DE2755720C2 - - Google Patents
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- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
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:
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.
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.
Die äußere Hülle war in jedem Falle glattes Papier
mit der unten angegebenen 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.
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.
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