DE2755720C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterzigarette gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer Filterzigarette der gattungsgemäßen Art (US-PS 35 96 663) ist der Tabakrauchfilter aus einem im wesentlichen zylindrischen luftdurchlässigen Kern gebildet, der von einer inneren Hülle umgeben ist. Die innere Hülle ist gewellt, indem sie in Achsrichtung verlaufende Rillen und Rippen aufweist, und bildet mit einer äußeren Hülle aus luftdurchlässigem Material eine Reihe von Kanälen, die in Achsrichtung verlaufen. Diese Art der Ausbildung eines Tabakrauchfilters hat zur Folge, daß beim Rauchen Luft über die äußere Hülle in die Kanäle angesaugt wird, in welchen sich die Luft über die Länge des Tabakrauchfilters verteilt. Ein Teil der angesaugten Luft gelangt durch die innere Hülle in den Kern des Tabakrauchfilters und vermischt sich dort mit dem aus dem Tabakstrang angesaugten Rauch. Der größte Teil der angesaugten Luft strömt jedoch durch die zwischen den beiden Hüllen begrenzten Kanäle zum Mund des Rauchers, wo sich die Luft mit dem angesaugten Rauch aus dem Kern des Tabakrauchfilters vermischt. Durch die über die äußere Hülle in die Kanäle angesaugte Luft wird der durch den Kern des Tabakrauchfilters bedingte, unerwünschte Druckabfall kompensiert. Zur Filterwirkung trägt bei dieser Filterzigarette lediglich der Kern des Tabakrauchfilters bei.

Bei einer weiteren bekannten Filterzigarette (DE-AS 21 07 850) ist der luftdurchlässige Kern des Tabakrauchfilters mit in Achsrichtung verlaufenden Rillen und Rippen versehen. Der Kern ist von einer inneren Hülle umgeben, die von einer äußeren Hülle umwickelt ist. Beide Hüllen sind aus luftdurchlässigem Material gebildet und zwischen der inneren Hülle und dem gewellten Kern sind Kanäle gebildet. Die Kanäle können sich hierbei über einen Teilabschnitt des Kerns erstrecken, insbesondere sind sie vor dem mundseitigen Abschluß des Filters in Achsrichtung geschlossen. Beim Rauchen der Filterzigarette gelangt ein Teil des aus dem Tabakstrang austretenden Rauches in die Kanäle, wo sich dieser Rauch mit der von außen angesaugten und durch die beiden Hüllen tretenden Luft vermischt. Dadurch, daß die Kanäle vor dem mundseitigen Abschluß des Filters in Achsrichtung geschlossen sind, gelangt das Tabakrauch-Luftgemisch von den Kanälen in den Kern des Tabakrauchfilters, so daß dieses Rauch/Luft-Gemisch ebenso wie der unmittelbar aus dem Tabakstrang in den Kern des Tabakrauchfilters angesaugte Rauch durch den Kern aus luftdurchlässigem Material gefiltert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filterzigarette zu schaffen, deren Tabakrauchfilter gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik eine verbesserte Filterwirkung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Nach Maßgabe der Erfindung stimmt die gleichfalls gewellte Oberfläche des Kerns mit der gewellten Innenoberfläche der unmittelbar am Kern anliegenden inneren Hülle überein und ist jeder Kanal des Tabakrauchfilters auf der dem Tabakstrang der Zigarette gegenüberliegenden Seite vor dem mundseitigen Abschluß des Filters in Achsrichtung geschlossen. Diese Ausbildung hat zur Folge, daß sich durch in den von den beiden Hüllen begrenzten Kanälen vom Tabakstrang angesaugter Rauch mit der durch die äußere Hülle angesaugten Luft vermischt, wobei dieses Rauch-Luftgemisch die gewellte Außenoberfläche der Hülle überströmt und dabei einer ersten Filterwirkung unterworfen ist. Die innere Hülle kann hierbei unabhängig von dem luftdurchlässigen Kern des Tabakrauchfilters mit Hinsicht auf die Filtereigenschaften optimiert werden. Nach dem Überströmen der gewellten Außenoberfläche der inneren Hülle, die infolge der Wellung eine große Überströmfläche aufweist, gelangt das Rauch-Luftgemisch durch die innere Hülle hindurch in den luftdurchlässigen Kern, so daß das Rauch-Luftgemisch infolge Durchtritts durch die innere Hülle einem weiteren Filtervorgang unterzogen wird. Da infolge der Blockierung der Kanäle vor dem mundseitigen Abschluß das Rauch-Luftgemisch zwangsweise durch den Kern aus luftdurchlässigem Material treten muß, wird das Rauch-Luftgemisch einem weiteren Filtervorgang unterworfen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme ist darin zu sehen, daß über das Material und die Ausbildung der inneren Hülle neben der Filterung auch eine Steuerung des Druckabfalls im Tabakrauchfilter bewerkstelligt werden kann. Kohlenmonoxid kann schließlich aus dem in den Kanälen fließenden Rauch durch die äußere Hülle nach außen diffundieren.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochen wiedergegebene Ansicht einer erfindungsgemäßen Filterzigarette;

Fig. 2 und 3 Teilschnitte zur Wiedergabe eines Filters nach Fig. 1 bei der Befestigung an einer Filterzigarette durch ein Ringmundstück bzw. durch eine Umhüllung.

Der in Fig. 1 wiedergegebene Tabakrauchfilter 1 enthält einen Kern 2 aus gekräuselten Zelluloseacetatfäden. Diese sind miteinander an ihren Berührungsstellen durch einen Lösungsmittel-Plastifikator, beispielsweise Triacetin verbunden. Unmittelbar um den Kern 2 ist eine innere Hülle 3 aus luftdurchlässigem Filterpapier gelegt, die in Längsrichtung über ihre gesamte Länge bis auf einen Umfangsabschnitt 6 an einem Ende 7 gewellt ist. Die Kernoberfläche stimmt mit den Wellungen in der Hülle 3 überein. Die Hülle 3 kann statt dessen auch aus gebundenen Zelluloseacetatfäden bestehen. Unmittelbar über der Hülle 3 befindet sich unter Bildung von Kanälen 5 mit den Wellungen eine ungewellte äußere Hülle 4 aus luftdurchlässigem Papier. Der Kern 2 und die Hüllen 3 und 4 erstrecken sich über die gesamte Länge des Filters 1. Die Abstände zwischen den den Kern 2 bildenden Fäden stellen dessen Luftdurchlässigkeit sicher. Ist der Filter am Ende 8 an einer Zigarette befestigt, dann tritt etwas vom Rauch unmittelbar in den Kern 2 ein und gelangt zum Ende des Filters 7, wobei er durch den Kontakt mit den den Kern bildenden Fäden gefiltert wird. Rauch tritt zusammen mit der durch die durchlässige äußere Hülle 4 eingesaugten Verdünnungsluft auch in die Kanäle 5 bis zu dem ungewellten Abschnitt 6 ein, und der verdünnte Rauch gelangt dann in den Kern 2, nachdem er durch die gewellte innere Hülle 3 geströmt ist, und tritt aus dem Filter am Ende 7 aus. Dieser Rauch ist somit sowohl durch die Hülle 3 als auch durch den Kern 2 gefiltert. Der Anteil des Rauches, der unmittelbar in den Kern 2 eintritt und derjenige, der nach dem Durchströmen der gewellten Filterhülle 3 eintritt, werden durch Faktoren bestimmt, beispielsweise die Dichte der Packung der Fäden des Kernes 2, die Luftdurchlässigkeit der gewellten Hülle 3 und die entsprechenden Bereiche der Endfläche von Kern 2 und der Oberfläche, einschließlich der Wellungen der inneren Hülle 3. Es kann davon ausgegangen werden, daß CO aus dem Rauch in den Kanälen 5 nach außen durch die äußere Hülle 4 diffundiert.

Die Wellungen in der Hülle 3 sind vorteilhaft so gewählt, daß ca. 25 Wellungen auf 25 mm treffen.

Fig. 2 und 3 der Zeichnungen zeigen einen Filter nach Fig. 1 befestigt an dem mit 8 in Fig. 1 bezeichneten Ende eines Tabakstrangs durch ein Ringmundstück 50 (Fig. 2) bzw. eine Mundstückumhüllung (Fig. 3). Wie man aus Fig. 2 erkennt, wird das Ringmundstück mit Hilfe eines schmalen Streifens aus Mundstückpapier hergestellt, welches sich um die Verbindungsstelle zwischen Filter 52 und Tabakstrang 54 erstreckt und dabei das Filterpapier 56 und die äußere Hülle 58 des Filters nur über eine kurze Länge an den voreinanderstoßenden Enden überlappt. In Fig. 3 erstreckt sich die Mundstückumhüllung 60 über die volle Länge des Tabakrauchfilters und eine äußere Hülle 58 und überlappt teilweise das Zigarettenpapier 56.

Für die Herstellung des Filters geeignete Materialien sind für den Kern Tous von fadenförmigem Zelluloseacetat, beispielsweise mit Fäden im Bereich von 1,6 bis 3,5 denier und als zu wellendes Filtermaterial ein Papier mit einem Grundgewicht von 60 bis 180 g/m² und einer Luftdurchlässigkeit zwischen 38 Litern pro Minute, gemessen in einem Bereich von 102 qm unter einem Druck von 100 mm Wassersäule. Der dem Tabakrauch ausgesetzte Bereich der gewellten Hülle kann zwischen 18 und 28 mm² pro Millimeter Länge des Filters liegen. Man kann auch andere Materialien als Papier verwenden, beispielsweise Gebilde aus Fasern, wobei als Alternativen poröse Kunststoffe und Kunststoffschäume verwendet werden könnten.

Die folgende besondere Beschreibung bezieht sich auf eine Anzahl besonderer Filterzigaretten gemäß der Erfindung, die erprobt worden sind. Es handelt sich jedoch nur um reine Ausführungsbeispiele. In den Beispielen wurden die Filter alle auf den gleichen im Handel erhältlichen King-Size-Zigaretten erprobt. Alle Filter dieser Beispiele entsprachen dem Beispiel nach Fig. 1, wobei die innere Hülle einen ungewellten Abschnitt von 3 mm Länge an einem Ende und Wellungen im Ausmaß von 25 Wellungen pro 25 mm aufwiesen, die sich von diesem Bereich zum anderen Ende erstreckten. Die Filter hatten den üblichen Durchmesser von 8 mm.

Bei den Filtern nach den Beispielen 1 bis 7 wurde für die innere gewellte Hülle Papier verwendet. Die Filter nach den Beispielen 1 bis 5 wurden am Tabakstrang mit Hilfe des Ringmundstückes nach Fig. 2 befestigt. Die Filter nach den Beispielen 6 und 7 wurden mit einer Mundstückumhüllung nach Fig. 3 befestigt. Für den Filter nach Beispiel 6 hatte dieser eine Luftdurchlässigkeit (vgl. nachstehend) von 20×103, und der Filterbeleg für den Filter nach Beispiel 7 hatte eine Luftdurchlässigkeit von 2×103.

Bei den Filtern nach den Beispielen 8 und 9 bestand die innere gewellte Hülle aus gebundenen Zelluloseacetatfäden.

Die Filterzigaretten wurden durch Rauchen auf einer normalen Rauchmaschine mit Standardzügen von 35 ml von 2 Sekunden Dauer pro Minute getestet. In jedem Falle betrug die Einsetztiefe des Filtermundstücks in die Maschine 3 mm. War ein Ringmundstück verwendet, dann hatte dies 8 mm Breite, wobei 4 mm den Tabakstrang und die anderen 4 mm den Filter überdeckten. Einzelheiten der verschiedenen geprüften Filter und der erhaltenen Resultate sind in der Tabelle aufgeführt. Zur Vervollständigung der Werte in der Tabelle ist auf folgendes noch hinzuweisen:

Kern

In jedem Falle bestand der Kern des Filters aus gebundenen gekräuselten Zelluloseacetatfäden; die ersten und zweiten Zahlen in jedem Fall zeigen das Fadendenier an, und das gesamte Denier mal 10-3, d. h. 1,6/38 bedeutet ein Fadendenier von 1,6 und ein Gesamtdenier von 38×103.

Innere Hülle

Papier A verwendet als Hülle für alle Beispiele 1 bis 7 hatte eine Luftdurchlässigkeit (vgl. unten) vor dem Prägen von 14×103. Hüllen B und C, verwendet in den Beispielen 8 und 9 bestanden aus gebundenen gekräuselten Zelluloseacetatfäden; B hatte ein Fadendenier von 3 und ein Gesamtdenier von 29×103 und C ein Fadendenier von 1,6 und ein Gesamtdenier von 38×103.

Äußere Hülle

Die äußere Hülle war in jedem Falle glattes Papier mit der unten angegebenen Luftdurchlässigkeit.

Beispiele

Luftdurchlässigkeit

Alle Luftdurchlässigkeiten wurden in Potts Einheiten gemessen, d. h. in Volumina in ml, die pro Minute eine 10 cm² große Fläche aus dem Material unter einem Druck von 10 cm Wassersäule passieren.

TPM-Verringerung

Dies ist die Verringerung der gesamten Festkörpermasse frei von Nikotin und Wasser.

Man erkennt aus den in der Tabelle angegebenen Resultaten, daß die geprüften Filter eine hervorragende Beseitigung von Nikotin und Gesamtkleinmaterialmasse liefern und außerdem eine gute Entfernung von CO. Im Vergleich dazu liefern übliche belüftete Filter mit einer gelochten äußeren Hülle aus undurchlässigem Material bei Prüfung in der gleichen Weise eine CO-Entfernung äquivalent nur dem Ausmaß der Luftverdünnung, d. h. 5-Vol.-%-Luftverdünnungsfilter ergaben nur 5% CO-Entfernung, ein 10%-Verdünnungsfilter eine Entfernung von 10% CO usw.

Claims (4)

1. Filterzigarette mit einem Tabakrauchfilter, der einen sich in Achsrichtung erstreckenden luftdurchlässigen Kern, eine innere Hülle aus luftdurchlässigem Material, mit in Achsrichtung verlaufenden Rillen und Rippen um die Umfangsoberfläche des Kerns und eine um diese innere Hülle angeordnete äußere Hülle aus luftdurchlässigem Material aufweist, die mit der gewellten inneren Hülle wenigstens einen in Achsrichtung verlaufenden Kanal begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichfalls gewellte Oberfläche des Kerns (2) mit der gewellten Innenoberfläche der unmittelbar am Kern (2) anliegenden inneren Hülle (3) übereinstimmt und daß jeder Kanal (5) des Tabakrauchfilters auf der dem Tabakstrang (54) der Zigarette gegenüberliegenden Seite vor dem mundseitigen Abschluß des Filters in Achsrichtung geschlossen ist.

2. Filterzigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) in einem nicht gewellten Bereich (6) enden, der sich in Umfangsrichtung um die innere Hülle (3) erstreckt.

3. Filterzigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (52) mit dem Tabakstrang (54) durch ein Ringmundstück (50) verbunden ist.

4. Filterzigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Tabakstrang (54) und Filter (52) durch eine Mundstückumhüllung (60) miteinander verbunden sind.