DE2811710A1

DE2811710A1 - Filterzigarette, filter, insbesondere fuer zigaretten, und verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2811710A1
Application number: DE19782811710
Authority: DE
Inventors: Floyd Vanmeda Hall
Original assignee: Liggett Group Inc
Current assignee: Liggett Group LLC
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1978-09-21
Also published as: IT7821313A0; CH630786A5; FR2383616B1; JPS53115898A; BR7801561A; IT1093311B; GB1601221A; FR2383616A1

Description

"Filterzigarette, Filter, insbesondere für Zigaretten, und Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung"

Beanspruchte Priorität: 18. März 1977, V.St.A., Nr. 779 026

Die Erfindung betrifft Filter, insbesondere, aber nicht ausschließlich einen Zigarettenfilter. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Filter mit Tasche für eine Zigarette mit Verdünnung des Zigarettenrauchs durch Luft, sowie die mit dem Filter versehene Zigarette und das Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen des Filters.

Es sind schon verschiedene Arten von Filtern für Filterzigaretten bekannt. In manchen Fällen besteht der Filter aus einem einzigen Abschnitt aus an sich reißend, wie ad- oder absorbierend wirkendem Filtermaterial, wie Celluloseacetat, das man normalerweise allgemein, insbesondere aber auch als multifiles Faserbündel, als Tow bezeichnet und das am Ende eines Tabakstranges angeordnet J»st, um beim Rauchen einen Strom durch den Filterkörper gezogenen Rauchs zu filtrieren. In anderen Fällen haben die Filter einen mehrere Abschnitte umfassen-

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den Aufbau, um die Filtrierwirkung von zwei verschiedenen Arten von Filtermitteln in einem Filter zu kombinieren. Eine bekannte Art von Filter hat z.B. eine Kammer aus teilchenförmigem Material, wie Holzkohle, die zwischen zwei Abschnitten aus fasrigem Filtermaterial, wie Tow, angeordnet ist. In diesem Fall wird der Rauch der Zigarette zunächst in einem fasrigen Filterabschnitt^dann in dem Holzkohle enthaltenden Abschnitt und schließlich im anderen fasrigen Filterabschnitt filtriert.

Es sind auch andere Filter bekannt, bei denen Luft von außen eingesaugt wird, um den. Rauch zu verdünnen, ehe oder während dieser in den Mund des Rauchers gelangt. Damit Luft in den Filter eingezogen werden kann_i sind in solchen Fällen normalerweise Perforationen im äußeren Hüllpapier, nämlich im Filteransetzpapier vorgesehen, durch das der Filter mit einem Tabakstrang verbunden ist. Wenn Luft unmittelbar in den Filter eingezogen wird, sind die Filtermittel normalerweise von einem porösen Filterstab-Hüllpapier umwickelt, dessen Porosität das Eindringen der Luft in den Körper des Filters erlaubt. *

Im Zusammenhang mit den verschiedenen bekannten Filtern gibt es auch eine Reihe von Verfahren zum Herstellen dieser Filter. Bei der Herstellung von aus mehreren Abschnitten zusammengesetzten Filtern werden beispielsweise Holzkohle zustellende Räder zur Ablagerung von Chargen aus Holzkohle zwischen im Abstand voneinander angeordneten Stopfen aus fasrigem Filtermaterial verwendet, wie aus den US Patenten 3 356 321 und 3 259 029 hervor-

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geht. Es ist auch bereits bekannt, Körnchen aus Filtermaterial unmittelbar in einen kontinuierlich bewegten Strom aus fasrigem Filtermaterial einzubringen. Hierbei können einzelne Chargen aus körnchenförmigem Filtermaterial auf dem fasrigen Filtermaterialstromabgelegt und der Faserstrom anschließend zu einem Zylinder aufgerollt und von Filterstab-Hüllpapier umgeben werden. Außerdem kann der Strom aus fasrigem Filtermaterial in U-förmige Gestalt gebracht werden, indem man ihn durch einen U-förmigen Durchlaß führt, der z.B. von einer Trompeten- und Rippenkonstruktion begrenzt ist, wie im US Patent 3 8*J4 200 beschrieben. Man kann auch unterhalb des Tows mit Hilfe einer Unterdruckquelle Saugwirkung ausüben, um den Übergang der Körnchen in die bewegte U-förmige Bahn aus fasrigem Filtermaterial zu beschleunigen. Es sind weitere Verfahren bekannt, bei denen ein vorgeformter fasriger Filterstab der Länge nach aufgeteilt und auseinandergefaltet wird, um Chargen aus teilchenförmigem Material aufzunehmen, und anschließend wieder zu zylrindrischer Form zusammengeklappt wird.

Wenn jedoch das teilchenförmige Material in gleichen Abständen in eine U-förmige Bahn eingebracht oder auf einen kontinuierlich bewegten Strom aus fasrigem Filtermaterial aufgebracht wird, kann das teilchenförmige Material an beiden Enden des dabei entstehenden Filters austreten. Das ist aus einer Reihe von Gründen mit Nachteilen behaftet. Erstens kann das teilchenförmige Material den durch den Filter strömenden Rauch nicht wirksam filtrieren, insbesondere nicht das teilchenförmige Material am Baucherende des Filters. Zweitens ist das Erscheinen des teilchenförmigen

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Materials am offenliegenden Ende des Filters vom ästhetischen Standpunkt aus nicht befriedigend. Außerdem erfordert es eine Überwachung mit teuren Geräten_;um Filter oder Zigaretten zu erkennen und auszusondern, die als "Fehler" freiliegende Partikel des teilchenförmigen Materials aufweisen. Drittens können beim Rauchen Stückchen des teilchenförmigen Materials in den Mund des Rauchers gelangen, wenn sie am Ende der Zigarette freiliegen.

Wenn Filter mit Taschen in Zigaretten mit Luftverdünnung verwendet werden, ergeben sich noch weitere Nachteile. Da die Luftperforationen im Filteransetzpapier einen Abstand vom Mund des Rauchers haben müssen, damit sie beim Rauchen nicht von den Lippen überdeckt werden, hat man die Luftlöcher im allgemeinen etwas weiter als die halbe Filterlänge vom freiliegenden Ende des Filters weg angeordnet. Infolgedessen sind die Perforationen mit der Tasche des teilchenförmigen Materials innerhalb des Filters ausgerichtet. Wenn also Luft in den Filterkörper eintritt, hat sie die Tendenzen das teilchenförmige Material zusammen mit dem Rauch einzuströmen und sich innerhalb der Tasche mit dem Rauch zu vermischen. Das wiederum reduziert die Leistungsfähigkeit der Filtrierwirkung des teilchenförmigen Materials."

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filter mit Tasche zu schaffen, bei dem kein teilchenförmiges Material am freiliegenden Ende des Filters an einer Zigarette austritt. Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein einfaches Verfahren zum Herstellen von Filtern mit Taschen aus teilchenförmigen! Filtermaterial darin zu schaffen.

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Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Herstellen von Filtern mit Taschen zu schaffen, die mit einem Minimum an Bauteilen auskommt.

Ein Filter mit Tasche ist Gegenstand der Erfindung, in dem das teilchenförmige Material dem Ta"bakende des Filters näher ist als dem später freiliegenden Ende.

Als Vorteil der Erfindung ergibt sich dabei eine Filterzigarette mit Luftverdünnung,'bei der der Rauch von einer Tasche aus teilchenformigem Filtermaterial filtriert wird, ehe er mit Luft gemischt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, das der Wirkungsgrad von Filtern erhöht wird, die in Filterzigaretten mit hohem Grad an Luftverdünnung verwendet werden.

Mit der Erfindung wird kurz gesagt ein Filter geschaffen, der aus einem länglichen zylindrischen Körper aus fasrigem, an sich reißendem oder mitführend wirkendem Filtermaterial, einer Charge oder Ladung aus teilchenformigem Filtermaterial, welches innerhalb des Körpers eingehüllt ist, und einer den Körper umgebenden Schicht aus Filterstab-Hüllpapier zusammengesetzt ist, und in dem die Charge aus teilchenformigem Material einem Ende des Filters näher ist als dem anderen. Das bedeutet, daß die Charge auf einer in Querrichtung verlaufenden Mittellinie angeordnet ist, die einen größeren Abstand von einem Ende des Filterkörpers (d.h. dem freiliegenden Ende) als vom entgegengesetzten Ende (d.h. dem Tabakende) hat, während sie gleichzeitig auch radial innerhalb des

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Körpers angeordnet ist (d.h. im Abstand vom Umfang des Filterkörpers). Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel besteht das fasrige Filtermaterial aus Celluloseacetat, normalerweise als Tow bezeichnet, während als teilchenförmiges Material Holzkohle verwendet ist.

Ferner schafft die Erfindung eine Filterzigarette, die aus einem Tabakstrang, einem Filter gemäß der obigen Beschreibung und einer den Tabakstrang mit dem Filter verbindenden Schicht aus Filteransetzpapier besteht. Wenn es sich bei der Zigarette .um eine Zigarette mit Luftverdünnung handelt, hat das Filteransetzpapier eine ringförmige Anordnung von Öffnungen, durch die Luft in den Filterkörper eintreten kann, während das Filterhüllpapier porös ist, damit die Luft hindurchströmen kann. Darüberhinaus ist die ringförmige Anordnung aus Öffnungen dem freiliegenden Ende des Filters näher angeordnet als die in Querrichtung verlaufende Mittellinie der Charge aus teilchenförmigen! Filtermaterial. Auf diese Weise wird erreicht, daß .Luft, die durch die Öffnungen in den Filterkörper eindringt, an einer Stelle in Strömungsrichtung hinter dem Hauptkörper teilchenförmigen Materials eintritt. Folglich strömt beim Rauchen der Rauch zunächst durch das teilchenförmige Material, indem er den Weg des geringsten Widerstandes geht, ehe er mit der Luft vermischt wird.

Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen der oben beschriebenen Filter.

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Das Verfahren sieht vor, eine Bahn aus fasrigem, mitreißend wirkendem Filtermaterial in und durch einen trichterförmigen Durchlaß zu führen, und zwar von unterhalb der Höhe des Durchlasses, . damit die Bahn zu einem TJ-förmigen Trog oder einer U-förmigen Rinne geformt wird, und daß anschließend eine Serie von Chargen aus teilchenförmigen! Material in Abständen voneinander in den Trog oder die Rinne eingespritzt oder eingeführt wird. Um die Abstände zwischen den Chargen des teilchenförmigen Materials in den endgültigen Filtern zu erreichen, werden die Chargen in den nicht abgestützten Trog bzw. die Rinne aus . fasrigem Filtermaterial in einem abwechselnden Muster ungleichmäßiger Abstände eingeführt. Nach dem Einführen wird das fasrige Filtermaterial um die eingespritzten Chargen gehüllt und mit einem Streifen aus Filterstab-Hüllpapier versehen, der dann um die Filtermaterialien gewickelt wird, um einen Endlosstab zu bilden. Das Hüllpapier wird in sich selbst leicht überlappt, und der gesamte Stab längs der Überlappung versiegelt I

oder verklebt. Dieser Filtersieb wird dann so weiter verarbeitet, daß er zwischen einem Paar in dichtem Abstand voneinander angeordneten Chargen getrennt wird, um Filteretftbe beispielsweise in einer zur Erzeugung von sechs Filtern auereichenden Länge zu schaffen. Jeder dieser Filterstäbe wird anschließend zwischen einem Paar von im engen Abstand.voneinander liegenden Chargen unterteilt, um einen Doppelfilterstab zu schaffen, in dem ein Paar Chargen mit großem Abstand voneinander enthalten sind. Jeder dieser zuletzt genannten Filterstäbe wird dann in bekannter Weise mit zwei Tabaksträngen verbunden und in der Mitte zwischen

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den beiden in großem Abstand voneinander angeordneten Chargen aus teilchenformigem Material unterteilt. Die dabei entstehenden Filterzigaretten haben also einen Filter, in dem die Charge aus teilchenformigem Material dem Tabakstrang näher ist als dem freiliegenden Ende der Zigarette.

Die Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung, beispielsweise in Form eines drehbaren Rades mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen angeordneten Kammern zur Aufnahme einzelner Chargen aus teilchenformigem Filtermaterial, eine Einrichtung, mit der nacheinander jeweils eine Charge aus einer Kammer ausgestoßen wird_s eine einen trichterförmigen Durchlaß unterhalb des Rades begrenzende Einrichtung, eine Einrichtung, die das Tow unter Spannung hält, und eine Einrichtung, mit der eine Bahn aus weichgemachtem fasrigem Material von unterhalb der Höhe des Durchlasses . in den Durchlaß bewegt wird. Durch Einführen der Bahn in den Durchlaß von unterhalb und unter Spannung wird die Bahn gegen die untere Innenwand des Durchlasses gepreßt und bildet einen U-förmigen Trog oder eine U-förmige Rinne. Dann kann die Bahn unter das Rad transportiert werden, um in nicht abgestütztem Zustand eine Serie einzelner Chargen aus teilchenformigem Material im Trog oder in der Rinne aufzunehmen. Dadurch daß die Bahn von unterhalb des U-förmigen Trichters unter Spannung zugeführt wird, sind keine weiteren Bauelemente nötig, um die U-Form der Rinne beizubehalten, denn das Tow nimmt die untere innere Gestalt des Durchlasses an. Das Einspritzrad kann entweder so konstruiert

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sein, daß es einzelne Chargen in die Rinne aus fasrigem Material einspritzt oder einführt oder daß es paarweise Ladungen oder Chargen in die Rinne aus fasrigem Material einführt.

Zur Vorrichtung gehört auch eine Einrichtung zum Transport eines Streifens aus Filterhüllpapier unter das Tow aus fasrigem Filtermaterial sowie eine Form- und Klebeinrichtung in Bewegungsrichtung hinter dem Rad, um den Streifen aus Hüllpapier um das fasrige Filtermaterial und die eingespritzten Chargen aus teilchenformigem Material zu hüllen und zu versiegeln oder zu verkleben, um auf bekannte Weise einen Endlosstab zu schaffen.

Der Filter ist mit einer Innentasche aus Holzkohle versehen, die dem Tabakstrang näher ist als dem freiliegenden Ende, damit keine Holzkohle zum freien Ende hin austreten kann und damit der Rauch ehe er mit Luft verdünnt wird filtriert werden kann, wenn der Filter an einer Zigarette mit LuftVerdünnung verwendet ist.

Die Vorrichtung zum Herstellen des Filters verformt einen Strom aus Tow zu einer U-förmigen Rinne, so daß Chargen aus Holzkohle mit einem Holzkohle zustellenden Rad in die Rinne eingespritzt werden können. Die Gestalt des Tows wird dadurch gewährleintet, daß das Tow in einen trichterförmigen Durchlaß von unterhalb der Höhe des Durchlasses eingeführt wird, wobei das Tow die

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U-förmige Gestalt beibehält, ohne daß weitere Einrichtungen dazu nötig wären.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Pig. I eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht der Bauelemente der Vorrichtung, mit denen eine fasrige Filterbahn in eine U-förmige Rinne verformt und teilchenformiges Material in die U-förmige Rinne eingespritzt wird;

Fig. 3 einen von einem mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 hergestellten Endlosstab abgetrennten Filterstab;

Fig. 4 einen Doppelfilterstab, der vom Filterstab gemäß Fig. 3 abgeschnitten ist;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine gemäß der Erfindung hergestellte Zigarette.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Vorrichtung 10 eine Zuführeinrichtung 11 zum Bewegen eines Tows 12 in Form von weichgemachtem fasrigem Filtermaterial (insbesondere als multifiles Faserbündel) unter Spannung von einer nicht gezeigten Vorratsquelle in einer vorherbestimmten Bewegungsbahn auf, sowie eine Durchlaßeinrichtung 13, die einen trichterförmigen Durchlaß begrenzt, um das Tow 12 zu einer U-förmigen Rinne (siehe Fig. 2) umzuformen, ferner eine Einführ- bzw. Injektions- bzw.Einspritzet

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einrichtung 14 zum Injizieren einer Serie von Chargen 15 aus teilchenförmigem Material in die U-förmige Rinne, während diese nicht abgestützt ist, und eine Fördereinrichtung 16 zum Zustellen eines Streifens 17 aus Filterhüllpapier unter das Tow 12 sowie eine Form- und Klebeinrichtung 18.

Die Zufuhreinrichtung 11, mit der das Tow 12 bewegt wird, arbeitet mit mindestens einer Führungsrolle bzw. Führungswalze 19, um die das Tow 12 in einen nach oben geneigten BahnabBchnitt 20 geführt ist.

Wi* Pig. 2 zeigt, ist die Durchlaßeinrichtung 13, die den trichterförmigen Durchlaß bildet, von einem Trichter verkörpert, der am vorderen Ende einen konischen Abschnitt 21 und am hintersten Ende einen zylindrischen Abschnitt 22 hat» Di* Innenwand 23 de· Trichtere der Durchlaßeinrichtung 13 geht kontinuierlich vom konischen Abschnitt 21 in den zylindrischen Abschnitt über. Aus Fig. 1 geht hervor, daß der Trichter der Durchlaßeinrichtung 13 horizontal angeordnet ist und In di* Bahn des Tow· 12 ragt. Infolgedessen wird das Tow 12 um den Rand des Trichters der Durchlaßeinrichtung I3 abgebogen, wenn es in den konischen Abschnitt 21 einläuft. Darüber hinaus breitet eich das Tow 12 über die Wand 23 des konischen Abschnitts 21 aus und nimmt dadurch eine gerundete Gestalt ähnlich der Wand 23 an. Wenn das Tow 12 durch den zylindrischen Abschnitt 22 lauft, wird es noch stärker U-förmig, weil sich der Trichter der Durchlaßeinrichtung I3 verengt. Beim Austritt aus dem Trichter

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hat das Tow 12 also die Gestalt einer U-förmigen Rinne»

Aus Fig. 1 ist zu entnehme^ daß die Fördereinrichtung 16 von herkömmlichem Aufbau ist und mit einem Band oder Endlosriemen Zk arbeitet, der über entsprechende Antriebsführungswalzen 25, 26 geführt und angetrieben ist. Das in Bewegungsrichtung vordere Ende der Fördereinrichtung 16 ist unmittelbar hinter der Aufnahmestelle angeordnet, an der das Tow 12 das körnchenförmige Material von der Einspritzeinrichtung 14 erhalte

Die Einspritzeinrichtung I^ ist so angeordnet^ daß sie die Chargen 15 aus teilchenförmigen! Material, beispielsweise Holzkohle in die U-förmige Rinne des Tows 12 einspritzt oder einführt. Die Einspritzeinrichtung 14 ist z.B„ als drehbares _} Holzkohle zustellendes Rad 2? mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen angeordneten Kammern 28 zur Aufnahme von Holzkohle aus einem Vorratstrichter 29 oberhalb des Hades 2? ausgebildete Ferner sind entsprechende Stößel 30 in den Kammern 28 verschiebbar angebracht, um die Chargen aus Holzkohle an einer untersten Stelle des Rades 27 auszustoßen. Zu diesem Zweck ist das Had 2? mit einer Einrichtung in Form eines hin- und herbewegten Hammers 3I am unteren Bereich versehen, der nacheinander paarweise Chargen 15 aus Holzkohle einspritzt. Wie bekannt ist ein solcher Hammer 3I so bemessen und zeitlich abgestimmt, daß er zwei Stößel 30 in ihre entsprechenden Kammern 28 schiebt, um ein Paar Ladungen 15 auszustoßen. Andererseits kann der Hammer 3I aber auch so

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bemessen und zeitlich synchronisiert sein, daß er jeweils nur eine Charge in die U-förmige Bahn aus Tow 12 abgibt.

Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, daß ein Teil des Urrfangs des drehbaren, Holzkohle zustellenden Rades 2? von einer Haube 32 umgeben ist, um die Chargen 15 aus Holzkohle innerhalb der Kammern 28 zu halten, bis.sie ausgestoßen v/erden sollen. Zu diesem Zweck erstreckt sich die Haube 32 bis an eine Stelle in der Nähe der untersten Position des die Holzkohle zustellenden Rades 2?.

Zur Fördereinrichtung 16 für die Zufuhr des Streifens 17 aus Filterhüllpapier gehört eine Bobine oder Vorratsrolle 33 mit Filterhüllpapier, die in bekannter Weise drehbar an der Vorrichtung angebracht ist, sowie eine oder mehrere Führungsrollen bzw. Führungswalzen 3*1·, die den Streifen 17 an einer Stelle unmittelbar hinter dem Holzkohle zustellenden Rad 27 auf den Förderriemen 2k führen. Die Fördereinrichtung 16 dient also dazu, den Streifen 17 aus Filterhüllpapier und das die Chargen 15 enthaltende Tow 12 durch die Form- und Klebeinrichtung 18 zu transportieren. Das Filterhüllpapier ist porös, damit Luft hindurchströmen kann, wie weiter unten im einzelnen erläutert.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Form- und Klebeinrichtung 18 von bekanntem Aufbau und in Bewegungsrichtung hinter dem Holzkohle zustellenden Rad 27 angeordnet, um den Streifen 17 aus Filterhüllpapier um das Tow 12 und die eingespritzten Chargen 15 aus

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Holzkohle zu schlingen und zu verkleben oder anders zu versiegeln, damit ein Endlosfilterstab 35 geschaffen wird=

Fig. 1 zeigt auch, daß die Kammern 28 des die Holzkohle zustellenden Rades 27 so in Abständen angeordnet sind₉ daß sich für die Chargen 15 eine abwechselnde Aufeinanderfolge ungleichmäßiger Abstände ergibt. Mit anderen Worten,, die Chargen jedes Paares eingespritzter Chargen 15 haben einen Abstand A von Mittellinie zu Mittellinie, der kleiner ist als der Abstand B von Mittellinie zu Mittellinie zwischen einem eingespritzten Paar von Chargen und dem nächsten Paar Chargen 15· Z.B. haben die Chargen 15 jede· Paares eingespritzter Chargen untereinander einen Abttand A von 16 mm, während die Paare Chargen jeweils einen Abstand B von 34 nun voneinander haben. Dadurch ergeben sich abwechselnde Abstände von Mittellinie zu Mittellinie von 16 und 34 nun.

Im Betrieb wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 das Tow 12 aus fasrigem Filtermaterial, wie Celluloseacetat, nach oben durch den geneigten Bahnabschnitt 20 zum Trichter d®r Durchlaßeinrichtung 13 geführt. Wenn die Bahn aus Tow 12 in den Trichter der Durchlaßeinrichtung 13 eintritt, wird sie aufgrund der Spannung in der Bahn aus Tow 12 zwischen der Führungswalze 19 und dem Ausgangsende des Trichters abgelenkt» Dadurch paßt sich die Bahn aus Tow 12 der Gestalt der Innenwand 23 des Trichters an (Fig. 2) und wird im Verlauf durch den zylindrischen Abschnitt 22 des Trichters zu einer U-förmigen Rinne umgeformt.

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Beim Austritt aus dem Trichter läuft die U-förmige Bahn aus Tow 12 unmittelbar unter der untersten Stelle des die Holzkohle zustellenden Rades 27 hindurch. Dort werden zwei Chargen 15 aus Holzkohle in die U-förmige Rinne aus Tow 12 mit Hilfe dee die Holzkohle zustellenden Rades 27 eingespritzt, wobei die Stößel 30 die Charge im U-förmigen Tow 12 an der richtigen Stelle halten. Dadurch ist gewährleistet, daß die Chargen 15 voll in das Tow 12 eingeführt werden. Die eingeführten Chargen 15 können dann im Tow 12 eiförmige Gestalt annehmen.

Anschließend wird das U-förmig gestaltete Tow 12 mit den injizierten Chargen 15 in die Form- und Klebeinriohtung 18 (Pig· I) geführt, in der die Schenkel des U-förmlgen Tows 12 züeaemengebracht und der Streifen 17 aus Filterhüllpapier um da· Tow 12 und die eingespritzten Chargen 15 gelegt wird, um in bekannter Weise den Endlosfilterstab 35 zu schaffen. Hierbei werden die Enden oder Schenkel de« U-förmigen Towe 12 innerhalb de· EndLosfllter-Btabs 35 nahtlos vereinigt.Ferner eind die Chargen 15 von Tow völlig umgeben, so daß Taschen aus Holzkohle la Endloefliter·tab 35 „ geschaffen sind.

Der Endlosfilterstab 35 wird anschließend mit Hilfe einer hler nicht gezeigten bekannten Me«eer-Schneideinrichtung,i:.B. der gemäß US Patent 1 259 O2f,ln Flit*r«t*be 16 (Fig. J) unterteilt, deren Längt für sechs endgültige Filter ausreicht. Wie FLg;. 3 zeigt, erhält nan dl··· FLlteritäbe 36 dadurch, daß der Endlosfilterstab 35 an Stellen zwischen einem Paar In engem

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Abstand voneinander angeordneter Chargen 15 durchtrennt wird,Diese Filterstäte 36 werden dann zwischen den in engem Abstand voneinander angeordneten Chargen 15 in bekannter Weise zu Doppelfilterstäben (3*0 unterteilt und einer hier nicht gezeigten Zigarettenherstellmaschine zugeführt. Wie Fig„ k zeigt, enthält jeder der Doppelfilterstäbe 37 ein Paar Chargen 15» die einen großen Abstand voneinander haben im Verhältnis zu den in engem Abstand voneinander angeordneten Chargen 15 die anfangs in den Endlosfilterstab 35 eingeführt wurden. Anschließend werden in der Zigarettenherstellmaschine mit dem Doppelfilterstab 37 zwei Tabakstränge verbunden und ein Streifen aus Filteransetzpapier um den Filterstab und die Tabakstränge gewickelt, um die Tabakstränge am Doppelfilterstab 37 zu" befestigen. Danach wird der Doppelfilterstab 37 in der Mitte durchgeschnitten, und auf diese Weise werden zwei Zigaretten erhalten.

Wie Fig. 5 zeigt, weist die dabei entstandene Zigarette 38 einen Tabakstrang 39, einen Filter ^O und einen Streifen aus Filteransetzpapier .kl auf, der den Filter ^O mit dem Tabakstrang 39 vereinigt und sich längs des Filters bis über einen Teil der Länge der Tabaksäule erstreckt. Der Filter 40 enthält eine Tasche oder Charge 15 aus Holzkohle,die dem Tabakstrang näher liegt als dem freiliegenden Ende der Zigarette 38. Z.B. hat bei einem Filter mit der Länge L von. .25 mm die Mittellinie der Charge 15 einen Abstand vom freiliegenden Ende der Zigarette, der 17 mm beträgt. Ferner ist das Filteransetzpapier 41 mit einer kreisförmigen Anordnung von Löchern 42 versehen, durch die beim Rauchen Luft in den Filter 40 eingesaugt werden kann. Die

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Mittellinie dieser kreisförmigen Anordnung von Löchern 42 hat vom freiliegenden Ende der Zigarette 38 einen Abstand zwischen 14 und 15 mm. Wenn also beim Rauchen Frischluft durch die Löcher 42 in den Filter 40 eingezogen wird,strömt sie im wesentlichen an der Charge 15 aus Holzkohle vorbei.Folglich wird der Rauch zunächst von der Holzkohle filtriert,ehe er mit Luft vermischt wird. In dieser Hinsicht sei noch erwähnt, daß der Weg des geringsten Widerstandes für die Rauchströmung vom Tabakstrang 39 in die Tasche aus Holzkohle verläuft, da die Filterfasern aus Tow 12 im Bereich in der Nähe der Charge 15 wegen der Anwesenheit des die Tasche bildenden körnchenförmigen Materials verdichtet sind, wodurch eine Strömung durch die poröse Tasche bewirkt wird.

Mit der Erfindung wird also ein Zigarettenfilter mit Tasche geschaffen, in dem eine Charge aus teilchenförmigen! Material, wie Holzkohle, näher am Tabakstrangende als am freiliegenden Ende angeordnet ist. Infolgedessen ist der Austritt von teilchenförmigen! Material am freiliegenden Ende auf ein Mindestmaß eingeschränkt, wenn nicht ganz ausgeschaltet. Bei Verwendung in einer Zigarette mit Luftverdünnung kann außerdem der Rauch aus dem Tabakstrang mittels des teilchenförmigen Material? filtriert werden, ehe er mit der in den Filter eingezogenen Luft gemischt wird. Folglich ist der Filtrierwirkungsgrad des teilchenförmigen Materials verbessert.

Mit der Erfindung wird ferner eine vereinfachte Vorrichtung geschaffen, die eine kontinuierliche Länge aus Tow in U-förmige Gestalt umformt, im in Abständen voneinander vorgesehene

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Chargen aus teilchenformigem Material aufzunehmen» Hierfür ist nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Bauelementen nötig,, d.h. ein trichterförmiger Durchlaß und Führungswalze^ die den Strom aus Tow von unterhalb unter ausreichender Spannung in den Durchlaß führen, damit sich die Bahn der Wand des Durchlasses !anpassen und auf diese Weise eine U-förmige Rinne bilden kann.

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Claims

Ansprüche 9811710

\y Filter für eine Zigarette, gekennzeichnet durch einen länglichen zylindrischen Körper aus fasrigem Filtermaterial, vorzugsweise vom "entrainment"-Typ, das heißt mitreißend oder an sich reißend oder ad- oder absorbierend, eine Charge (15) aus im Körper eingehülltem teilchenförmigen¹., filtermaterial, die auf einer in Querrichtung verlaufenden Mittellinie angeordnet ist, welche einen größeren Abstand von einem Ende des Körpers als vom entgegengesetzten Ende des Körpers hat, und die radial innerhalb des Körpers angeordnet ist, und durch eine Schicht eines den Körper umgebenden Filterhüllpapiers.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das fasrige Filtermaterial Celluloseacetat und das teilchenförmige Material Holzkohle ist.

3. Filterzigarette gekennzeichnet durch einen Tabakstrang, durch einen Filter, der sich an den Tabakstrang anschließt und einen zylindrischen Körper aus fasrigem * Filtermaterial _t vorzugsweise des erläuterten "entrainment"-Typs, eine Charge aus im Körper umhülltem teilchenförmigem Filtermaterial, die einen kleineren Abstand zum Tabakstrang als zum freiliegenden Ende des Körpers hat, und eine Schicht aus einem den Körper umgebenden Filterhüllpapier aufweist« und durch eine Schicht aus Filteraitsetzpapier, welches den. Tabakstrang mit dem Filter vereinigt.

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4. Filterzigarette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Charge aus teilchenförmigen! Filtermaterial im wesentlichen eiförmig ist.

5. Filterzigarette mit Luftverdünnung, gekennzeichnet durch einen Tabakstrang (39} , durch einen Filter (40), der an den Tabakstrang anschließt und einen zylindrischen Körper aus fasrigem Filtermaterial, vorzugsweise vom erläuterten "entrainment"-Typ, eine Charge aus innerhalb des Körpers umhülltem teilchenförmigen! Filtermaterial, die einen kleineren Abstand zum Tabakstrang als zum freiliegenden Ende des Körpers hat, und eine Schicht aus porösem Filterhüllpapier um den Körper herum aufweist, und durch eine Schicht (41) aus Filteransetzpapier, welches den Tabakstrang mit dem Filter vereinigt und eine ringförmige Anordnung aus Öffnungen (42) hat_f die Luft durch das poröse Hüllpapier in den Körper einlassen.

6. Filterzigarette mit Luftverdünnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet _t daß die ringförmige Anordnung aus Öffnungen (42) näher am freiliegenden Ende des Körpers liegt als die in Querrichtung verlaufende Mittellinie der Charge (15) aus teilchenförmigen! Filtermaterial.

7. Filterzigarette mit Luftverdünnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmige Anordnung von Öffnungen (*ί·2) auf einer Mittellinie liegt, deren

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Abstand ca. 3Λ mm vom freiliegenden Körperende liegt, und daß die in Querrichtung verlaufende Mittellinie der Charge (15) aus teilchenförmigen! Filtermaterial einen Abstand von 1? mm vom freiliegenden Körperende hat.

8. Verfahren zum Herstellen von Filtern für Zigaretten, dadurch gekennzeichnet , daß Tow aus weichgemachtem fasrigem Filtermaterial in einer vorherbestimmten Bewegungsbahn bewegt wird, daß das Tow aus fasrigem Filtermaterial von unterhalb der Höhe eines Durchlasses in diesen trichterförmigen Durchlaß bewegt wird, wobei die Bahn so gegen die untere Wand des Durchlasses gepreßt wird, daß sie eine U-förmige Rinne bildet, daß eine Serie von Chargen aus teilchenförmigen! Filtermaterial in Bewegungsrichtung hinter dem Durchlaß in Abständen voneinander in die U-förmige Rinne injiziert wird-, daß anschließend das fasrige Filtermaterial um die eingebrachten Chargen gehüllt wird, und daß ein Streifen aus Filterhüllpapier um das fasrige Filtermaterial und die eingehüllten Chargen aus teilchenförmigen! Filtermaterial-zur Schaffung eines Endlosfilterstabes gehüllt und verklebt oder, anders versiegelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet j daß der Injiziervorgang das gleichzeitige Injizieren eines Paares von Chargen in die U-förmige Rinne aus fasrigem Filtermaterial umfaßt.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß das Paar Chargen einen Abstand von Mittellinie zu Mittellinie von 16 mm hat.

11· Verfahren nach Anspruch 9 oder 1O, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Paar Chargen einen Abstand von benachbarten Paar Chargen hat, der 50 mm beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß jede Charge so in die ü-förmige Rinne injiziert wird, daß sie darin eine eiförmige Charge bildet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Chargen in die ü-förmige Rinne in einem abwechselnden Muster ungleichmäßiger Abstände injiziert werden, und daß der Endlosstab in der Mitte zwischen einem Paar in engem Abstand voneinander angeordneter Chargen durchtrennt wird, um mindestens einen Filterstab zu bilden, der ein Paar von in großem.Abstand voneinander angeordneten Chargen enthält.

14·. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß ein Filterstab in der Mitte zwischen dem Paar in großem Abstand voneinander angeordneter Chargen unterteilt wird, um zwei Filter zu schaffen, die jeweils eine einzige Charge enthalten, die dem einen Ende näher angeordnet ist als dem anderen.

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15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Filterhüllpapier luftdurchlässig porös ist.

16. Verfahren zum Herstellen von Filtern, dadurch gekennzeichnet, daß Tow aus fasrigem Filtermaterial, insbesondere des erwähnten "entrainment"-Typs, in und durch einen trichterförmigen Durchlaß von unterhalb der Höhe des Durchlasses geführt wird, wobei das Tow in eine U-förmige Rinne geformt wird, und daß anschließend eine Serie von Chargen aus teilchenförmigen! Filtermaterial in Abständen voneinander in die U-förmige Rinne injiziert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Chargen in einem abwechselnden Muster ungleichmäßiger Abstände in die U-förmige Rinne eingelegt werden, und daß das fasrige Filtermaterial um die eingelegten Chargen gehüllt wird, daß ein Streifen aus Filterhüllpapier um das fasrige Filtermaterial und die eingehüllten Chargen aus teilchenförmigem Filtermaterial gehüllt und verklebt oder anders versiegelt wird, und daß der Endlosfilterstab in der Mitte zwischen einem Paar in engen Abständen voneinander angeordneten Chargen unterteilt wird, um mindestens einen Filterstab zu bilden, der ein Paar in großen Abständen voneinander angeordneter Chargen enthält.

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18. Vorrichtung zum Herstellen von Filtern, gekennzeichnet durch eine Zufuhreinrichtung (11) zum Bewegen eines Tows aus weichgemachtem fasrigem Filtermaterial durch eine vorherbestimmte Bewegungsbahn mit einem nach oben geneigten Bahnabschnitt, eine Durchlaßeinrichtung (13)» die einen trichterförmigen Durchlaß begrenzt, der in dem nach oben geneigten Bahnabschnitt angeordnet ist und das Tow aus fasrigem Filtermaterial zu einer U-förmigen Rinne gestaltet, eine . Injiziereinrichtung (14) in Bewegungsrichtung hinter dem Durchlaß zum Injizieren einer Serie von Chargen (15) aus teilchenförmigen! Material in die U-förmige Rinne, eine Fördereinrichtung (16) zum Transport eines Streifens aus Filterhüllpapier unter das Tow aus fasrigem Filtermaterial, und eine Form- und Klebeinrichtung (18) in Bewegungsrichtung hinter der "Injiziereinrichtung zum Umhüllen und Verkleben bzw. sonstigem Versiegeln des Streifens aus Filterhüllpapier um das fasrige Filtermaterial und die eingelegten Chargen aus teilchenförmigen! Material zur Schaffung eines Endlosfilterstabes.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Injiziereinrichtung (1*0 ein drehbares, Holzkohle zustellendes Rad (27) ist, welches in Umfangsabständen angeordnete Kammern (28) zur Aufnahme von Chargen aus teilchenförmigen! Material hatjund eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Injizieren .. mindestens einer Charge aus teilchenförmigen? Filtermaterial aus den Kammern in die U-förmige Rinne aus fasrigem Filtermaterial aufwei^sfc·

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20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Injiziereinrichtung (14) einen hin- und herbewegbaren Hammer (31) umfaßt, der nacheinander paarweise im Abstand voneinander angeordnete Chargen (15) aus teilchenförmigen! Filtermaterial gleichzeitig in die U-förmige Rinne aus fasrigem Filtermaterial einführt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Chargen eines Paares von Chargen einen Abstand von Mittellinie zu Mittelline haben, der kleiner ist als der Abstand zwischen der Mittellinie einer 'Charge des Paares von Chargen und der Mittellinie der nächst benachbarten Charge eines benachbarten Paares von Chargen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar Chargen einen Abstand von Mittellinie zu Mittellinie von 16 mm und jedes Paar Chargen einen Abstand vom benachbarten Paar Chargen von Mittellinie zu Mittellinie von 50 mm hat.

■23· Vorrichtung zum Herstellen von Filtern, ge kennzeichnet durch ein drehbares Rad mit einer Vielzahl von in Umfangsabständen angeordneten Kammern zur Aufnahme einzelner Chargen aus teilchenförmigen! Filtermaterial und einer Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Ausstoßen jeder Charge aus der entsprechenden Kammer, eine Einrichtung, die einen trichterförmigen Durchlaß unterhalb des Rades begrenzt,

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und durch eine Einrichtung, mit der Tow aus weichgemachtem fasrigem Filtermaterial von unterhalb der Höhe des Durchlasses in den Durchlaß bewegt wird, damit die Bahn gegen die Wand des Durchlasses gepreßt wird, wobei sie zu einer U-förmigen Rinne umgeformt wird, während das U-förmige Tow unterhalb des Rades vorbeibewegt wird, um eine Serie einzelner Chargen aus teilchenförmigen! Material vom Rad aufzunehmen.

2Zj.. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch g e k e η n zeichnet , daß eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, die einen Streifen aus Filterhüllpapier unter das Tow aus fasrigem Filtermaterial unterhalb des Rades transportiert, und eine Form- und Klebeinrichtung in Bewegungsrichtung hinter dem Rad, die den Streifen aus Filterhüllpapier um das fasrige Filtermaterial und eingespritzte Chargen aus teilchenförmigen! Material hüllt und verklebt, um einen Endlosfilterstab zu schaffen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2^, dadurch gekennzeichnet , daß die Zufuhreinrichtung (11), die die Bahn aus fasrigem Filtermaterial bewegt, mehrere Führungswalzen (19) umfaßt, die das Tow aus fasrigem Filtermaterial in den Durchlaß leiten.

26. Filterstab zur Schaffung einer Vielzahl von Filtern, gekennzeichnet durch einen länglichen zylindrischen Körper aus fasrigem Filtermaterial, vorzugsweise

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des erläuterten "entrainment"-Typs, eine Vielzahl von Chargen aus im Körper eingehülltem teilchenförmigem Filtermaterial, die in einer aufeinanderfolgenden Serie ungleichmäßiger Abstände radial innerhalb des Körpers angeordnet sind, und durch eine Schicht aus einem den Körper umgebenden porösen Filterhüllpapier.

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