DE3725867A1 - Zigarettenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter für Zigaretten. In einer Ausführungsform bezieht sie sich auf einen Filter mit einer neuartigen Ventilationsluft-Einrichtung und in einer anderen Ausführungsform auf einen Zigarettenfilter mit eingeformten Strömungsleitrillen zur Leitung von Ventilationsluft vom Mundende des Filters unter bestimmten Rauchbedingungen, wobei luftverdünnter gefilterter Rauch durch den Filter hindurch dem Mundende des Filters zu­ geführt wird, und unter anderen bestimmten Rauchbedin­ gungen zur Leitung wenigstens eines Teils der Ventila­ tionsluft von den Strömungsleitrillen in den Filter, um sich vor Erreichen des Mundende des Filters mit dem im Filter strömenden Rauch zu vermischen und ihn weiter zu verdünnen.

Es ist im Stand der Technik wohlbekannt, Filter an Ziga­ retten anzufügen, wobei die Filter mit einer Ventilations­ luft-Einrichtung versehen sind, um umgebende Luft in den Filter zwecks Verdünnung des hindurchströmenden Rauchs einzuführen. Die Verdünnung des Rauchs reduziert die Menge der Rauchteilchen sowie die Gasphasen-Bestandteile, die dem Munde des Rauchers zugeführt werden. Eine Anzahl von Einrichtungen ist vorgeschlagen worden und wird ein­ gesetzt, um Ventilationsluft in die Zigarette einzuleiten. Beispielsweise kann die Umwicklung für den Tabak einer Zigarette aus einem porösen Material hergestellt sein, das die Zufuhr von Luft entlang der Gesamtlänge der Ziga­ rette ermöglicht, wo sie sich mit dem hindurchströmenden Rauch vermischt und diesen dabei verdünnt. Die Ziga­ rettenumwicklung kann auch an ausgewählten Stellen ent­ lang der Zigarettenlänge perforiert sein, wodurch Öff­ nungen in der Zigarette entstehen, durch die Ventilations­ luft eintritt. Es ist weiterhin bekannt, die Filterum­ wicklung einer Filterzigarette zu perforieren, um es zu ermöglichen, daß Ventilationsluft in den Filter eintritt und den durch den Filter strömenden Rauch verdünnt. Außerdem ist eine Anzahl von Vorschlägen gemacht worden, Rillen innerhalb des Filters einer Filterzigarette anzu­ ordnen, um die Zufuhr von Ventilationsluft zum Rauchstrom zu erleichtern.

Beispielsweise bezieht sich das US-Patent Nr. 35 96 663 auf einen Filter für Zigarettenrauch, der mit einer ein Filterelement umhüllenden, gewellten, porösen Propfen­ umwicklung versehen ist, die von Mundstückspapier mit Durchströmungsperforationen umgeben ist. Die Ventilations­ luft tritt durch die Perforationen im Mundstückspapier in das Filterelement und die Rillen ein und strömt zum Munde des Rauchers. Das US-Patent Nr. 42 56 122 offenbart einen Zigarettenfilter mit Rillen, die sich längs der Außen­ fläche eines von einer nicht-porösen Propfenumwicklung umgebenen Filterstabs erstrecken. Der Stab und die Um­ wicklung sind von ventilierendem Mundstückspapier umhüllt, so daß bei der Benutzung nur Ventilationsluft entlang den Rillen und durch den Filter nur Rauch strömen. Andere Patente, die Zigarettenfilter mit das Filterelement zwecks Zufuhr von Ventilationsluft zum Zigarettenfilter umschrei­ benden Rillen betreffen, umfassen die US-Patente Nr. 35 77 995, Nr. 37 52 347, Nr. 34 90 461, Nr. 37 88 330, Nr. 37 73 053, Nr. 37 52 165, Nr. 36 38 661, Nr. 36 08 561, Nr. 39 10 288 und Nr. 42 56 122.

Die Erfindung schafft vorteilhafterweise eine einfache Filteranordnung für eine Zigarette, die im wesentlichen normalen Druckabfall in der Zigarette für Filter geringer bis mäßiger Wirksamkeit erzielt.

Die Erfindung schafft weiterhin einen Zigarettenfilter zur Minderung des Teer­ gehalts überwiegend durch Ventilation, wobei sie auch die Filterung von luftverdünntem Zigarettenrauch besorgt. Ferner schafft die Erfindung einen gerillten Zigaretten­ filter mit Luftströmungs-Auslässen am Mundende, wobei unter bestimmten Bedingungen in den Filter hineinführende Luftströmungseinrichtungen in den Wandungen der Rillen und an ausgewählten Stellen der Außenfläche des Filters außerhalb der Rillen vorgesehen sind.

Insbesondere schafft die Erfindung einen Filter für eine Zigarette, gekennzeichnet durch einen porösen Filterstab von allgemein zylindrischer Gestalt; durch eine luftun­ durchlässige Umwicklung, die sich längs des Filterstabs von dessen einem Ende bis zum anderen Ende erstreckt und den Filterstab umhüllt, wobei gegenüberliegende Durchströmungsenden des Filterstabs freibleiben; wobei die Umwicklung mit einer Mehrzahl von im Filterstab einge­ betteten Rillen ausgebildet ist, jede Rille an einem Ende des Filterstabs offen ist und sich von diesem aus allge­ mein längs des Filterstabs über eine Distanz erstreckt, die geringer als die Länge des Filterstabs ist; durch Mundstücksmaterial, das sich längs des umwickelten Filter­ stabs erstreckt und diesen umhüllt; durch erste Durch­ strömungs-Perforationen, die durch das Mundstücksmaterial hindurch ausgebildet, zu den Rillen hin offen und mit diesen in Verbindung sind, um das Einströmen von Luft in die Rillen zu ermöglichen, und die so bemessen sind, daß Luft mit einem ersten vorgewählten Druckabfall durch sie hindurch und in die Rillen einströmt; durch zweite Luftströmungs-Perforationen, die in einem vorgewählten Bereich außerhalb der Rillen durch das Mundstücksmaterial und die Umwicklung hindurch ausgebildet sind, um das Ein­ strömen von Luft in den Körper des porösen Filterstabs zu ermöglichen, und die so bemessen sind, daß Luft mit einem zweiten vorgewählten Druckabfall, der größer als der erste vorgewählte Druckabfall ist, durch sie hindurch­ strömt; durch dritte Luftströmungs-Perforationen, die in jeder Rille durch die Umwicklung hindurch ausgebildet sind, um das Einströmen von Luft von den Rillen aus in den Körper des porösen Filterstabs zu ermöglichen, und die so bemessen sind, daß Luft mit einem dritten vorge­ wählten Druckabfall, der größer als der zweite vorge­ wählte Druckabfall ist, durch sie hindurchströmt.

Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der sich durchweg gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines vorteil­ haften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zigarettenfilters,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des an ein Tabak­ stäbchen angebrachten Filters nach Fig. 1, wobei aber das Mundstücksmaterial zwecks klarerer Dar­ stellung von Einzelheiten als teilweise abge­ wickelt gezeigt ist, und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Filters bei Betrach­ tung in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 1.

Die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichen einen allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Zigarettenfilter, der die erfindungsgemäßen Merkmale aufweist. Der Zigaretten­ filter 10 umfaßt einen allgemein zylindrisch geformten Filterstab 12 und eine luftundurchlässige, umhüllende Umwicklung 14. Letztere erstreckt sich längs des Filter­ stabs 12 von dessen einem Ende 16 bis zu dessen anderem Ende 18, so daß die Filterstab-Enden 16 und 18 sich in gegenseitigem Durchströmungsverhältnis befinden.

Der Filterstab 12 ist aus einem porösen Material, wie z.B. fasrigem oder geschäumtem Zelluloseazetat, oder jeglichem anderen, zur Filterung von Zigarettenrauch eigneten Material hergerstellt.

Der Zigarettenfilter 10 umfaßt weiterhin eine Mehrzahl von Rillen 20, die in der Umwicklung 14 ausgebildet und in den Filterstab 12 eingebettet sind. Jede Rille 20 ist, wie mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet, am Mundende 16 des Filterstabs 12 offen und erstreckt sich von da aus allgemein längs des Filterstabs 12 über eine Strecke, die kleiner als die Länge des Filterstabs 12 ist. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen vier solcher Rillen 20, die mit gleichen gegenseitigen Abständen am Umfang des Filterstabs 12 angeordnet sind.

Bei der Herstellung der Zigarette 10 kam die Umwicklung 14 einteilig mit dem Filterstab 12 geformt oder ein ge­ trenntes Bauteil sein. Der umwickelte Filterstab 12 kann beispielsweise in eine Form oder andere Bearbeitungs­ einrichtung gelegt werden, um die Umwicklung 14 an ausge­ wählten Stellen einzudrücken, sie dadurch in den Filter­ stab 12 einzubetten und die Rillen 20 zu formen. Ein derartiges Verfahren wird in der Zigarettenfertigungs­ industrie gewöhnlich als Warmverformungstechnik bezeich­ net.

Wie am besten in Fig. 2 zu erkennen, ist der Filterstab 12 an einer Tabaksäule 24 mit Mundstücksmaterial 26 be­ festigt, welches den von der Umwicklung eingehüllten Filterstab 12 umgibt, wodurch eine Filterzigarette 28 gebildet ist. Erste Luft-Durchströmungseinrichtungen, wie etwa erste Luftströmungsperforationen 30 sind in einer ersten Umfangsanordnung um den Umfang des Filter­ stabs 12 herum durch das Mundstücksmaterial 26 hindurch ausgebildet. Die ersten Luftströmungsperforationen 30 sind näher an den geschlossenen Enden der Rillen 20 als an deren offenen Enden angeordnet.

Die ersten Perforationen 30 sind vorzugsweise gerade strömungsabwärts der geschlossenen Enden der Rillen 20, d.h. derjenigen Enden der Rillen, die deren offenen Enden 22 am Mundende 16 des Filterstabs 12 gegenüberliegen, ange­ ordnet. Vorzugsweise sind die ersten kleinen Durchströmungs­ perforationen 30 für Ventilationsluft zu den Rillen 20, nahe deren geschlossenen Enden, hin offen und stehen mit ihnen in Verbindung, so daß sie das Einströmen von Luft in die Rillen 20 ermöglichen. Die ersten Luft-Durchströ­ mungsperforationen sind so bemessen, daß Luft mit einem ersten vorgewählten Druckabfall durch sie hindurchströmt.

Die Umwicklung 14 ist mit zweiten Luftströmungseinrichtun­ gen, wie etwa zweiten Luftströmungsperforationen 32, durch das Mundstücksmaterial 26 und die Umwicklung 14 hindurch, in einem ersten vorgewählten Bereich außerhalb der Rillen ausgebildet, um zu ermöglichen, daß Luft durch sie hin­ durch in den Körper des porösen Filterstabs 12 einströmt. Die zweiten Luftströmungsperforationen 32 sind, wie dar­ gestellt, strömungsaufwärts der geschlossenen Enden der Rillen 20 in einer Umfangsanordnung um den Umfang des Filterstabs 12 herum angeordnet. Die zweiten Perforationen 32 sind so bemessen, daß Luft mit einem zweiten vorge­ wählten Druckabfall, der größer als der erste vorgewählte Druckabfall ist, durch sie hindurchströmt.

Die Umwicklung 14 weist in einem vorgewählten Bereich in den Rillen 20 dritte luftdurchlässige Strömungseinrich­ tungen, wie etwa kleine Luft-Durchströmungsperforationen 34 auf, die in jeder Rille 20 durch die Dicke der Um­ wicklung 14 hindurch ausgebildet sind und es ermöglichen, daß Luft von den Rillen in den Körper des porösen Filter­ stabs 12 einströmt. Die dritten Perforationen 34 sind näher an den offenen Enden als an den geschlossenen Enden der Rillen 20 angeordnet. Vorzugsweise sind die dritten Perforationen 34 nahe den offenen Enden 22 der Rillen 20 angeordnet. Die dritten Perforationen 34 sind so bemessen, daß Luft mit einem dritten vorgewählten Druckabfall, der größer als der zweite vorgewählte Druck­ abfall ist, durch sie hindurchströmt.

Es wurde festgestellt, daß für herkömmlich bemessene Zigarettenfilter, die charakteristischerweise einen Durch­ messer von ungefähr 8 mm aufweisen, eine erste Perforation 30 mit einem Durchmesser von etwa 1/2 mm, eine zweite Perforation 32 mit einem Durchmesser von 1/2 mm und eine dritte Perforation 34 mit einem Durchmesser von 3/8 mm gut funktionieren, um die notwendigen Differential-Druck­ abfallwerte zwischen den ersten, zweiten und dritten Perforationen 30, 32 und 34 zu erzielen. Es ist weiter­ hin festgestellt worden, daß es vorteilhaft ist, die ersten Perforationen 30 zwischen etwa 2 mm bis etwa 4 mm entfernt von den geschlossenen Enden der Rillen 20 und die dritten Perforationen 34 zwischen etwa 2 mm und etwa 4 mm entfernt von den offenen Enden der Rillen 20 anzu­ ordnen.

Wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, strömt beim Rauchen unter bestimmten Rauchbedingungen, bei denen die Rillen 20 unversperrt sind, ein Hauptteil der Ventilations­ luft durch die ersten Perforationen 30 in die Rillen 20 hinein, entlang diesen Rillen 20 und von deren offenen Enden 22 aus in den Mund des Rauchers. Sehr wenig Venti­ lationsluft, wenn überhaupt, strömt durch die zweiten und dritten Perforationen 32 und 34, da der Druckabfall in diesen Perforationen 32 und 34 wesentlich größer als der Druckabfall in den ersten Perforationen 30 und entlang den Rillen 20 bis zu deren offenen Enden 22 ist. Wenn die Rillen 20 verstopft werden, z.B. an ihren offenen Enden 22, so daß ein größerer Druckabfall in ihnen entsteht, dann strömen größere Mengen von Ventilationsluft durch die zwei­ ten Perforationen 32 sowie von den Rillen 20 durch die Perforationen 34 in den Körper des Filterstabs 12 hinein.

Die vorstehende detaillierte Beschreibung ist in der Hauptsache zum klaren Verständnis gegeben; unnötige Be­ schränkungen sollen daraus nicht abgeleitet werden, da sich Abänderungen dem Fachmann beim Lesen dieser Offen­ barung als offensichtlich ergeben und durchgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutz­ umfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.

Claims (4)

1. Filter für eine Zigarette, gekennzeich­ net durch einen porösen Filterstab (12) von allgemein zylindrischer Gestalt; durch eine luftundurchlässige Umwicklung (14), die sich längs des Filterstabs (12) von dessen einem Ende (16) zum anderen Ende (18) erstreckt und den Filterstab (12) umhüllt, wobei gegenüberliegende Durchströmungsenden des Filterstabs (12) freibleiben; wobei die Umwicklung (14) mit einer Mehrzahl von im Filterstab (12) eingebetteten Rillen (20) ausgebildet ist, jede Rille (20) an einem Ende (16) des Filterstabs (12) offen ist und sich von diesem aus allgemein längs des Filterstabs (12) über eine Distanz erstreckt, die geringer als die Länge des Filterstabs (12) ist; durch Mundstücks­ material (26), das sich längs des umwickelten Filterstabs erstreckt und diesen umhüllt; durch erste Durchströmungs- Perforationen (30), die durch das Mundstücksmaterial (26) hindurch ausgebildet, zu den Rillen (20) hin offen und mit diesen in Verbindung sind, um das Einströmen von Luft in die Rillen (20) zu ermöglichen, und die so bemessen sind, daß Luft mit einem ersten vorgewählten Druckabfall durch sie hindurch und in die Rillen (20) einströmt; durch zweite Luftströmungs-Perforationen (32), die in einem vorgewählten Bereich außerhalb der Rillen (20) durch das Mundstücksmaterial (26) und die Umwicklung (14) hindurch ausgebildet sind, um das Einströmen von Luft in den Körper des porösen Filterstabs (12) zu ermöglichen, und die so bemessen sind, daß Luft mit einem zweiten vorgewählten Druckabfall, der größer als der erste vorgewählte Druck­ abfall ist, durch sie hindurchströmt; durch dritte Luft­ strömungs-Perforationen (34), die in jeder Rille (20) durch die Umwicklung (14) hindurch ausgebildet sind, um das Einströmen von Luft von den Rillen (20) aus in den Körper des porösen Filterstabs (12) zu ermöglichen, und die so bemessen sind, daß Luft mit einem dritten vorge­ wählten Druckabfall, der größer als der zweite vorgewähl­ te Druckabfall ist, durch sie hindurchströmt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten Durchströmungs-Perfo­ rationen (30) näher an den geschlossenen Enden als an den offenen Enden (22) der Rillen (20) angeordnet sind.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dritten Durchströmungs-Perfo­ rationen (34) näher an den offenen Enden (22) als an den geschlossenen Enden der Rillen (20) angeordnet sind.

4. Filter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Durchströmungs-Perforationen (32) strömungsaufwärts von den geschlossenen Enden der Rillen (20) angeordnet sind.