen, durch die teilweise abgedichtete Umfangsfläche dieses Bereichs diffundieren und kann so ebenso einer Diffusionsbeseitigung solcher Bestandteile durch den Wickel 3 oder 10 unterworfen werden.

Die Filter können mittels eines Mundstückpapiers an einer Tabakstange angebracht werden, wobei das Mundstückpapier und ebenso die Wickel 3 oder 10 porös sein sollten, so daß Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxid durch beide diffundieren kann. Alternativ kann die Anbringung durch ein schmales Mundstückband vorgenommen werden, wobei das Material des Bandes nicht porös sein muß.

Die Gesamtlänge des Filterkörpers 1 oder 6 kann so kurz wie 10 mm oder so lang wie 45 mm sein. Die Länge des Teiles mit reduziertem Durchmesser kann aus einem Bereich von 5 mm bis 35 mm ausgewählt werden. Die Reduzierung des Durchmessers kann in einem Bereich von 1 mm bis 7 mm durchgeführt werden.

Der Aufbau und die Anordnung solcher Filter kann variiert werden:

Im Fall des Beispiels entsprechend Fig. 1 bis 3 ist das Zwischenteil 2 mit den Endteilen 1a und 1b einstückig ausgebildet. Entsprechend dem zuvor beschriebenen Alternativverfahren zur Herstellung ähnlicher Filter sind die Endteile 1a und 1b getrennt vom Teil 2 ausgebildet, wie dies schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Das Teil 2 kann relativ zu den Teilen 1a und 1b exzentrisch angeordnet sein, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Dabei kann der Querschnitt des Teils 2 kreisförmig oder halbkreisförmig sein, wie dies in Fig. 6a bzw. 6b dargestellt ist. Insbesondere in den letzteren Fällen können die Teile 1a und 1b mit dem Teil 2 integriert ausgebildet sein. Schließlich kann eins der Teile 1a und 1b einstückig mit dem Teil 2 ausgebildet sein, wie dies in Fig. 7 für das Teil 1b dargestellt ist.

Der stromaufwärts des reduzierten Bereiches liegende Bereich des Körpers kann so ausgebildet sein, daß die bevorzugte Strömung des Rauches zum Zwischenraum oder den Zwischenräumen gefördert wird, von denen aus die Diffusion der flüchtigen Bestandteile nach außen stattfindet. So kann entsprechend der Darstellung in Fig. 8 beispielsweise das Teil 1a mit über den Umfang im Abstand angeordneten Längsnuten 12 versehen sein. Anstatt kurz vor dem benachbarten Ende der Tabakstange 13 entsprechend der Darstellung in Fig. 8 zu enden, können ähnliche Nuten über die gesamte Länge des Teils 1a verlaufen.

Anstatt der oder zusätzlich zu solchen Nuten können in der Oberfläche dieses Teiles eine Aushöhlung oder Aushöhlungen vorgesehen sein, welche in Richtung auf das vom Tabak weggerichtete Ende des Teils 1a geneigt oder abgeschrägt sind. Die Oberfläche oder die Oberflächen einer solchen Aushöhlung oder Nut kann abgedichtet sein, um diese im wesentlichen rauchundurchlässig zu machen.

Der Raum 5 oder die Räume 11, welche durch das Zwischenteil des Körpers begrenzt werden, können eine Substanz, beispielsweise aktivierte Kohle oder Kohlenstoff, enthalten, um die Beseitigung von Rauchbestandteilen in Dampfphase zu fördern.

Derartige zuvor beschriebene Filter können in einen Filterteil eingesetzt oder mit diesem integriert oder getrennt kombiniert werden, welcher eine Rauchbeschleunigungsverengung des Querschnitts aufweist.

Beispielsweise kann ein ein wenig längerer Teil 1a vorgesehen sein, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Dieser längere Teil 1a ist mit einer Ringnut 14 versehen, welcher mit einem Dichtmittel 15 gefüllt ist oder dessen Wände abgedichtet sind, um so stromaufwärts des verbleibenden Bereiches dieses Teils und der Teile 2 und 1b eine Rauchbeschleunigungsöffnung 16 zu bilden.

Beim Filter gemäß Fig. 4 kann anstatt der Verwendung der Umfangsrippe 9 des Stabes 6 zur Stützung des Wickels 10 der reduzierte Bereich 8 des Körpers für diesen Zweck mit sich längs-erstreckenden Rippen versehen sein, so daß eine Vielzahl von parallelen Rauchfließkanälen gebildet wird.

Die Teile 2 oder 8 reduzierten Durchmessers bei jedem der vorgenannten Beispiele können eine andere Querschnittsform aufweisen, die beispielsweise dreieckig oder mehreckig ist.

Claims (7)

1. Tabakrauchfilter mit einem zwei Randabschnitte aufweisenden Filterkörper und einem den Filterkörper umgebenden, flüchtige Bestandteile des Tabakrauches durchlassenden Wickel, wobei im Bereich zwischen den Randabschnitten mindestens ein Hohlraum ausgebildet ist, der beim Rauchen einer Zigarette von Rauch durchströmt ist, und wobei der Wickel flächig auf dem Außenumfang der Randabschnitte anliegt und dabei mindestens einen Hohlraum nach außen hin begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hohlraum (5, 11) in dem rauchdurchlässigen Filterkörper (1) ausgebildet ist, welcher zur Bildung des Hohlraumes (5, 11) in einem Zwischenabschnitt (2) zwischen den Randabschnitten (1a, 1b; 9) in seinem Durchmesser um mindestens 1 mm reduziert ist.

2. Tabakrauchfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum ein einzelner, länglicher Ringraum (5) ist.

3. Tabakrauchfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (6, 8) eine Vielzahl von ringförmigen Rippen (9) bildet, welche den Zwischenabschnitt in einer Vielzahl von ringförmigen Hohlräumen (11) aufteilen.

4. Tabakrauchfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (1; 6, 8) aus Celluloseazetat besteht.

5. Tabakrauchfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (2) mit den Randabschnitten (1a, 1b) einstückig ausgebildet ist.

6. Tabakrauchfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zigarettennahe Randabschnitt (1a) des Filterkörpers mit einer Nut (12) und/oder Aushöhlungen versehen ist, durch die Rauch in den mindestens einen Hohlraum (5; 11) leitbar ist.

7. Tabakrauchfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im zigarettennahen Randabschnitt (1a) des Filterkörpers eine Rauchbeschleunigungsverengung (14, 15) bzw. eine Rauchbeschleunigungsöffnung (16) ausgebildet ist.