DE3150087C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mundstück für einen länglichen Rauchgegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem Zigarettenfilter nach der DE-OS 28 49 904 ist ein einen zylindrischen Kern aus Filtermaterial umschließender zylindrischer Pfropfen aus für Rauch undurchlässigem Material bekannt, dessen Umfang mit Längskanälen versehen ist, die durch erhabene Teile des Pfropfens in Kontakt mit der Innenfläche eines umschließenden Mundstückumhüllers getrennt sind. Die Belüftung in den Kanälen wird durch Öffnungen im Mundstückumhüller erzielt. Bei einem derartigen Mundstück ist der Pfropfen ein relativ aufwendiger und teuerer Gegenstand. Ferner hat ein derartiges bekanntes Zigarettenfilter den Nachteil, daß dann, wenn unterschiedliche Rauch- und Belüftungseigenschaften zur Berücksichtigung unterschiedlicher Tabakmischungen erzielt werden sollen, ein Pfropfen neu ausgelegt werden muß, was mit Kosten- und Zeitaufwand verbunden ist.

Des weiteren ist aus der CH-PS 3 71 726 eine Filterzigarette bekannt, die aus einem Filterpfropfen mit glatter Oberfläche, einem nichtperforierten Mundstückumhüller sowie einer in Längsrichtung gewellten Auskleidung zwischen der zylindrischen Oberfläche des Filterpfropfens und der Mundstückumhüllung besteht. Die Auskleidung ist mit direkt durchlaufenden Belüftungskanälen versehen und mit der Innenfläche der Mundstückumhüllung verklebt. Die hier als Zwischenlage vorgesehene Wellenform ermöglicht jedoch keine Auswahl unterschiedlicher Belüftungsverhältnisse bei der Herstellung von Zigaretten.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, bei einem gattungsgemäßen Mundstück auf einfache und wirtschaftliche Weise die Belüftungsverhältnisse zu beeinflussen.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit vorliegender Erfindung wird ein Mundstück geschaffen, das in Verbindung mit einem Rauchfilterpfropfen auf einfache Weise so modifizierbar ist, daß die Belüftungseigenschaften verändert werden und daß Belüftungsluft an den Mund eines Rauchers durch eine Vielzahl von Strömungswegen in gewünschter Weise in Abhängigkeit von der Beschaffenheit und Qualität des verwendeten Tabaks oder entsprechenden anderweitigen Rauchmaterials herangeführt werden kann, ohne daß es erforderlich ist, den Filterpfropfen selbst zu verändern. Weiterhin läßt sich mit der Erfindung die Rauchabgabe auf einfache Weise variieren, so daß eine breite Vielfalt der Rauchgeschmacksverbesserung durch Belüftung erzielt wird. Auch kann der Gehalt an partikelförmigem Material im Rauch sowohl durch Belüftung als durch Filtern gesteuert werden.

Mit der Erfindung ist auch eine gesteuerte Belüftung für andere als die üblichen Filterpfropfen, z. B. Tabak enthaltende Pfropfen, sowie z. B. für Zigaretten der "Papirossi"-Art erzielbar. Eine "Papirossi"-Zigarette weist einen Tabakstrang auf, an dem ein Mundstück befestigt ist, das aus einem hohlen Rohr aus Karton besteht, durch das der Rauch hindurchtritt, bevor er in den Mund des Rauchers gelangt.

Ein Mundstück nach der Erfindung vermeidet den Nachteil genuteter bzw. mit Vertiefung versehener Filterpfropfen, die modifiziert werden müssen, damit unterschiedliche Rauch- und Belüftungseigenschaften für unterschiedliche Rauchmischungen erzielt werden, indem ein glatter, nicht genuteter bzw. keine Vertiefungen aufweisender zylindrischer Pfropfen eingesetzt wird, der für eine Vielzahl von Rauch- und Belüftungsverhältnissen ohne Änderung verwendet werden kann, so daß eine wesentlich wirtschaftlichere Herstellung von Filterzigaretten erreicht wird.

Des weiteren wird der Grad der Belüftung zur Anpassung an eine bestimmte Art von Tabak oder Tabakmischung auf wirtschaftliche und einfache Weise dadurch erreicht, daß die Konstruktion der verwendeten Zwischenlage geändert wird, indem die Anzahl, Breite, Tiefe und Länge der Kanäle sowie die Belüftungseigenschaften des Mundstückumhüllers verändert werden. Dabei ist die Änderung der Laminierung von Zwischenlage und Mundstückumhüller zur Erzielung von Änderungen in der Belüftung erheblich einfacher und wirtschaftlicher als die Änderung eines Filterpfropfens.

Auch ergibt sich die Möglichkeit einer Feinsteuerung von Belüftungseigenschaften durch Steuerung der Dimensionen der Kanäle im Vergleich zu der relativ groben Steuerung, die durch Pfropfen komplizierter Konstruktion möglich sind. Der Hersteller hat somit die Möglichkeit, in wirksamer und wirtschaftlicher Weise die Rauchgeschmacksmustereigenschaften des Tabaks zu beeinflussen.

Darüber hinaus wird mit der Erfindung erreicht, daß Zigaretten ohne Filter belüftet werden können, da Luft unabhängig von dem Tabakrauch in den Mund des Rauchers gelangt. Diese Belüftung ist so steuerbar, daß sie individuellen Tabakeigenschaften angepaßt werden kann, indem Dimensionen des Kanals in der vorbeschriebenen Weise verändert werden oder indem ein poröses oder in sonstiger Weise belüftetes zylindrisches Element vorgesehen wird.

Dabei kann die Permeabilität des Pfropfenumhüllers entweder durch Perforationen oder durch Verändern der Porosität des Pfropfenumhüllerpapiers gesteuert werden. Auch kann ein perforierter Mundstückumhüller aus undurchlässigem Papier zu Belüftungszwecken durch ein Papier mit einem bestimmten Grad an Porosität ersetzt werden, das über die gesamte Fläche des Umhüllers verteilt oder auf bestimmte Zonen des Umhüllers begrenzt ist. Die Zwischenlage oder der Mundstückumhüller kann aus Materialien bestehen, die unterschiedlich von Papier sind, z. B. aus Zelluloseazetat- oder andere Kunststoffmaterialien. Der Filterpfropfen, der normalerweise aus Zelluloseazetatwerg besteht, kann auch aus anderen, für Filterpfropfen verwendeten Materialien, z. B. anderen Zellulosederivaten, Papieren oder Polyalkylenen, wie z. B. Polypropylen, bestehen. Das Rauchmaterial ist entweder Tabak, wiederaufbereiteter Tabak, Tabakersatzstoff oder eine Kombination der vorgenannten Materialien.

Die Anzahl von Kanälen beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 6, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind; die Kanäle sind vorzugsweise 8-20 mm lang, 1-3 mm breit und 0,075 -0,35 mm.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, deren Dimensionen nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines Mundstückes nach der Erfindung längs der Linie I-I der Fig. 3,

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform eines Mundstückes nach der Erfindung längs der Linie 3-3 der Fig. 4,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Mundstück nach Fig. 1 längs der Linie V-V der Fig. 1, mit einem damit verbundenen Tabakstrang,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Mundstück nach Fig. 2 längs der Linie VI-VI der Fig. 2, mit einem damit verbundenen Tabakstrang,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Zwischenlage und eines Mundstückumhüllers,

Fig. 6 die Darstellung nach Fig. 5, wobei der Mundstückumhüller mit der Zwischenlage verbunden ist,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, mit einem damit verbundenen Tabakstrang,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, mit einem damit verbundenen Tabakstrang,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Zwischenlage und eines Mundstückumhüllers ähnlich der Darstellung nach Fig. 5,

Fig. 10 eine Darstellung nach Fig. 9, wobei Mundstückumhüller und Zwischenlage miteinander verbunden sind,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, mit einem damit verbundenen Tabakstrang,

Fig. 12-15 graphische Darstellungen, die die Beziehungen zwischen den Strömungsverhältnissen in den Kanälen und dem Mundstückumhüller zeigen,

Fig. 16 einen Längsschnitt durch ein hohles Mundstück mit einem damit verbundenen Tabakstrang, und

Fig. 17 einen Längsschnitt durch ein Mundstück, das ein Ende eines Tabakstranges aufnimmt.

Die Bezeichnung "in Längsrichtung", "längs" oder dergl., wie sie in vorliegender Beschreibung verwendet wird, ist so zu verstehen, daß die Achse des Filterpfropfens und des Tabakstranges vom Mundende des Filterpfropfens zum Glimmende des Tabakstranges verläuft; demzufolge ist die Bezeichung "in Querrichtung", "quer-" oder dergl. so zu verstehen, daß diese Richtung rechtwinklig zur Längsachse verläuft. "In Längsrichtung" bedeutet nicht notwendigerweise, daß die Kanäle parallel zur Achse des Pfropfens verlaufen; der Verlauf kann beispielsweise wendelförmig vom einen Ende des Pfropfens zum anderen erfolgen.

In den Fig. 1 und 3 ist ein zylindrisches Mundstück 10 mit einem Tabakstrang 11 verbunden dargestellt (Fig. 3). Das Mundstück 10 weist einen zylindrischen Rauchfilterpfropfen 12 mit glatter Oberfläche aus Zelluloseazetatwerg auf, der an einem Ende an dem Tabakstrang 11 ansteht. Die zylindrische Oberfläche des Rauchfilterpfropfens 12 ist von einem rohrförmigen Pfropfenumhüller 13 aus Papier umgeben, der weitgehend undurchlässig für Luft ist. Dieser Pfropfenumhüller 13 ist von einer Zwischenlage 19 umgeben, die vier in Längsrichtung und symmetrisch versetzte Kanäle 14 aufweist, die in ihn eingeschnitten bzw. in ihm ausgebildet sind und die sich von dem Mundstück 15 des Rauchfilterpfropfens in Richtung auf das Tabakstrangende zu, jedoch nicht bis zu diesem erstrecken. Der Tabakstrang 11 ist von einem Papierumhüller 18 umschlossen. Die Zwischenlage 19 ist in ihrer flachen Gestalt in Fig. 5 gezeigt. Sie ist mit Ausnahme der Kanäle 14 undurchlässig für Luft und Rauch. Ein Mundstückumhüller 16 umgibt die Zwischenlage 19 und steht in innigem Kontakt mit ihr. Der Mundstückumhüller 16 ist aus luftundurchlässigem Papier hergestellt, weist jedoch Perforationen 17 auf, von denen wenigstens einige eine Verbindung zwischen der umgebenden Atmosphäre und den Kanälen 14 ergeben. Die Perforationen können in drei Reihen (wie dargestellt) angeordnet sein oder eine andere Konfiguration haben.

Fig. 6 zeigt den Mundstückumhüller 16 und die Zwischenlage 19 so miteinander verbunden bzw. laminiert, wie sie den Rauchfilterpfropfen 12 umgeben. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel sind vier Kanäle symmetrisch um den Rauchfilterpfropfen verteilt; die Kanäle sind jeweils etwa 2 mm breit und ihre Länge beträgt etwa ¾ der Länge des Pfropfens. Die Zwischenlage wird üblicherweise mit dem Pfropfenumhüller während des Herstellungsvorganges der Zigarette verklebt.

Aufgrund der Tatsache, daß die Schichten 13, 16 und 19 luftundurchlässig sind und aufgrund der Positionierung der Perforationen 17 und der Kanäle 14 ergibt sich, daß dann, wenn ein Raucher an dem angezündeten Tabakstrang 11 zieht, Tabakrauch nur durch den Rauchfilterpfropfen in Richtung der Pfeile 77, und Umgebungsluft durch die Perforationen 17 in die Kanäle 14 in Richtung der Pfeile 88 gesaugt wird. Die angesaugte Luft erreicht deshalb das Mundende ohne Eintritt in den Rauchfilterpfropfen 12. Wenn der Tabakstrangumhüller 18 perforiert oder in sonstiger Weise für Luft durchlässig gemacht wird, kann eine weitere Menge verdünnender Luft in den Mund des Rauchers eintreten, die zusammen mit dem Tabakrauch durch den Rauchfilterpfropfen gesaugt wird. Die Einflüsse von Belüftung und Dimension der Kanäle auf Druckabfälle und Rauchabgaben werden nachstehend im einzelnen erörtert.

In den Fig. 2 und 4 ist ein Mundstück ähnlich dem in Verbindung mit den Fig. 1 und 3 beschriebenen gezeigt, wobei entsprechende Merkmale bzw. Elemente die gleichen Bezugszeichen haben, mit der Ausnahme, daß anstelle des Pfropfenumhüllers 13 nunmehr ein belüfteter Pfropfenumhüller 131 mit Belüftungsperforationen 13 a vorgesehen ist. Die Ventilationsluft ist somit in der Lage, in den Rauchfilterpfropfen aus den Kanälen 14 durch Perforationen 13 a einzutreten.

Fig. 7 ist ein Längsschnitt durch ein Mundstück einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kanäle 14 so verlaufen, daß sie den Tabakstrang 11 überlappen. Eine kleine Menge Tabakrauch 89 kann somit von dem Tabakstrang 11 in die Kanäle 14 strömen, wenn der Tabakstrangumhüller ausreichend durchlässig oder an der Überlappung in anderer Weise belüftet ist. Dies gibt dem Hersteller die Möglichkeit einer weiteren Kontrolle der Qualität und Menge an gasförmigen und partikelförmigen Produkten, die in den Mund des Rauchers gelangen. Der Querschnitt nach Fig. 1 ist in gleicher Weise auf Fig. 7 und Fig. 3 anzuwenden.

In Fig. 8 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung ähnlich der in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen gezeigt; hierbei weist ein belüfteter Pfropfenumhüller 131 Belüftungsperforationen 13 a auf; der Unterschied besteht darin, daß die Kanäle 14 sich nunmehr so erstrecken, daß sie den Tabakstrang 11 überlappen, wie dies in Fig. 7 der Fall ist. Hierbei wird entsprechend, wenn der Tabakstrangumhüller ausreichend durchlässig oder an der Überlappungsstelle in sonstiger Weise belüftet ist, dem Hersteller die Möglichkeit gegeben, eine weitere Steuerung der Qualität und Quantität der gasförmigen und partikelförmigen Produkte, die in den Mund des Rauchers gelangen, zu erzielen.

Eine Zwischenlage 191 mit verlängerten Kanälen für die Ausführungsbeispiele, in denen die Kanäle den Tabak überlappen, ist in Fig. 9 in flacher Anordnung und getrennt von dem Mundstückumhüller 16 dargestellt, der, wie in den vorausgehenden Ausführungsbeispielen mit Reihen von Perforationen 17 versehen ist.

Fig. 10 zeigt die Umhüller 191 und 16 miteinander in der Konfiguration verbunden, in der die beiden Umhüller den Filterpfropfen 10 umschließen.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der ein zylindrisches Mundstück mit einem Tabakstrang 11, der von einem Papierumhüller 18 umschlossen ist, verbunden ist. Das Mundstück weist einen belüfteten Pfropfenumhüller 131 und eine mit Kanälen versehene Zwischenlage 19 (wie in Fig. 4) auf, mit der Ausnahme, daß die Längskanäle 14 in der Zwischenlage 19 kontinuierlich mit der Grenzfläche 9 zwischen dem Rauchfilterpfropfen 12 und dem Tabakstrang 11 ausgebildet sind. Damit wird erreicht, daß ein geringer Anteil des Rauches aus dem Tabakstrang von der Grenzfläche 9 in die Kanäle 14 abströmt, falls dies erwünscht ist.

Fig. 16 stellt eine Anwendung der Erfindung auf eine Papirossi-Zigarette dar. Das Mundstück der Papirossi-Zigarette wird durch ein Kartonrohr 98 gebildet, das am Ende des Tabakstranges ansteht und das vom Tabakstrangumhüller 18 umschlossen ist. Das Mundstück 10 weist einen mit Belüftungslöchern 17 versehenen Mundstückumhüller 16 und eine mit dem Mundstückumhüller verbundene Zwischenlage 19 auf, die zwischen dem Mundstückumhüller und der zylindrischen Oberfläche des Papirossi-Mundstückes liegt. Die Zwischenlage 19 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, geschlitzt und ergibt Längskanäle 14 zwischen dem Mundstückumhüller und dem Papirossi-Mundstück, und die Belüftungslöcher stehen mit den Kanälen 14 in Verbindung. Damit kann Ventilationsluft in die Kanäle 14 gesaugt werden (Pfeile 88), während der Rauch von dem Tabak in den hohlen Teil 99 des Rohres gesaugt wird (Pfeil 77). Rauch- und Ventilationsluft werden somit getrennt gehalten. Eine derartige Anordnung läßt sich auch für Zigarillos verwenden.

Fig. 17 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Zigarette ähnlich der in Verbindung mit Fig. 3 gezeigten, mit der Ausnahme, daß der Rauchfilterpfropfen 12 und sein Umhüller 13 nach Fig. 3 durch Tabak 11 ersetzt sind. Der Tabakstrang erstreckt sich somit über die gesamte Länge der Zigarette. Der Raucher kann damit Ventilationsluft unabhängig von dem Tabakrauch einziehen.

Die verschiedenen, vorstehend in Verbindung mit Tabaksträngen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind lediglich schematisch dargestellt, um die verschiedenen Prinzipien nach der Erfindung darzulegen. In der Praxis können vom Hersteller Vorkehrungen getroffen werden, um eine unansehnliche Lippe zwischen dem Mundstück und dem übrigen Teil des Rauchgegenstandes zu vermeiden. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, den Durchmesser des Pfropfens im Vergleich zu dem dargestellten zu verringern, eine andere Möglichkeit, z. B. in Verbindung mit der erstgenannten Möglichkeit, besteht darin, den Mundstückumhüller 16 durch Überlappen in Kontakt mit dem Papierumhüller 18 zu bringen.

Die nachstehenden Beispiele zeigen die Verhältnisse zwischen Strömung und Druckabfall an den Kanälen für unterschiedliche Dimensionen von Kanälen, den Einfluß der Permeabilität des Pfropfenumhüllers auf die Belüftung, und den Einfluß der Belüftung auf die Rauchabgabe.

Geht man davon aus, daß

Pt = Druckabfall am Tabakstrang, Pf = Druckabfall am Filterpfropfen, Pp = Druckabfall an den Perforationen, Pc = Druckabfall an den Kanälen,

ergibt sich im Fall einer ventilierten Zigarette, die mit Kanälen z. B. nach den Fig. 1 und 3 hergestellt sind, und bei Verwendung eines undurchlässigen Pfropfenumhüllers,

Pt + Pf = Pp + Pc.

Wenn die Permeabilität des Zigarettenpapiers gering ist, ergibt sich

Pt + Pf = K × F

wobei K eine Konstante ist, die von dem Strömungswiderstand des Tabakstranges und des Filterpfropfens abhängt, und F der gesamte Rauchstrom durch den Tabakstrang und den Filterpfropfen ist.

Die Druckabfälle Pp und Pc sind in Reihe geschaltet und können deshalb getrennt gemessen sowie summiert werden, um den gesamten Druckabfall am Ventilationssystem zu erhalten.

Pp wird auf die Größe und die Anzahl von Perforationen in dem Perforationsband auf den Mundstückumhüller, der für den Durchfluß in die Kanäle offen ist, bezogen.

Pc wird auf die Länge, die Breite und die Tiefe der Kanäle bezogen. Dieser Wert hängt auch von der Anzahl von Kanälen ab, wobei für die dargestellten Ausführungsbeispiele vier Kanäle pro Filter betrachtet werden, die symmetrisch um den Filterpfropfen herum verteilt sind. Dies ist beispielsweise auch in den Fig. 1 und 3 gezeigt.

Der Druckabfall an der Zigarette wird hauptsächlich durch die Forderungen in bezug auf die Rauchabgabe gesteuert; z. B. führt eine hohe Filterleistung zur Erzielung einer Zigarette mit geringer Rauchabgabe zu einem Filterpfropfen mit hohem Druckabfall. Auch ergibt eine subjektive Rauchempfindlichkeit obere Druckabfallwerte. Eine Kingsize-Zigarette ohne Ventilationssystem ergibt einen Druckabfallbereich von 25 bis 200 mm H₂O bei 17,5 cm³s^-1 Fluß durch den Tabakstrang; mit einem Mundstücksystem ergibt sich für den gleichen Fluß ein Druckabfallbereich von 80 bis 200 mm H₂O.

Eine Voraussage des Ventilationspegels an einer Zigarette kann dann gemacht werden, wenn Daten, die Pc und Pp auf den Ventilationsluftstrom beziehen, für einen Bereich von Kanaldimensionen und Mundstückumhüllerperforationen erhalten worden sind.

Bei den Beispielen haben die Perforationen in dem Mundstückumhüller jeweils Nenndimensionen von 0,4 × 0,4 mm, der Abstand zwischen den benachbarten Perforationen in einer Reihe beträgt 1 mm von Mitte zu Mitte. Tabelle 1 zeigt die Luftpermeabilität in cm³/min/cm Perforationsband/cm H₂O für verschiedene Anzahl von Reihen von Perforationen im Mundstückumhüller.

Tabelle 1

Die Beispiele 1-4 zeigen, wie der Druckabfall an den Kanälen durch die Dimensionen der Kanäle gesteuert wird. Die Tests in diesen Beispielen wurden an einer mit einem Mundstückumhüller laminierten Zwischenlage nach Fig. 6 in der flachen Konfiguration, d. h. nicht um einen Filterpfropfen gewickelt, durchgeführt. Für Konstruktionszwecke sind die so erzielten Daten bei entsprechender Modifikation auf eine mit Kanälen versehene, um einen Filterpfropfen gewickelte Zwischenlage anwendbar.

Beispiel 1

Der Druckabfall (Da) in mm H₂O in einem Mundstück mit vier Kanälen wurde für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in cm³/sec für Kanäle mit einer Tiefe von 0,16 mm, einer Breite von 2,5 mm und unterschiedlichen Längen gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Beispiel 2

Der Druckabfall (Da) in mm H₂O in einem Mundstück mit vier Kanälen wurde für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in cm³/sec für Kanäle von 0,16 mm Tiefe, 2,0 mm Breite und Längen von 15 mm und 18 mm gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Beispiel 3

Der Druckabfall (Da) in mm H₂O in einem Mundstück mit vier Kanälen wurde für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in cm³/sec für Kanäle von 0,16 mm Tiefe, 1,5 mm Breite und 15 mm Länge gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

Beispiel 4

Der Druckabfall (Da) in mm H₂O in einem Mundstück mit vier Kanälen wurde für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in cm³/sec für Kanäle von 0,32 mm Tiefe, 2,0 mm Breite und 18 mm Länge gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 5 dargestellt.

Tabelle 5

Beispiel 5

Der Druckabfall (Da) in mm H₂O in einem Mundstück mit vier Kanälen wurde für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in cm³/sec für Kanäle für 0,092 mm Tiefe, 2 mm Breite und 18 mm Länge gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 6 gezeigt.

Tabelle 6

Beispiel 6

Der Druckabfall (Da) in mm H₂O in einem Mundstück mit vier Kanälen wurde für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in cm³/sec für Kanäle für 0,14 mm Tiefe, 2,0 mm Breite und Längen von 10 mm und 18 mm gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 7 gezeigt.

Tabelle 7

Die Resultate nach den Beispielen 1 bis 6 sind als graphische Darstellungen in den Fig. 12, 13 und 14 aufgetragen.

Fig. 12 zeigt die Ergebnisse von Beispiel 1, d. h. die Beziehung zwischen der Strömung und dem Druckabfall bei konstanter Kanalbreite und Kanaltiefe für unterschiedliche Kanallängen. Das Mundstück weist vier Kanäle auf, deren jeder 2,5 mm breit und 0,16 mm tief ist. In dieser Figur stellt die Linie I eine Kanallänge von 10 mm, die Linie II eine Kanallänge von 12 mm, die Linie III eine Kanallänge von 15 mm und die Linie IV eine Länge von 18 mm dar. Es wird festgestellt, daß die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und dem Druckabfall über den gemessenen Bereich weitgehend linear ist.

Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen der Strömung und dem Druckabfall bei konstanter Kanaltiefe und Kanallänge für unterschiedliche Kanalbreiten. Das Mundstück besteht aus vier Kanälen, von denen jeder 0,16 mm tief und 15 mm lang ist. In dieser Figur stellt die Linie V eine Kanalbreite von 1,5 mm, die Linie IV eine Breite von 2,0 mm und die Linie VII eine Breite von 2,5 mm dar. Es wird festgestellt, daß die Beziehungen im wesentlichen linear sind.

Beispiel 7

Ventilierte Mundstückumhüller, die so mit Masken abgedeckt werden, daß 4 × 2 mm breite Streifen entstehen (entsprechend einer Zwischenlage mit vier Kanälen von jeweils 2 mm Breite) wurden auf Strömungs- und Druckabfalleigenschaften entsprechend der Anzahl von Reihen von Perforationen getestet. Die Resultate sind in Tabelle 8 zusammengestellt und graphisch in Fig. 15 aufgetragen, wobei in letzterer Figur die Linie XII einer einzigen Reihe von Perforationen, die Linie XIII zwei Reihen von Perforationen und die Linie XIV fünf Reihen von Perforationen entspricht. Die Strömungsgeschwindigkeit ist in cm³/sec und der Druckabfall (Da) in mm H₂O angegeben.

Vielgliedrige Rückbildungsanalysen der Resultate der Tabelle 8 zeigen eine parabolische Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und dem Druckabfall für eine bestimmte Anzahl von Reihen von Perforationen. Wenn Da der Druckabfall f die Strömungsgeschwindigkeit ist, gilt für eine Reihe von Perforationen Da = (14,35f ² + 24,69f)/100, für zwei Perforationsreihen Da = (3,08f ² + 31,72f)/100 und für fünf Perforationsreihen Da = (4,623f ² + 60,9f)/1000.

Ein Vergleich der Tabelle 8 mit den Tabellen 2 bis 7 oder der Fig. 15 mit den Fig. 12-14 ergibt, daß der Druckabfall durch den ventilierten Mundstückumhüller wesentlich kleiner ist als längs der Kanäle, so daß dann, wenn die Perforationen und Kanäle in Serie wirken, der steuernde Druckabfall dadurch längs des Kanales erreicht wird.

Beispiel 8

Es wurden eine Anzahl von Kingsize-Zigaretten mit Mundstücken nach den Fig. 2 und 4 hergestellt, d. h. mit Pfropfenumhüllern, die Luftpermeabilitäten besitzen, welche sich von 60 bis 100 cm³/min/cm²/cm H₂O verändern, und mit einer ansonsten identischen Kingsize-Zigarette verglichen, die einen undurchlässigen Pfropfenumhüller besitzt, d. h. mit einer Nennpermeabilität von 1 cm³/min/cm²/cm H₂O. Die Ventilationswerte dieser Zigaretten wurden gemessen und sind in Tabelle 9 wiedergegeben.

Tabelle 9

Diese Resultate zeigen, daß das Mundstück so ausgelegt werden kann, daß Zigaretten mit Pfropfenumhüllern einen großen Bereich von Luftpermeabilitäten abdecken, wobei die Änderung im Wert der Ventilation über diesen Bereich bedeutungslos ist. Es folgt daraus, daß ein undurchlässiger Pfropfenumhüller für die Erfindung nicht entscheidend ist, und daß durchlässige Pfropfenumhüller vom Hersteller verwendet werden können, wenn er einen hohen Grad an Steuerbarkeit der Ventilation in speziellen Fällen wünscht.

Es wurden Versuche durchgeführt, um die Einflüsse der Permeabilität von Spitzenpapier und Dimensionen der Kanäle auf die Rauchzuführung festzustellen. Die Versuche werden anhand von drei Kingsize-Zigaretten durchgeführt, die mit Ausnahme des Druckabfalls am Rauchfilterpfropfen und der Dimensionen der Ventilationskanäle identisch waren. Die Resultate sind in den nachstehenden Tabellen 10 bis 12 wiedergegeben.

Tabelle 10

Tabelle 11

Tabelle 12

Hieraus ergibt sich, daß die Rauchzuführungen mit erhöhter Belüftung verringert werden.

Beispiel 9

Eine Zigarette mit Tabak der Klasse 3 und ohne Filter mit einer Länge von 69 mm und einem Umfang von 25,4 mm wurde mit einem Mundstück der Ausführungsform nach Fig. 12 versehen. Das Belüftungssystem wurde durch vier Kanäle 15 gebildet, von denen jeder 12 mm lang, 2,0 mm breit und 0,21 mm tief war, wobei entweder eine oder fünf Reihen von Perforationen 17 in die Kanäle 14 führen. Die Permeabilität des Zigarettenpapiers 18 wurde mit 10 cm³/min/cm²/cm H₂O bei 5 cm H₂O Druckabfall gemessen (Permeabilitäten von Pfropfenumhüllerpapier werden üblicherweise bei 10 cm H₂O Druckabfall gemessen). Die prozentuale Belüftung (der Prozentsatz von Puffvolumen bei einer Verwendung eines Puffes von 35 ml) mit einem Druckabfall von 58 mm H₂O wurde festgestellt zu:

Claims (6)

1. Mundstück für einen länglichen Rauchgegenstand zur Verbindung mit einem Tabakstrang, mit einem kreiszylindrischen Rauchfilterpfropfen in stirnseitiger Anlage an dem Tabakstrang, mit einer Abstandsvorrichtung aus rauchundurchlässigem Material, welche die Mantelfläche des Rauchfilterpfropfens eng anliegend umhüllt und auf ihrer Umfangsfläche zum Mundende hin offene und zum Tabakstrang hin geschlossene Strömungskanäle ausspart, und mit einer Mundstückumhüllung, welche Belüftungsöffnungen zur Abgabe von Ventilationsluft in die Strömungskanäle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsvorrichtung (13, 19) einen zweischichtigen Aufbau aufweist, bestehend aus einem innenliegend angeordneten rohrförmigen Pfropfenumhüller (13) mit glatter Mantelfläche und aus einer zwischen Pfropfenumhüller (13) und Munstückumhüllung (16) angeordneten Zwischenlage (19), in der am Umfang verteilt Schlitze (17) ausgespart sind, welche in Verbindung mit Pfropfenumhüller (13) und Mundstückumhüllung (16) die Strömungskanäle (14) bilden.

2. Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze (14) etwa 1-3 mm und die Tiefe der Schlitze etwa 0,075-0,35 mm beträgt.

3. Mundstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnungen (17) im Munstückumhüller (16) radial verlaufende Öffnungen sind, von denen zumindest einige den Mundstückumhüller (16) teilweise durchsetzen, und die eine luftdurchlässige Belüftungszone bilden.

4. Mundstück nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchfilterpfropfen (12) nur durch den Pfropfenumhüller (13, 131) gebildet ist.

5. Mundstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfropfenumhüller (13, 131) ein hohles Rohr ist.

6. Mundstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfropfenumhüller (13) radial verlaufende Belüftungslöcher (13 a) aufweist.