DE4127420C2

DE4127420C2 - Koaxiale Filtercigarette

Info

Publication number: DE4127420C2
Application number: DE4127420A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Dr Schneider; Bernd-Henrik Dipl Phys Mueller; Gert Dipl Chem Dr Rudolph
Original assignee: British American Tobacco Germany GmbH; BAT Cigarettenfabriken GmbH
Current assignee: British American Tobacco Germany GmbH
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2011-08-20
Also published as: EP0528186A1; CA2074300A1; CA2074300C; US5379789A; EP0528186B1; DE4127420A1; HK1005840A1; DE59207041D1; ES2093743T3

Description

Die Erfindung betrifft eine koaxiale Filtercigarette der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es gibt eine Reihe von Veröffentlichungen über sogenannte "koaxiale rauchbare Artikel", also insbesondere Koaxial-Cigar ren oder -Cigaretten mit einem Innenkern, der durch einen Man tel aus Tabakmaterial umgeben ist. Das Grundprinzip einer sol chen Koaxial-Cigarette ist beispielsweise aus der FR-PS 998 556 bekannt, wobei der Innenkern aus einem Tabak geringerer Quali tät besteht, der von einem ringförmigen Mantel aus Tabak hoher Qualität umgeben ist. Dadurch lassen sich Einsparungen in Bezug auf die Kosten der verwendeten Tabakmaterialien erzielen.

Weitere Ausgestaltungen solcher Koaxial-Cigaretten gehen aus der FR-PS 13 22 254, der US-PS 3 614 956, der US-PS 4 219 031, der GB-OS 20 70 409, der GB-PS 10 86 443 und der DE-OS 36 02 846 hervor.

Außerdem ist aus der US-PS 3 356 094 eine Koaxial-Cigarette mit einem inneren Hohlrohr und einer Aerosol-Erzeugungszone mit engem Auslaß bekannt; die Herstellung dieser Koaxial-Cigarette ist jedoch sehr aufwendig und damit kostspielig; außerdem werden die verschiedenen Bestandteile voneinander getrennt, so daß sich ein ungewöhnliches Rauchmuster ergibt.

Eine koaxiale Filtercigarette der angegebenen Gattung ist aus der DE-PS 37 43 597 bekannt und weist einen Strangteil und einen Filterteil auf; der Strangteil enthält einen Innenkern aus einem weitgehend rückstandsfrei verglimmenden Material, insbesondere Tabakmaterial, eine Umhüllung für den Innenkern, einen den Innenkern bzw. seine Umhüllung koaxial umgebenden Außenmantel aus einem Tabak- und/oder Nicht-Tabakmaterial, sowie eine Umhüllung für den Außenmantel.

Der Filterteil weist einen Filterkern, eine luftundurchlässige Umhüllung für den Filterkern, einen Filtermantel und eine Umhüllung für den Filtermantel auf.

Das Grundprinzip bei dieser koaxialen Filtercigarette liegt darin, daß in radialer Richtung zwei Bereiche unterschieden werden, nämlich die Zone der Haupt-Wärmequelle einerseits und die Zone andererseits, in der der wesentliche Teil des in den Mund des Rauchers gelangenden Aerosols erzeugt wird. Dabei befindet sich die Wärmeerzeugungs-Zone im Außenmantel und die Aerosol-Erzeugungszone im Innenkern des Strangteils.

Problematisch bei einer solchen Auslegung einer koaxialen Filtercigarette ist die angestrebte Reduzierung des Neben rauches, die sich nur mit großem Aufwand erreichen läßt. Außerdem hat eine solche koaxiale Filtercigarette ein Entzün dungspotential ähnlich einer konventionellen Cigarette.

Eine weitere gattungsgemäße koaxiale Filtercigarette ist aus der DE-PS 39 01 226 bekannt. Diese weist ebenfalls einen Strang- und einen Filterteil auf, wobei der Strangteil einen Innenkern aus einem weitgehend rückstandsfrei verglimmenden Material, eine im wesentlichen luftundurchlässige Umhüllung, einen den Innenkern bzw. seine Umhüllung koaxial umgebenden Außenmantel sowie eine Umhüllung für den Außenmantel enthält. Der Filterteil ist als Koaxialfilter mit einem von einer luftundurchlässigen Umhüllung umgebenen Filterkern und einem Filtermantel ausgebildet.

Die nur als Wärmequelle benötigte Zone und die Zone, in welcher der wesentliche Teil des in den Mund des Rauchers gelangenden Aerosols erzeugt wird, sind räumlich getrennt. Dadurch wird im wesentlichen bewirkt, daß der in den Mund des Rauchers ge langende Rauch einen hohen Anteil an geschmacklich relevanten Komponenten und einen sehr geringen Anteil an unerwünschten Verbrennungsprodukten hat. Da die die Wärme erzeugende Zone im Innenkern des Strangteils angeordnet ist, werden die Ver brennungsprodukte durch den Außenmantel des Strangteils abgeschirmt und damit weitgehend über den Hauptrauch abgegeben, was als eine von mehreren Voraussetzungen für die Verringerung des Nebenrauches genutzt werden kann.

Da jedoch die Mischung im Strangteil in der Regel so große Rauchmengen liefert, daß das koaxiale Filterelement allein zum Abfiltern nicht ausreicht, werden zusätzlich zwischen Filter element und Strangteil Diffusions- und Ventilationselemente, gegebenenfalls mit weiteren Zwischenelementen und Außenkanälen, angeordnet.

Gemeinsam ist beiden gattungsgemäßen vorbekannten koaxialen Filtercigaretten, daß eine deutliche Nebenrauchverringerung nur durch die Verwendung von Spezialpapieren bewirkt werden kann, speziell durch Cigarettenpapiere sehr niedriger Luftdurch lässigkeit und mit speziellen Additiven. Damit weist jedoch der Hauptrauch zwangsläufig durch die Verbrennung dieser Spezialpa piere einen unerwünscht hohen Kohlenmonoxidgehalt auf, der durch die bekannten Anordnungen nur mangelhaft reduziert werden kann. Dieser Umstand begrenzt die Möglichkeit der Neben rauchreduzierung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine koaxiale Filtercigarette der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die obigen Nachteile nicht auftreten.

Insbesondere soll eine gattungsgemäße Cigarette dahingehend verbessert werden, daß ein größerer Anteil des entstehenden Rauches in den Hauptrauch geleitet wird, wobei der Nebenrauch reduziert wird. Weiterhin soll erreicht werden, daß im Gegensatz zu den bekannten Cigaretten nunmehr die Verwendung von Spezialpapieren und speziellen Additiven nicht mehr unbedingt nötig wird.

Dies wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß ein größerer Anteil des entstehenden Rauches als bei den be kannten Koaxialversionen und als bei normalen Strängen in den Hauptrauch geleitet wird. Ein großer Anteil des üblicherweise nach seiner Entstehung in den Nebenrauch gelangenden Rauches wird also auch bei Verwendung eines konventionellen Cigaretten papiers in den Hauptrauch umgelenkt, wobei anschließend eine Filtration des erhöhten Hauptrauchanteils durch einen entspre chend wirksameren Filter durchgeführt wird.

Unabhängig davon, ob die Zone hauptsächlicher Wärmeerzeugung im Innenkern oder im Außenmantel, und entsprechend die Zone der Aerosolerzeugung im Außenmantel bzw. Innenkern angeordnet sind, wird im Gegensatz zu den bekannten Maßnahmen eine Rauchumver teilung vom Nebenrauch in den Hauptrauch allein durch die Ausprägungen des speziellen koaxialen Strangtyps gewährleistet. Dabei kann auf spezielle Cigarettenpapiere, insbesondere Ci garettenpapiere sehr niedriger Luftdurchlässigkeit und mit Additiven zur Nebenrauchverminderung, verzichtet werden, wo durch auch die dadurch bedingte Erhöhung des Kohlenmonoxid gehaltes im Hauptrauch vermieden wird.

Letztlich ist durch den erfindungsgemäßen Aufbau der koaxialen Filtercigarette nicht nur die Quantität, sondern auch die Qualität des Nebenrauches steuerbar. Diese Steuerung ist von der die Qualität des Hauptrauches bestimmenden Mischung in großem Maße unabhängig, wie dies bei bisher bekannten neben rauchreduzierenden Lösungen nicht möglich war.

Beispielsweise kann man sich nunmehr bei der Wahl des peri pheren Tabaks bevorzugt auf die Minimierung von Precursorn für irritierende Rauchinhaltsstoffe konzentrieren.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen axialen Schnitt durch eine koaxiale Filtercigarette zeigt.

Die aus der Fig. 1 ersichtliche, allgemein durch das Bezugs zeichen 10 angedeutete koaxiale Filtercigarette weist einen Strangteil 12 auf, an den mit den üblichen Fertigungstechniken ein koaxialer Filterteil 13 angesetzt ist. Der Strangteil 12 enthält einen Innenkern 14 mit einer Umhüllung 16 sowie einen Außenmantel 18 mit einer Umhüllung 20.

Der Filterteil 13 weist ein koaxiales Filterelement 15 aus einem Filterkern 22 mit einer Umhüllung 24 und einem Filter mantel 26 mit einer Umhüllung 28 auf.

Das koaxiale Filterelement 15 kann ventiliert sein. Das Ventilationsmittel ist als Linie von punktförmigen Ventila tionsöffnungen 30 angedeutet, die sich über den Umfang des koaxialen Filterelements auch durch das nicht dargestellte Belagpapier erstrecken.

Der koaxiale Strangteil dient zur Raucherzeugung und hat eine Länge von 25 bis 85 mm und einen Durchmesser von 7 bis 9 mm, also die üblichen Abmessungen konventioneller Cigaretten.

Der Innenkern 14 des Strangteils hat einen Durchmesser von 40 bis 80%, vorzugsweise 60 bis 70% des Außendurchmessers der Cigarette. Das Material des Innenkerns 14 ist mit einer Packungsdichte von 190 bis 250 mg/cm³, vorzugsweise 210 bis 230 mg/cm3 ausgelegt. Dem Material des Innenkerns 14 werden bei Bedarf Additive zur Steuerung der Verbrennung zugesetzt. Das Material des Innenkerns ist derart, daß der Zugwiderstand pro Längeneinheit, bezogen auf die Packungsdichte, 0.09 bis 0.15, vorzugsweise 0.1 bis 0.12 (mm Ws) cm²/mg beträgt.

Die Umhüllung 16 des Innenkerns des Strangteils 12 besteht aus Papier, aus einer Folie aus Tabakmaterial oder einem anderen, geeigneten Material. Seine Luftdurchlässigkeit liegt unter 30 ISO-Einheiten, vorzugsweise unter 10 ISO-Einheiten.

Der Außenmantel 18 umgibt den Innenkern bzw. dessen Umhüllung 16 koaxial. Das Material des Außenmantels 18 ist mit einer Packungsdichte von 140 bis 200 mg/cm³, vorzugsweise 150 bis 180 mg/cm³ ausgelegt. Das Verhältnis von Zugwiderstand pro Längen einheit zur Packungsdichte beträgt 0.035 bis 0.08, vorzugsweise 0.04 bis 0.05 (mm Ws) cm²/mg.

Die Umhüllung 20 des Außenmantels 18 des Strangteils 12 hat eine Luftdurchlässigkeit von weniger als 40 ISO-Einheiten, vorzugsweise 15 bis 25 ISO-Einheiten; sie besteht aus einem Cigarettenpapier, welches ein Standardpapier sein kann. Es können auch Spezialpapiere zur Reduzierung des Nebenrauches verwendet werden. Die Umhüllung 20 des Außenmantels 18 enthält gegebenenfalls Additive zur Steuerung der Verbrennung.

Gegebenenfalls kann die äußere Umhüllung 20 des Außenmantels 18 des Strangteils 12 mit Segmentperforationen zur Steuerung des Temperaturgradienten im Außenmantel 18 versehen sein; die Verwendung und/oder die Ausgestaltung dieser Segmentperfora tionen hängt von den sonstigen verwendeten Materialien ab.

Ähnlich wie der Strangteil 12 besteht der Koaxialfilter 15 aus einem Filterkern 22 mit einer Umhüllung 24 und einem Filterman tel 26 mit einer Umhüllung 28.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Innenkern 14 mit sogenannten Fillern gefüllt, d. h. mit Fülltabaken, in der Regel minderer Qualität, und/oder Rippen. Auch Tabakfolien sind ge eignet. Die Umhüllung 16 des Innenkerns 14 ist eine Papier- oder Tabakfolie mit der beschriebenen Luftdurchlässigkeit. Der Außenmantel 18 besteht aus aromareichen Tabaken, die im wesent lichen für die Erzeugung des geschmacklich relevanten Aerosols verantwortlich sind. Im übrigen gelten die oben ausgeführten Ausgestaltungsmerkmale.

Der Filterkern 22 weist einen Durchmesser auf, der bis zu 2 mm größer als der Durchmesser des Strang-Innenkerns ist, und hat bei Ventilationsgraden von 30 bis 80% des Filters einen Reten tionsgrad im Filterkern von über 90%, vorzugsweise über 95%. Damit wird der Hauptrauch in vorteilhafter Weise gefiltert. Der Filtermantel 26 hingegen weist einen Retentionsgrad von unter 30% auf, so daß die Filterung des geschmacklich relevanten Aerosols geringer ist, was einen positiven Geschmack bewirkt. Die Retentionsgrade beziehen sich auf die Gesamtmasse des in die jeweilige Filterzone einströmenden nicotinfreien Trocken kondensats.

Als Materialien für die beiden Filterzonen, d. h. den Filterkern 22 und den Filtermantel 26, kommen die üblichen Filtermateria lien in Frage, wie sie derzeit in der Cigarettenindustrie ein gesetzt werden.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel besteht der Innenkern aus aromareichen Tabaken, während der Außenmantel 18 des Tabak strangs 12 Fülltabake, Rippen bzw. Tabakfolie enthält. Hierfür können z. B. flue cured Tabake unterer Blattstände verwendet werden. Der Filter 15 ist dann so aufgebaut, daß der Filterkern 22 einen geringeren Durchmesser als der Innenkern 14 aufweist und einen Retentionsgrad von unter 30% hat. Der Außenkern hat entsprechend einen Retentionsgrad von über 90%.

Der Effekt der Erfindung gegenüber herkömmlichen Cigaretten wird anhand eines Beispiels erläutert. Im Beispiel wurde eine gemäß obigen Spezifikationen gefertigte koaxiale Cigarette, die filterlos ausgebildet wurde, mit einer normalen filterlosen Ci garette verglichen. Dies deshalb, da die Erfindung nicht primär Filtereffekte, sondern eine besondere koaxiale Struktur im Strangteil betrifft, durch welche die Umverteilung vom Nebenrauch in den Hauptrauch realisiert wird. Dabei wurden folgende Spezifikationen eingehalten und folgende Werte gemessen:

Das Hauptrauchkondensat wird dabei üblicherweise nach der Ab rauchnorm ermittelt, während der Nebenrauch während des Ab rauchens aufgefangen und das Kondensat bestimmt wird. Die er mittelten Werte zeigen, daß bei etwa gleichem Gesamtrauchkon densat, also aus Haupt- und Nebenrauch, das Nebenrauchkondensat der erfindungsgemäßen Cigarette ca. 20% geringer als das der Vergleichsprobe ausfällt. Dabei erhöht sich das Verhältnis Hauptrauch- zu Nebenrauchkondensat von 1,0 für die konventio nelle Vergleichsprobe auf 1,4 für die erfindungsgemäße Ci garette. Trotzdem bleibt das nach dem Abrauchen bestimmte Gesamtvolumen von CO mit 21 im Vergleich zu 20 ml im Hauptrauch praktisch gleich.

Obwohl Koaxialfilter mit den angegebenen Spezifikationen besonders bevorzugt sind, eignen sich zur Verwendung mit den oben spezifizierten Tabaksträngen auch bekannte ventilierte Mundstücke oder Filter, die einen Filterventilationsgrad von mindestens 40% ermöglichen und zu einem Retentionsgrad von mindestens 40% führen (bezogen auf in den Filter einströmende Gesamtmasse des nicotinfreien Trockenkondensats.)

Claims

1. Koaxiale Filtercigarette

a) mit einem Strangteil
- a1) mit einem Innenkern aus einem weitgehend rückstandsfrei verglimmenden Tabak- und/oder Nichttabakmaterial, und
- a2) einer Umhüllung für den Innenkern,
- a3) wobei der Durchmesser des Innenkerns größer als 45% des Außendurchmessers der Filtercigarette ist,
- a4) mit einem den Innenkern bzw. seine Umhüllung umgebenden Außenmantel aus einem Tabak- und/oder Nichttabakmaterial, und
- a5) mit einer Umhüllung für den Außenmantel, sowie
b) mit einem koaxialen Filterteil (13),
- b1) der einen Filterventilationsgrad von mindestens 30% und einen Retentionsgrad von mindestens 40% aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

c) der Innenkern (14) einen Durchmesser von bis zu 80% des Außendurchmessers der Filtercigarette (10) hat, daß
d) die Packungsdichte des Innenkerns (14) größer als die Packungsdichte des Außenmantels (18) ist, daß
e) der Zugwiderstand pro Längeneinheit, bezogen auf die Packungsdichte, im Innenkern (14) größer als im Außenmantel (18) ist, und daß
f) die Luftdurchlässigkeit der Umhüllung (16) des Innenkerns (14) kleiner als die Luftdurchlässigkeit der Umhüllung (20) des Außenmantels (18) ist.

2. Koaxiale Filtercigarette nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Packungsdichte des Innenkerns (14) 190 bis 250 mg/cm³ beträgt.

3. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugwiderstand pro Längen einheit, bezogen auf die Packungsdichte, 0.09 bis 0.15 (mm WS) cm²/mg im Innenkern (14) beträgt.

4. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkern (14) des Strangteils (12) Additive zur Steuerung der thermischen Prozesse enthält.

5. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (16) des Innenkerns (14) eine Luftdurchlässigkeit von weniger als 30 ISO-Einheiten hat.

6. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungsdichte des Außenmantels (18) 140 bis 200 mg/cm³ beträgt.

7. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugwiderstand pro Längen einheit, bezogen auf die Packungsdichte, 0.035 bis 0.08 (mm WS) cm²/mg im Außenmantel (18) beträgt.

8. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (18) des Strang teils (12) Additive zur Steuerung der thermischen Prozesse enthält.

9. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (20) des Außenmantels (18) eine Luftdurchlässigkeit von weniger als 40 ISO-Einheiten hat.

10. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (20) des Außenmantels (18) des Strangteils (12) Additive zur Steuerung der thermi schen Prozesse enthält.

11. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxialer Filterteil (13) mit einem Filterkern (22), dessen Innendurchmesser etwa dem Durchmesser des Innenkerns (14) des Strangteils (12) ent spricht, und mit einem Filtermantel (26) vorgesehen ist.

12. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkern (14) aus aroma reichen Tabaken und der Außenmantel (18) aus Fillern bestehen.

13. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterteil (13) bei Ventilationsgraden von 30 bis 80% jeweils zu Retentionsgraden von unter 30% im Filterkern (22) und von über 90% im Filtermantel (26) führt.

14. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Filterkerns (22) etwas größer als der Innendurchmesser des Innenkerns (14) ist.

15. Koaxiale Filtercigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkern (14) aus Fillern und der Außenmantel (18) aus aromareichen Tabaken besteht.

16. Koaxiale Filtercigarette nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß der Filterteil (13) bei Ventilationsgraden von 30 bis 80% jeweils zu Retentionsgraden von über 90% im Filterkern (22) und von unter 30% im Filtermantel (26) führt.

17. Koaxiale Filtercigarette nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Filterkerns (22) etwas größer als der Innendurchmesser des Innenkerns (14) ist.