DE3143964A1

DE3143964A1 - Zigarettenfilter

Info

Publication number: DE3143964A1
Application number: DE19813143964
Authority: DE
Inventors: Daniel V. Prospect Ky. Cantrell
Original assignee: Brown and Williamson Tobacco Corp
Current assignee: Brown and Williamson Holdings Inc
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1981-11-05
Publication date: 1982-07-01
Also published as: PH18680A; BR8107697A; HK54485A; GB2088692A; ES271788U; ES271788Y; FR2494967A1; HU187477B; NO153282C; IT1139823B; IL64321A; CS227339B2; IL64321A0; FI813664L; ZA817948B; AU7745081A; IN154450B; BG38783A3; SG34585G; LU83782A1

Description

16 600

Zigarettenfilter

Die Erfindung betrifft Filter für Zigaretten. Zum einen befaßt sich die Erfindung mit einem Filter, der eine darin befindliche neuartige Belüftungseinrichtung hat. Zum anderen befaßt sich die Erfindung mit einer Filterzigarette, die darin befindliche Strömungslenkausnehmungen hat, um eine Vermischung mit einem Teil des Tabakrauches zu erreichen, während der restliche Teil des Tabakrauches durch den Filter ohne Vermischung iit der Belüftungsluft durchgeht.

Es ist bekannt, bei Filterzigaretten Filter vorzusehen, die Belüftungseinrichtungen haben, um Umgebungsluft in den Filter zur Verdünnung des Rauchstroms einzubringen. Die Verdünnung des Rauchstroms verringert die Menge an Rauchteilchen sowie die Gasphasenbestandteile, die

dem Mund des Rauchers zugeleitet werden. Eine Anzahl von Einrichtungen zum Einleiten von Belüftungsluft in die Zigarette sind bereits vorgeschlagen und verwendet worden.

Beispielsweise kann die Umhüllung für den Tabak bei einer Zigarette aus einem porösen Material hergestellt werden, das die Einleitung von Luft längs der gesamten Ö Länge der Zigarette ermöglicht, wobei sich die Luft mit dem durchgehenden Rauchstrom vermischt, um den Rauch zu verdünnen, bevor er in. den Mund des Rauchers eintritt. Auch kann die Zigarettenumhüllung an vorbestimmten Stellen längs der Längserstreckung der Zigarette perforiert sein, wodurch sich Öffnungen bei der Zigarette bilden, durch die Belüftungsluft eintritt. Ferner ist es auch bekannt, die Umhüllung des Filters am Filterende der Zigarette zu perforieren, um zu erreichen, daß Belüftungsluft zur Verdünnung des Rauchstroms in den Filter eintritt. Auch gibt es viele Vorschläge zum Ausbilden der Ausnehmungen in dem Filterstopfen bei einer Zigarette, die Zugabe von Belüftungsluft zu dem Rauchstrom zu verstärken. Hierzu seien beispielsweise die US-PSen 3 596 563, 3 577 995, 3 572 347,-3 490 461, 1 718 122, 3 785 330, 3 773 053, 3 752 165, 3 638 661 , 3 608 561 und 3 910 288 erwähnt.

Auch gibt es viele Vorschläge für die Ausbildung von Kanälen in dem Filterstopfen für die Zigarette, um-die Zugabe von Belüftungsluft in den Rauchstrom zu verstärken. . Hierzu seien beispielsweise die US-PSen 3 416 541, 3 91G 288, 3 773 883, 3 581 748, 3 045 680 und 1 996 erwähnt.

Die Erfindung schafft in zweckmäßiger Weise eine unkomplizierte Auslegung eines Filters für eine Zigarette, der einen niedrigen oder üblichen Zigarettendruckabfall mit niedrigen oder mittelmäßigen Filterwirkungsgraden erreicht. Auch schafft die Erfindung einen Zigarettenfilter zur Verminderung von Teer in dem die Belüftung mit der Filtration kombiniert wird. Auch gibt die Erfindung eine Filterbelüftungseinrichtung für Zigaretten

an, bei der Ausnehmungen und Kanäle in den Filterstopfen verwendet werden, um Belüftungsluft mit dem Tabakrauch zu vermischen. Ferner beschreibt die Erfindung einen mit einer Ausnehmung versehenen Filter mit einer unporösen Stopfenumwicklung.

Bei der Erfindung wird der aus der Tabaksäule austretende Rauch in zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil geht durch eine öffnung in dem Filterstab, die mit einer Ausnehmung oder einem Kanal in Verbindung steht, die bzw. der auch in Strömungsverbindung mit der Belüftungsluft steht. Der restliche Teil des Rauches geht durch den Filter.

Insbesondere gibt die Erfindung einen Filter für eine Zigarette an, der einen porösen 'Filterstab mit einer im wesentlichen zylindrischen Gestalt aufweist, der von einer rauchundurchlässigen Stopfenumhüllung umgeben ist. Der Filterstab hat wenigstens eine öffnung in jedem Ende und wenigstens eine Ausnehmung, die sich längs des Außenumfangs des Stabs und der Umhüllung zwischen den öffnungen erstreckt und die in Durchflußströmungsverbindung mit den öffnungen ist. Die Ausnehmung ist in Strömungsverbindung mit der Belüftungsluft.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin

zeigt:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zigarette : mit einer bevorzugten Ausführungsform einer

Filterauslegung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt längs einer durch die Schnittlinien 2 - 2 in Fig. 1 gehenden Ebene,

Fig- 3 eine Querschnittsansicht längs einer durch die Schnittlinie 3 - 3 in Fig. 2 gehenden Ebene,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Zigarette mit einer weiter bevorzugten Ausführungsform einer Filterauslegung nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht längs einer durch

die Schnittlinie 5 - 5 in Fig. 4 gehenden Ebene,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht längs einer durch

die Schnittlinie 6 - 6 in Fig. 5 gehenden Ebene,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Zigarette mit einer weiteren bevorzugten

Ausbildungsform eines Filters nach der Erfindung,

Fig. 8 eine Längsschnittansicht längs einer durch die Schnittlinie 8 - 8 in Fig. 7 gehenden

Ebene,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht längs einer durch die Schnittlinie 9 - 9 in Fig. 8 gehenden Ebene,

Fig. 10 eine Querschnittsansicht Längs einer durch die Schnittlinie 10 - 10 in Fig. 8 gehenden Ebene, und

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer Zigarette mit einer Filterauslegung nach Fig. 7, die

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an dieser angebracht ist, wobei die an der Zigarette angebrachten Enden des Filters umgekehrt sind.

■ ■ in Fig. 1 ist ein Filterstopfen 2 nach der Erfindung an einer Tabaksäule 1 einer Zigarette angebracht. Der Filterstopfen 2 weist ein Zelluloseacetatfilterelement 4 oder irgendeinen anderen Filter, bestehend aus einem faserigen oder geschäumten Material, auf, der für den Tabakrauch bestimmt ist und der an sich bekannt ist. Das Filterelement ist von einer unporösen oder rauchundurchlässigen Umhüllung 6 umgeben. Von der Bezeichnung "rauchundurchlässig" oder "unporöse Umhüllung" werden auch unporöse Außenflächen eines geschäumten Materials umfaßt, das einstückig mit dem Filterelement ausgebildet ist, sowie unporöse Umhüllungsmaterialien, die nicht einstückig mit dem Filterelement ausgebildet sind.

in Fig. 2 ist der Filterstopfen 2 mit einer öffnung 8 am Ende versehen, das in Verbindung mit der Tabaksäule 1 steht. Die Öffnung 8 bildet denEinlaß für einen in der Mitte angeordneten und axial verlaufenden Kanal 9, der sich um. .eine vorbestimmte Strecke in dem Filterstab erstreckt, wie dies am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Dieser Kanal 9 steht in Strömungsverbindung mit radial oder quer verlaufe.nden Ausnehmungsverbindungskanälen 10. In den Außenumfang des Filterstabs ist eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 12

³^ eingebettet, die in Strömungsverbindung mit den in Querrichtung verlaufenden Kanälen stehen. Jede Ausnehmung 12 erstreckt sich um eine vorbestimmte Strecke längs des Außenuitvfangs des Filters und an dazwischenliegenden Stellen ist sie mit den radial oder quer verlaufenden Ausnehmungsverbindungskanälen 14 verbunden. Die quer verlaufenden Kanäle 14 sind mit einem mittig angeordneten axial verlaufenden Kanal 16 verbunden, der sich in Längsrichtung zu dem gegenüberliegenden oder dem mundseitigen

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Ende des Filters erstreckt.

Die Umhüllung 6 ist von einem luftdurchlässigen Mundstückpapier 20 umgeben. Das Mündstückpapier 20 hat bei der dargestellten Ausführungsform zwei Reihen von Perforierungen 21. Selbstverständlich kann auch nur eine Reihe von Perforierungen oder es können andersartige Durchflüßeinrichtungen vorgesehen sein. Die Perforierungen 21 sind in Strömungsverbindung mit den Ausnehmungen 12.

Bei der Verwendung des Filters nach der Erfindung entsprechend den Fig. 1,2 und 3 wird beim Eintritt des Tabakrauchs in den Filter ein Teil des Rauchs durch den

!5 Filterstab 4 geleitet und der restliche Teil des Rauchs geht durch den Bereich mit geringem Widerstand, der von dem in der Mitte in Längsrichtung verlaufenden Kanal 9 gebildet wird. Dieser Rauch wird dann an einer der Schnittstellen der quer verlaufenden Kanäle 10 aufgeteilt

^O und bewegt sich dann nach außen, indem er eine der schneidenden und in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen übersträcht. Hier wird der Rauchstrom mit Belüftungsluft vermischt oder verdünnt, die in die Ausnehmungen 12 über die Perforierungen 21 des porösen Mundstückpapiers 20

gelangt. Der sich längs der Ausnehmung 12 zwischen dem porösen Mundstückpapier 20 und der unporösen Stopfenumhüllung 6 bewegende verdünnte Rauch strömt in die schneidenden und quer verlaufenden Kanäle 14. Der belüftete Rauch tritt dann über den eine Verbindung dar-

stellenden und in der Mitte in Längsrichtung verlaufenden Kanal 16 aus. Der Teil des Rauchs, der nicht in die Kanalteile des Filterstopfens gelangt ist, wird beim Durchgang durch das Filtermaterial bei einem üblichen Zug des Rauchers gefiltert.

In Fig. 4 ist ein Filterstopfen 22 nach der Erfindung an einer Tabaksäule 1 einer Zigarette angebracht. Dieser

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. Filterstopfen 22 weist ein Zelluloseacetatfilterelement 24 oder irgendeinen anderen Filter auf, der aus einem faserigen oder geschäumten Material besteht und für Tabakrauch bestimmt ist, wobei diese Materialien an sich bekannt sind. Das Filterelement ist von einer unporösen Umhüllung 26 umgeben. Der Filterstopfen 22 ist mit einer Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 32 versehen, die in den Außenumfang eingebettet sind. Die Ausnehmungen 32 enden an einem Ende der Tabaksäule 1 und am anderen Ende ist eine Verbindung mit radial und quer verlaufenden Ausnehmungsverbindungskanälen 34 vorgesehen, wie es sich am besten den Fig. 5 und 6 entnehmen läßt. Die quer verlaufenden Kanäle 34 stellen eine Zwischenverbindung mit einem mittig angeordneten und axial ausgerichteten Kanal 36 her, der sich in Längsrichtung zu dem gegenüberliegenden oder mundseitigen Ende des Filters erstreckt.

■ Bei der Anwendung des Filters nach der Erfindung gemäß den Fig. 4, 5 und 6 wird der in den Filter eintretende Tabakrauch in zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil des Rauches geht durch den Filterstab 24 und der restliche Teil des Rauches geht durch den Bereich mit geringem Widerstand, der von den in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen gebildet wird. Dieser Rauch bewegt sich dann längs den in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 32, in denen er sich mit Belüftungsluft vermischt oder durch Belüftungsluft verdünnt wird, die über die Perforierungen 41 in dem

'

luftdurchlässigen Mundstückpapier 40 in die Ausnehmungen

32 eintritt. Der verdünnte Rauch bewegt sich dann in den Ausnehmungen 32 zwischen dem Mundstückpapier 40 und der StoEfenumhüllung 26 nach unten und strömt in die schneidenden und in Querrichtung verlaufenden Kanäle 34. Der 35

belüftete Luft-Rauch-Strom tritt dann über den mi trig angeordneten und in Längsrichtung verlaufenden Verbindungskanal 36 aus. Der Teil des Rauchs, der nicht mit der

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Belüftungsluft in den Ausnehmungen 32 vermischt worden ist, wird beim Durchgang durch das Filtermaterial von einem üblichen Zug des Rauchers gefiltert.

In den Fig. 7, 8, 9 und 10 ist ein Filterstopfen 42 nach der Erfindung an einer Tabaksäule 1 einer Zigarette angebracht. Der Filterstopfen 42 weist ein Zelluloseacetatfilterelement 44 oder irgendein anderes Filter- material auf, das aus einem faserigen oder geschäumten Material besteht und für Tabakrauch bestimmt ist, wobei diese Materialien an sich bekannt sind. Das Filterelement 44 ist von einer unporösen Umhüllung'46 umgeben. Der Filterstopfen 42 ist mit einer Vielzahl von in Längs-

Ί-5 richtung verlaufenden Ausnehmungen 52 versehen, die im Außenumfang eingebettet sind. Jede Ausnehmung 52 erstreckt sich um eine vorbestimmte Strecke längs des Außenumfangs des Filters und dazwischen ist eine Verbindung mit radial oder quer verlaufenden Ausnehmungs-Verbindungskanälen 54 an dem einen und dem anderen Ende 56 vorgesehen. Der Verbindungskanal 54 ist in Strömungsverbindung mit einem mittig angeordneten und axial verlaufenden Kanal 58, der sich von der öffnung 60 in einem Ende des Filters um eine vorbestimmte Strecke in den Filterstab erstreckt. Die Verbindungskanäle 56 verlaufen in dem Filter radial und sind miteinander ander Mittelachse des Filterstabs verbunden. ■ . =

Die uiagebende Umhüllung 46 ist ein luftdurchlässiges

Mundstückpapier 62. Das Mundstückpapier 62 hat - wie dargestellt - zwei Reihen von Perforierungen 61,. wobei die Perforierungen 61 in Strömungsverbindung mit den Ausnehmungen 42 sind.

Bei der Anwendung des Filters nach der Erfindung gemäß den Fig. 7, 8, 9 und 10 wird der in das Filter eintretende Tabakrauch in zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil des Rauchs

-bedurch den Filterstab 44 und ,der restliche Teil des Rauchs geht durch den Bereich mit geringem Widerstand, der von dem mittig angeordneten und in Längsrichtung verlaufenden Kanal 58 gebildet wird. Dieser Rauch wird dann auf die schneidenden Kanäle 54 aufgeteilt und er bewegt sich nach außen, indem er längs einer der schneidenden und in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 52 geht, in denen er mit Umgebungsluft vermischt oder verdünnt wird, die über die Perforierungen 61 in dem luftdurchlässigen Mundstückpapier 62 in die Ausnehmungen 52 eintritt. Der sich in den Ausnehmungen 52 zwischen dem Mundstückpapier 62 und der Stopfenumhüllung 46 nach unten bewegende verdünnte Rauch strömt in die schneidenden

¹^ und in Querrichtung verlaufenden Kanäle 56. Der belüftete Luft/Rauch-Strom tritt dann in den Körper des Filters etwa im Mittelteil desselben ein, um den Rauch im Filterstab vor dem Verlassen des Filtermaterials bei einem

üblichen Zug des Rauchers zu vermischen. 20

In Fig. 11 ist dasselbe Filterelement, wie in den Fig. 7, 8,9 und 10 gezeigt und zuvor beschrieben worden ist, mit einer Tabaksäule 1 einer Zigarette verbunden. In Fig. 11 ist der an der Tabaksäule 1 angebrachte Filter umgekehrt. Dies bedeutet, daß der Kanal 58 als einDurchgangsweg für das Gemisch aus Belüftungsluft und Rauch ausgebildet ist, wenn es den Filter verläßt, während bei Fig. 7 der Kanal 58 an dem Ende des Filters angeordnet ist, das an der

Tabaksäule 1 angebracht ist und in Verbindung mit dersel-30

ben steht. -

Bei der Anwendung des Filters nach Fig. 11 tritt der Tabakrauch in den Filter -ein und im Mittelteil desselben

tritt ein Teil des teilweise gefilterten Rauchs in einen 35

der schneidenden Kanäle 56 ein und bewegt sich dann längs einer der schneidenden und in Längsrichtung verlautenden Ausnehmungen 52 nach außen, in denen er mit Belüftungsluft

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vermischt oder verdünnt wird, die über die Perforierungen 61 in dem luftdurchlässigen Mundstückpapier 62 in die Ausnehmungen 52 eintritt. Der sich in den Ausnehmungen 52 nach unten zwischen dem Mundstückpapier 62 und der Stopfenumhüllung 46 bewegende verdünnte Rauch strömt in die schneidenden und in Querrichtung verlaufenden Kanäle 54. Der belüftete Luft/Rauch-Strom tritt dann in den Körper des Filters ein. Ein Teil des mit dem Rauch vermischten Stroms wird in dem Körper des Filters gefiltert und der restliche Teil tritt über den mittig angeordneten und in Längsrichtung verlaufenden Verbindungskanal 58 aus.

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR.& PARTNER '..·

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PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

A. GRÜNECKER, ocplins DR. H. KINKELQEY, oipu-ing DR. W. STOCKMAIR, DIPu-INa₁ DR. K. SCHUMANN, oplphys. P. H. JAKOB. OPUiNe. DR. G. BEZOLD, dipc-chem W, MEISTER. DiFViNe H. HILGERS, npi_HNa DR. H. MEYER-PLATH.

BROWN & WILLIAMSON TOBACCO CORPOEATIOH 1600 West Hill Street Louiswille, Kentucky 402J2 USA

Zigarettenfilter

Patentansprüche ;

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5. November 1981

1. Zigarettenfilter, gekennzeichnet durch:

einen porösen Filterstab (4, 24, 44) mit im wesentlichen zylinderischer Gestalt, der von einer rauchundurchlässigen Stopfenumhüllung (6, 26, 46) umgeben ist, wobei der Filterstab (4, 24, 44) wenigstens eine öffnung (8, 28, 48) in wenigstens einem Ende und wenigstens eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung (12, 32, 53) hat, die in den Außenumfang

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des Filterstabs (4, 24, 44) und der Umhüllung (6, 26, 46) zwischen der öffnung (8, 28, 48) eingebettet ist und die in Durchflußströmungsverbindung mit den Öffnungen ist, und wobei die Ausnehmung (12, 32, 52) in Strömungsverbindung mit der Belüftungsluft ist.

2. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die öffnung {8, 28, 48) in Strömungsverbindung mit einem in Längsrichtung verlaufenden Kanal (9, 29, 39) ist, der mittig in dem Filterstab (4, 24, 44) angeordnet ist, daß der in Längsrichtung verlaufende Kanal (9, 29, 39) mit Aus-

¹^ nehmungsverbindungskanälen (14, 34, 54) verbunden ist, und daß die Ausnehmungsverbindungskanale (14, 34, 54) in Strömungsverbindung mit der Ausnehmung (12, 32, • 52) sind.

3. Zigarettenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Durchflußkanal (16, 36, 56) vorgesehen ist, der die Ausnehmung . (12, 32, 52) in Durchflußströmungsverbindung mit dem FiI-terstab (4, 24, 44) verbindet.

4. Zigarettenfilter nach Anspruch 2 in Verbindung mit einer Tabaksäule einer Zigarette, dadurch

gekennzeichnet , daß wenigstens eine öffnung (8, 28, 48) in Strömungsverbindung mit der Tabaksäule (1, 21, 4.1) der Zigarette ist.

5. Zigarettenfilter nach Anspruch 2 in Verbindung mit einer Tabaksäule einer Zigarette, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine öffnung ,(8, 28, 48) dem Ende gegenüberliegt, das an der

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Tabaksäule (1, 21, 41) der Zigarette angebracht ist.

6. Zigarettenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Filterstab (4, 24 , 44) eine öffnung an dem Ende umfaßt, das dem wenigstens einen Ende gegenüberliegt, daß der Filter einen zweiten in Längsrichtung verlaufenden Kanal (9) an *0" dem gegenüberliegenden Ende dieses wenigstens einen Endes aufweist, der in Strömungsverbindung mit der Öffnung an diesem gegenüberliegenden Ende ist, und daß wenigstens ein Ausnehmungsverbindungskanal (10) vorgesehen ist, der mit jedem Längskanal (12) verbunden ist, wobei der Ausnehmungsverbindungskanal (10) mit der Ausnehmung (12) verbindbar ist.

7. Zigarettenfilter nach Anspruch 1 , dadurch

gekennzeichnet , daß wenigstens eine öffnung an einem Ende einen Einlaß für die wenigstens eine Ausnehmung (12, 32, 52) bildet.

8. Zigarettenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7,· dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12, 32, 52) einen Auslaß hat, der in einem Abstand von dem Einlaß liegt, der mit dem

Ausnehmungsverbindungskanal (10) verbindbar ist, 30

daE der Verbindungskanal (10) mit einem mittig angeordneten und in Längsrichtung verlaufenden Kanal (16, 36, 56) verbindbar ist und daß der in Längsrichtung verlaufende Kanal (16, 36, 56) in Strömungsverbindung

_O1_ mit der öffnung des anderen Endes ist.

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Zigarettenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein luftdurchlässiges Mundstückpapier (20, 40, 60) die Stopfenumhüllung (6, 26, 46) umgibt, das sich in einem Abstand von derselben beim Umschließen der Ausnehmung (12, 32, 52) befindet.

10. Zigarettenfilter nach Anspruch..9, dadurch gekennzeichnet , daß das Mundstückmaterial (20, 40, 60) an der Außenfläche der Stopfenumhüllung (6, 26, 46) angebracht ist.

11. Zigarettenfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Mundstückmaterial (20, 40, 60) wahlweise darin ausgebildete Perforierungen (21, 41, 61) hat, die in Strömungsverbindung mit der Ausnehmung (12, 32, 52) sind.

12. Zigarettenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfenumhüllung (6, 26, 46) einstückig mit dem porösen Filterstab (4, 24, 44) ausgebildet ist.