DE3403281C2 - Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter für einen rauchbaren Artikel, insbesondere für eine Cigarette.

Filtercigaretten sind an ihrem mundseitigen Ende mit einem Filter versehen, der zumindest einen Teil der Verbrennungs­ produkte des Tabaks der Cigarette auffängt und dadurch verhindert, daß diese Verbrennungsprodukte beim Rauchen eingeatmet werden. Andererseits sollte jedoch ein solcher Filter den Geschmack des Tabakrauches möglichst wenig beeinflussen.

Als eigentliches Filtermaterial wird im allgemeinen Zel­ lulose-Acetat verwendet, das mit (porösem) Filterumhül­ lungspapier umwickelt wird und durch ein darüberliegen­ des Belagpapier mit dem mundseitigen Ende des Tabakstrangs verbunden ist. Dieses im allgemeinen luftundurchlässige Belagpapier kann mit Ventilationszonen versehen sein, so daß zusätzlich zu der durch den Tabakstrang angesaugten Luft auch Nebenluft angesaugt und mit dem gefilterten Tabak­ rauch vermischt wird, wodurch sich eine Verdünnung des eingeatmeten Tabakrauchs und damit eine Verringerung der Konzentration seiner Be­ standteile ergibt. Diese Verdünnung ist jedoch im allge­ meinen mit einer starken Beeinflussung des Geschmacks ver­ bunden, die vermieden werden sollte.

Aus der DE 32 25 090 A1 ist ein einteilig aufgebautes Fil­ terelement bekannt, mit einem einzigen durchgehenden Filter­ kern, der von einer Abstandshalterumhüllung umgeben ist, so daß zwischen dem Filterkern und dem Filterbelagpapier in Längsrichtung Luftströmungskanäle gebildet werden. Hinsicht­ lich einer Ventilationszone wird lediglich gelehrt, daß das Mundstückmaterial, d. h. das Filterbelagpapier, ein rauchun­ durchlässiges Material sei und einen in Umfangsrichtung ver­ laufenden Ring von Perforationen aufweise, über die die Kanä­ le mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter der angegebenen Gattung zu schaffen, der trotz ver­ gleichsweise hoher Ventilation keine merkliche Beeinflussung des Geschmacks des Tabakrauchs zeigt. Der Zugwider­ stand während des Abrauchens soll möglichst konstant bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf dem Zusammenwirken mehrerer Eigenschaften; zunächst hat der tabakstrangseitige Filterteil, der aus Zellulose-Acetat- Fasern mit eingestreutem Aktivkohle-Granulat besteht, einen vergleichsweise hohen Zugwiderstand, der wiederum zu einem hohen Gesamtzugwiderstand des Filters des rauchbaren Artikels und damit dazu führt, daß die Zugwiderstände der Cigarette für die einzelnen Züge relativ konstant bleiben. Dadurch ergibt sich eine entsprechend konstante Ausbeute pro Zug.

Das eingestreute Aktivkohle-Granulat hält selektiv bestimm­ te Gase zurück, so daß dieser Filterteil in dieser Bezie­ hung eine sehr viel bessere Retentionswirkung als Zellulose- Acetat-Fasern allein hat.

An diesen ersten, tabakstrangseitigen Filterteil, der bereits für sich allein eine verbesserte Filterwirkung hat, schließt sich ein vergleichsweise stark ventilierter, zweiter, mundseitiger Filterteil an.

Dieser mundseitige Teil des Filters wird durch einen einfa­ chen Zelluloseacetat-Kern gebildet, der einen geringeren Durchmesser aufweist als der tabakstrangseitige Filterteil und von einem gewellten Blatt Papier umgeben ist, so daß um den Umfang des mundseitigen Filterteils verteilt durchgehen­ de, sich in Längsrichtung des mundseitigen Filterteils er­ streckende Luftströmungskanäle entstehen, die über eine Ven­ tilationszone in einem äußeren Filterbelagpapier direkt mit der Außenluft in Verbindung stehen. Die Ventilation dieses zweiten Filterteils kann 25 bis 40%, insbesondere 31 bis 35%, betragen. Der dadurch erzeugte Ventilations­ strom verzweigt sich, d. h., der wesentlich größere Teil verläuft durch die Strömungskanäle direkt in den Mund des Rauchers, wo er mit dem Tabakrauch gemischt wird, während ein geringerer Teil entgegen der Strömungsrichtung zu dem ersten Filterteil hin strömt, in die mundseitige End­ fläche des ersten Filterteils eintritt und dort mit dem angesaugten Tabakrauch gemischt wird, also gemeinsam mit dem Tabakrauch durch den zweiten Filterteil strömt.

Dadurch ergibt sich insgesamt eine relativ hohe Aus­ trittsgeschwindigkeit der Ventilationsluft aus den Kanälen. Die mit dem Tabakrauch gemischte Ventilationsluft hat eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit als die reine Ventila­ tionsluft. Dies führt wiederum zu einer Verwirbelung von Tabakrauch und Ventilationsluft im Mund, wodurch sich eine merkliche Geschmacksverbesserung ergibt.

Die Ausbeute, nämlich das nikotinfreie Trockenkondensat sowie der Nikotingehalt pro Zug einer Cigarette mit einem Filter mit dem erfindungsgemäßen Aufbau, dessen Ventilation etwa 33% betrug, wurden gemessen und mit den entsprechenden Werten für eine sonst gleiche Cigarette mit herkömmlichem Acetat-Filter mit einer vergleichsweise geringen Ventila­ tion von etwa 23% verglichen. Dabei stellte sich heraus, daß die Vergleichscigarette höhere Kondensat- und Nikotin­ werte hatte; diese Wirkung kann auf der höheren Ventilation des erfindungsgemäßen Filters beruhen. Trotz dieser höheren Ventilation hatte jedoch die Cigarette mit dem erfindungs­ gemäßen Filter einen sehr guten, aromatischen, weichen und kräftigen Geschmack, d. h., die vergleichsweise hohe Venti­ lation, die zu den geringeren Ausbeuten führt, hat praktisch keine Wirkung auf den Geschmack der Cigarette.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende, schemati­ sche Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine perspektivische Ansicht der einzelnen Teile eines solchen Filters zeigt.

Der allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Fil­ ter schließt sich an den üblichen Tabakstrang 11 einer Cigarette an und besteht bei der dargestellten Ausführungs­ form aus zwei Filterteilen, nämlich einem ersten, tabak­ strangseitigen Filterteil 12 und einem zweiten, mundseiti­ gen Filterteil 14. Bei Bedarf kann der mundseitige Fil­ terteil 14 in mehrere Segmente aufgeteilt werden.

Der tabakstrangseitige erste Filterteil 12 besteht aus einem Zellulose-Acetat-Fasern-Kern mit eingestreutem Aktiv­ kohle-Granulat, das schematisch bei 12a angedeutet ist. Dieser Kern ist von einer porösen oder unporösen. Papierla­ ge 16 umgeben. Diese Papierlage ist für das Abrauchverhal­ ten nicht zwingend erforderlich. Der mundseitige Filter­ teil 14 besteht aus einem Zellulose-Acetat-Fasern-Kern, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des ersten Filterteils 12 ist. Dieser Kern 14 ist durch eine undurch­ lässige Papierlage 18 umgeben, die bei der dargestellten Ausführungsform glatt ist. Auf dieser undurchlässigen Pa­ pierlage 18 befindet sich eine poröse oder unporöse, in Längsrichtung gewellte Papierlage 20, wodurch zwischen den beiden Papierlagen 18, 20 in Längsrichtung des Filters 10 verlaufende, zum Kern 14 hin undurchlässige Strömungskanä­ le entstehen.

Als Alternative zu der dargestellten Ausführungsform kann auch die innere Papierlage 18 gewellt und die äußere Papier­ lage 20 glatt sein. Schließlich können auch beide Papierla­ gen 18, 20 gewellt sein oder eine einzige unporöse gewellte Lage 20 bei Fortfall der Lage 18 verwendet werden.

Da, wie erwähnt, der Kern 14 einen kleineren Durchmesser als der Kern 12 hat, enden die Strömungskanäle im mundseitigen Querschnittsbereich des ersten Filterteils 12.

Die beiden Filterteile 12, 14 sind durch ein gemeinsa­ mes, poröses Umhüllungspapier 22 umgeben, das gleichzeitig zur Verbindung dieser beiden Filterteile 12, 14 dient.

Die äußere Lage dieses Filters wird schließlich durch ein übliches, unporöses Belagpapier 24 gebildet, das den Ta­ bakstrang 11, den ersten Filterteil 12 und den zweiten Filterteil 14 miteinander verbindet und eine streifen­ förmige Ventilationszone 26 aufweist, die aus winzigen, elektrostatisch perforierten Löchern besteht. Auch mechani­ sche und durch Laser erzeugte Perforationen sind möglich.

Bei einem üblichen Cigarettendurchmesser von 7,9 mm hat der Filter 10 ohne Belagpapier 24 einen Durchmesser von 7,82 mm; bei einer Gesamtlänge der Cigarette von 100 mm wird ein Vier­ tel, nämlich 25 mm, durch den Filter 10 eingenommen, nämlich 18 mm durch den zweiten, mundseitigen Filterteil 14 und 7 mm durch den ersten, tabakstrangseitigen Filterteil 12.

Der Zugwiderstand, gemessen in mm Wassersäule, des Filters 10 beträgt bei offenen Strömungskanälen 55 und bei ge­ schlossenen Strömungskanälen 85.

Die angestrebte Ventilation im Bereich von z. B. etwa 33% wird durch eine Ventilationszone 26 mit elektrostatischer Perforation des Belagpapiers 24 erreicht, die eine Breite von etwa 4 mm hat. Die Ventilationszone 26 beginnt vorzugs­ weise 10,5 mm vom mundseitigen Ende des Filters 10 entfernt und hat, wie erwähnt, eine Breite von 4 mm, so daß der Ab­ stand zwischen der Ventilationszone 26 und dem tabakstrang­ seitigen ersten Filterteil 12 noch 3,5 mm beträgt.

Bei diesem Filter durchläuft der angesaugte Tabakrauch den ersten Filterteil 12 und den zweiten Filterteil 14, wodurch selektiv bestimmte Bestandteile des Tabakrauchs abgefangen werden. Parallel hierzu wird über die Ventilationszone 26 Ventilationsluft angesaugt, die einerseits ungemischt durch die Strömungskanäle in den Mund des Rauchers und andererseits entgegen der Strömungsrichtung zu dem ersten Filterteil 12 fließt, wo sich diese reine Ventilationsluft mit dem Tabakrauch mischt und dann über den zweiten Fil­ terteil 14 in den Mund des Rauchers gelangt. Aufgrund die­ ser beiden Strömungswege ergeben sich unterschiedliche Austrittsgeschwindigkeiten der Ventilationsluft und des Tabakrauchs im Mund des Rauchers, so daß eine Verwirbelung zwischen Ventilationsluft und Tabakrauch auftritt. Auf die­ sen Effekt wird die experimentell nachgewiesene Tatsache zurückgeführt, daß mit diesem Filter trotz hoher Ventila­ tion und trotz niedriger Ausbeute pro Zug in Bezug auf Kon­ densat der volle aromatische Geschmack des Tabakrauchs erhalten bleibt.

Claims (8)

1. Filter für einen rauchbaren Artikel, insbesondere für eine Cigarette,

• a) mit einem durch einen Zellulose-Acetat-Kern gebildeten mund­ seitigen Filterteil,
• b) mit einer den mundseitigen Filterteil umgebenden, gewellten Papierlage zur Ausbildung von längsgerichteten Luftströmungskanälen um den Umfang des Filterteils,
• b1) wobei kein Luftaustausch zwischen der Umfangsfläche des Filter­ teils und den Luftströmungskanälen stattfinden kann, und
• c) mit einem den Filter mit einem Tabakstrang verbindenden Belag­ papier, das zur Verbindung der Luftströmungskanäle mit der Außenluft im Bereich des mundseitigen Filterteils eine Ventilationszone auf­ weist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• d) an den Tabakstrang (11) schließt sich ein tabakstrangseitiger Filterteil (12) aus Zellulose-Acetat-Fasern mit eingestreutem Aktiv­ kohle-Granulat an;
• e) der mundseitige Filterteil (14) weist einen kleineren Durch­ messer als der tabakstrangseitige Filterteil (12) auf;
• f) die Luftströmungskanäle erstrecken sich vom Mundende des Filters (10) bis zur luftdurchlässigen mundseitigen Stirnfläche des tabakstrang­ seitigen Filterteils (12);
• g) die Ventilationszone (26) erstreckt sich streifenförmig um den Umfang des mundseitigen Filterteils (14); und
• h) die Ventilationszone (26) weist zum Mundende des Filters (10) einen Abstand von mindestens 9 mm auf und endet etwa 3,5 mm vor dem tabakstrangseitigen Ende des mundseitigen Filterteils (14).

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Filterteile (12, 14) durch ein gemeinsames poröses Umhüllungspapier (22) umgeben sind.

3. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der mundseitige, zweite Filterteil (14) durch eine innere, undurchlässige Papierlage (18) und durch eine äußere Papierlage (20) umgeben ist.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Papierlagen (18, 20) in Umfangs­ richtung Wellenform hat und dadurch voneinander getrennte Strömungskanäle bildet.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Papierlage (20) in Umfangsrichtung ge­ wellt ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilationszone (26) aus elektro­ statisch erzeugten Löchern besteht.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilationszone (26) zu einer Ventilation von etwa 25 bis 40%, insbesondere 31 bis 35%, führt.

8. Cigarette, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7 versehen ist.