DK151171B - Tobaksroegfilter til en cigaret - Google Patents

Description

i 151171

Opfindelsen angår et tobaksrøgfilter til en cigaret, af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe et tobaksrøgfilter til en cigaret, af den i indledningen til krav 1 angivne art, som frembringer en forbedret fjernelse af flygtige, uønskede røgbestanddele, herunder carbonmonoxid og nitrogenmonoxid, samt en forbedret fjernelse af det totale, partikelformede materiale i røgen.

Tobaksrøgfilteret ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Henvisningstallene i krav 1 og underkravene relaterer til den senere angivne fig. 1. Det har overraskende vist sig, at tobaksrøgfilteret ifølge opfindelsen giver anledning til en forbedret fjernelse af flygtige, uønskede røgbestanddele, herunder carbonmonoxid og nitrogenmonoxid, samt en forbedret fjernelse af det totale, partikelformede materiale i røgen.

Man kender ganske vist fra USA patentskrift nr. 3 768 489 et tobaksrøgfilter med skævt anordnede perifere noter, der skal frembringe en tværgående røgstrømning i filteret. I modsætning dertil er tobaksrøgfilteret ifølge opfindelsen beregnet til aksial røgstrømning. Den særlige tekniske virkning, som frembringes af tobaksfilteret ifølge opfindelsen, frembringes ikke af det kendte filter.

Man kender ganske vist også fra USA patentskrift nr. 2 954 773 et tobaksrøgfilter, der udviser en Venturi-passage, hvori røgen opnår en så høj hastighed, at tjærefjernelsen bliver meget effektiv på grund af den dynamiske påvirkning mellem røgen og filtertrådene. Selv om der i det kendte tobaksrøgfilter findes et ringformet rum, forekommer der ingen røgstrømning derigennem, og den særlige tekniske virkning, som frembringes af tobaksrøgfilteret ifølge opfindelsen, frembringes ikke af det kendte filter.

2 151171 I forbindelse med tobaksrøgfilteret ifølge opfindelsen er det en fordel, at de udvendige overflader af filterlegemet, der afgrænser det omtalte rum, i hovedsagen er uigennemtrængeligt for de partikelformede bestanddele af tobaksrøgen.

Omhyllingen omslutter med fordel filterlegemet fuldstændigt og afgrænser det nævnte rum eller de nævnte rum i hovedsagen over hele periferien af omhyllingen. Med fordel er filterlegemet i hovedsagen af cylindrisk form og er sammensat af et fibrøst materiale, der f.eks. kan udgøres af celluloseacetat. Det kan imidlertid være sammensat af et kornet materiale, f.eks. granuleret kul, eller af et opskummet materiale, eller en kombination af nogle af de i det foregående nævnte materialer, eller filterlegemet kan være udformet af et bundt af rør med fine boringer, f.eks. hule cellulose-acetatfibre.

I et sådant filter er hele længden af filterlegemet tilgængeligt for filtrering af tobaksrøgen. Alligevel frembyder filteret ingen alvorlige problemer med hensyn til fremstilling og befæstelse til cigaretternes tobaksstænger. En normal profil kan opretholdes, og en normal produktionsproces kan anvendes.

Med fordel er mellemsektionen i filterlegemet udformet ud i ét med en eller begge endesektioner.

Hvis filterlegemet er fremstillet af celluloseacetat, kan den eller de ovenfor anførte udvendige overflade eller overflader gøres impermeable eller delvis impermeable ved varmepåvirkning af celluloseacetatet.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et cigaretfilter ifølge opfindelsen i aksial-snit, 3 151171 fig. 2 viser et tværsnit langs linien A-A* i fig. 1, fig. 3 viser et tværsnit langs linien B-B' i fig. 1, fig. 4 viser en anden udførelsesform for filteret ifølge opfindelsen i aksialsnit, fig. 5-6 skematisk viser alternative udførelsesformer for et filterlegeme svarende til det i figurerne 1-3 viste, fig. 7 og 8 viser henholdsvis et sidebillede og et tværsnit langs linien VIII-VIII i fig. 7, hvor der er vist en modificeret udførelsesform for filteret ifølge opfindelsen, og fig. 9 viser et aksialsnit gennem en anden udførelsesform for filteret ifølge opfindelsen.

Det i fig. 1-3 viste filter består af et filterlegeme i form af en 20 mm lang cylindrisk stang 1 af cellelulose-acetatfiltermateriale, der består af endesektioner la, lb med en diameter på 8 mm og ud i ét hermed en mellemliggende sektion 2, der er 10 mm lang og som har en diameter på 6 mm. Stangen 1 er omsluttet af en omhylling 3 af porøst papir.

For at understøtte den del af omhyllingen 3, der strækker sig ind over sektionen 2, er der anordnet en kraftigere parpiromhylling 4, der ligger under omhyllingen 3. Omhyllingen 4 har tæt ved siden af hinanden anbragte perforeringer af større diameter, f.eks. 1,5 mm. Omhyllingen 4 kan eventuelt erstattes af en kraftigere, selvunderstøttende porøs omhylling 3. Omhyllingen 3 eller de to omhyllinger 3 og 4 kan være uigennemtrængelige for partikelformede bestanddele af tobaksrøgen.

Filterlegemet 1 kan være udformet som en del af en stang af celluloseacetat, hvis længde andrager seks gange den tilsvarende længde af et enkelt legeme, og hvis diameter 4 151171 er 8 mm. Stangen underkastes en termisk formeproces på i langsgående retning med en vis afstand beliggende zoner (som beskrevet i patentansøgning nr. 1149/77), idet stangen derved i disse zoner reduceres til 6 mm i diameter. Denne proces kan resultere i en delvis aftætning af de respektive rundtgående overflader af sektionerne 2 med reduceret diameter, og i nærheden af disse overflader kan der ske en let komprimering af celluloseacetatfibrene. Stangen bliver derefter omviklet med omhyllingen 4 samt den porøse omhylling 3, og den således omviklede stang skæres herefter over vinkelret på aksen til dannelse af seks filtre.

Når filteret benyttes på en cigaret, passerer tobaksrøg gennem mellemsektionen af filteret, idet røgen i det mindste delvist strømmer gennem det ringformede rum 5, der danner en gennemstrømningspassage for røgen mellem omhyllingen 3 og den rundtgående overflade af sektionen 2, idet den alternative røggennemgang inde i selve celluloseacetaten har en betydeligt højere strømningsmodstand. Idet røgen passerer langs rummet 5, vil en stor del af de mere flygtige bestanddele af røgen, specielt carbonmonoxid og nitrogenmon-oxid, passere gennem understøtningsomhyllingen 4 og omhyllingen 3 og bliver derved fjernet fra røgen. Endvidere vil det trykfald, der dannes over omhyllingen 3, når røgen trækkes gennem filteret, få luft til at passere ind i rummet 5.

Omhyllingen 3 kan være fremstillet enten af papir, der er af en vis porøsitet, eller af papir, der er blevet perforeret på kendt måde, f.eks. elektrostatisk, ved mekanisk gennem-brydning eller ved benyttelse af en laser. Den følgende tabel viser de reduktioner hvad angår mængden af carbonmonoxid og nitrogenmonoxid og den totale mængde partikelformede materiale, der opnås ved hjælp af det ovenfor beskrevne filter med omhyllinger af forskellige porøsiteter, men uden en understøttende omhylling 4. Det skal bemærkes, at nogle af de i tabellen viste udførelsesformer ligger 5 151171 udenfor opfindelsens omfang, jvf. den i krav 1 figurerende begrænsning hvad angår porøsiteten, og at disse udførelsesformer derfor skal opfattes som sammenligningseksempler.

% reduktion i røg porøsitet af papirom- carbon- nitrogen- total partikelhyl ling (W.T. enheder)x monoxid monoxid formet stofmængde naturlig porøsitet 1000 31 58 45 naturlig porøsitet 5000 56 75 53 elektrostatisk perforeret 1000 31 61 51 elektrostatisk perforeret 3000 64 67 75 elektrostatisk perforeret 10.000 87 92 87 W.T. enheder* er defineret ved en luftstrøm i cm^ pr. minut gennem 10 cm af papiret under et tryk på 10 cm vandsøjle, d.v.s.

cm^ min-1 10 cm-2 (10 cm vandsøjle)"1.

Filtre, der svarer til de i fig. 1-3 viste, kan også fremstilles på en filterstangskombinationsmaskine ved at samle filterstænger af cylindriske sektioner af celluloseacetat.

Disse sektioner leveres fra en første stang på 8 mm diameter og en anden stang på 6 mm diameter. Sektioner, der er udskåret fra 8 mm og 6 mm stængerne, arrangeres ende til ende, idet de store og små diametersektioner er arrangeret skiftevis, hvorefter den således sammensatte stang omhylles i porøst papir 3, der består af en kombination af omhyllingerne 3 og 4. Den resulterende filterstang kan herefter afskæres i midten af hver af delene med den store diameter.

6 151171

Det cigaretfilter,, der er vist på fig. 4, består af et filterlegeme i form af en i hovedsagen cylindrisk stang 6 af celluloseacetat. Filterlegemet 6 omfatter en første, fuld diametersektion 7 og den anden del 8 med reduceret diameter, men er endvidere forsynet med et antal (på tegningen tre) rundtgående kamsektioner 9 med samme diameter som sektionen 7. Stangen 6 er indhyllet i et porøst papir 10, der er understøttet over den reducerede del 8 ved hjælp af kamsektionerne 9.

Delen 8 af legemet strækker sig til højre for den højre endesektion 9. Når filteret indsættes i en cigaret med den fulde diametersektion 7 stødende op til tobaksstangen på cigaretten, vil den endeoverflade af filteret, der vender bort fra tobakken, have et aftrappet udseende. Legemet 6 kan i sin højre ende have en yderligere fuld diametersektion svarende til sektionen 7.

Når filteret benyttes, passerer tobaksrøg i det mindste fortrinsvis gennem filteret gennem en røgpassage, der består af rummene 11, der er afgrænset af omhyllingen 10 og den rundtgående overflade af delen 8 på stangen 6. Selv om røgen ved successivt at passere gennem åbningerne 11 også strømmer gennem celluloseacetaten på de mellemliggende kamsektioner 9, har denne afbrudte strømningsvej stadigvæk en lavere strømningsmodstand end den alternative strømningsvej af samme længde helt inden for celluloseacetaten i legemet 8. Store mængder carbonmonoxid, nitrogenmonoxid og andre flygtige bestanddele fjernes fra røgen ved diffusion gennem de dele af omhyllingen 10, der afgrænser rummene 11. Endvidere indsuges luft i rummene 11 gennem disse dele af omhyllingen 10.

Filterlegemet 6 kan være udformet ved hjælp af den beskrevne proces. Den rundtgående overflade af delen 8 med reduceret diameter kan derved blive delvis aftætnet.

151171 7

Under benyttelse af de beskrevne filtre må det anses for givet, at en mindre del af de mere flygtige bestanddele af røgen passerer gennem sektionen med reduceret diameter og derved diffunderer gennem den delvis aftætnede rundtgåen-de overflade af denne sektion, hvorved der kan ske en delvis fjernelse via diffusion af sådanne bestanddele gennem omhyl-lingen 3 eller 10.

Filtrene kan fæstnes til tobaksstængerne ved hjælp af særlige mundstykkepapirer, der ligesom omhyllingen 3 eller 10 skal være porøse således, at carbonmonoxid og nitrogenmonoxid kan diffundere gennem disse. Alternativt kan en fastgørelse finde sted ved hjælp af et snævert mundstykkebånd, og dette båndmateriale behøver ikke at være porøst.

Totallængden af filterlegemet 1 eller 6 kan være så kort som f.eks. 10 mm eller være så langt som f.eks. 45 mm. Længden af sektionen med reduceret diameter kan udvælges mellem 5 mm og 35 mm, og reduktionen i diameter kan udvælges mellem 1 mm og 7 mm.

Konstruktionen og arrangementet af sådanne filtre kan varieres : I det viste udførelseseksempel i figurerne 1 - 3 er mellemsektionen 1 udført ud i ét med endesektionerne la og lb.

Med den ovenfor beskrevne alternative fremstillingsmåde ved fremstilling af et tilsvarende filter er endesektionerne la og lb udført separat i forhold til sektionen 2, hvilket er vist skematisk i fig. 5. Enhver af sektionerne la og lb kan også være udformet ud i ét med sektionen 2, hvilket er vist for sektionens lb vedkommende i fig. 6.

Sektionen af legemet ved opstrømsenden af delen med reduceret diameter kan være udformet til at fremme en foretrukken strømning af røgen til det rum eller de rum, fra hvilke s 151171 den udadgående diffusion af flygtige bestanddele finder sted. F.eks. kan som vist i fig. 7 og 8 sektionen la være forsynet med rundtgående og i langsgående retning med afstand beliggende noter 12. I stedet for som vist at afsluttes før enden af tobaksstangen 13 kan tilsvarende noter strække sig i sektionens la fulde længde.

I stedet for eller som supplement til sådanne noter kan en hulhed eller hulheder arrangeres med kegleformet opbygning imod enden af sektionen la i den ende, der vender bort fra tobakken. Overfladen eller overfladerne af en sådan hulhed eller not kan aftætnes således, at disse overflader i det store og hele bliver røgimpermeable.

Rummet 5 eller rummene 11, der er afgrænset af mellemsektionen af legemet, kan f.eks. indeholde aktivt kul, der bidrager til en fjernelse af bestanddele af røgen.

De filtre, der er beskrevet ovenfor, kan være kombineret enten ud i ét eller separat med en filtersektion, der er forsynet med en røgaccelererende indsnævnring i sit tværsnit, hvilket arrangement er beskrevet i patentansøgning nr. 4410/77.

F.eks. kan der anordnes en noget længere sektion la, som vist i fig. 9, hvilken sektion er forsynet med en ringformet not 14, der er udfyldt eller belagt med et tætningsmateriale 15 til dannelse af en røgaccelererende åbning 16 i opstrømsenden af den tilbageblevne del af denne sektion og sektionerne 2 og lb.

I det i fig. 4 viste filter kan man i stedet for at benytte de rundtgående kamme 9 på stangen 6 til understøtning af omhyllingen 10 benytte delen 8 med reduceret diameter til dette formål, hvilken del kan være forsynet med langsgående udragende kamme således, at der dannes et antal parallelle røgpassager.

Claims (8)

151171 Delene 2 eller 8 med reduceret diameter i enhver af de ovenfor beskrevne udførelsesformer kan være forsynet med andre tværsnit, f.eks. trekantede eller polygonale. Patentkrav : %

1. Tobaksrøgfilter til en cigaret, hvilket filter har et filterlegeme (1), som omfatter i det mindste en mellemsektion (2), som foreligger mellem endesektioner (la, lb), hvorved hver af disse sektioner er fremstillet af et filtermateriale, og en porøs omhylling (3) af arkformet materiale, som er permeabelt for flygtige bestanddele i tobakken, kendetegnet ved, at mellemsektionen (2) udviser et tværsnit, der er mindre end endesektionernes (la, lb) tværsnit, og i fuldt omfang ligger inden for endesektionernes (la, lb) konturlinier, set i tobaksrøgfilterets aksiale retning, at den porøse omhylling (3) af arkformet materiale sammen med mellemsektionen (2) afgrænser i det mindste et rum (5), der tilvejebringer en bane, hvorigennem røg kan passere, når filteret er i brug, og hvorfra visse bestanddele kan fjernes fra røgen ved diffusion gennem omhyllin-gen (3), at omhyllingen (3) har en porøsitet på mindst 3000 W.T. enheder, at den fuldstændigt omslutter filterlegemet (1), at den følger grænserne for det eller de pågældende rum (5) langs størstedelen af omhyllingen (3), og at den på intet sted strækker sig uden for periferien af den cigaret, hvortil den skal fastgøres.

2. Filter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at filterlegemet (1) i hovedsagen har cylindrisk form.

3. Filter ifølge krav 1-2, kendetegnet ved, at filtelegemet (1) er fremstillet af celluloseacetat. 151171 ίο

4. Filter ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at legemet (1) har en mellemsektion (2), der afgrænser et enkelt, langstrakt, ringformet rum (5).

5. Filter ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at mellemsektionen (2) er forsynet med et antal ringformede kamsektioner, der adskiller et antal ringformede rum (5).

6. Filter ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at mellemsektionen (2) er udformet ud i ét med i det mindste én endesektion (la, lb).

7. Filter ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at den endesektion (la), der under filterets benyttelse på en rygeartikel ligger op til tobaksstrengen, er forsynet med noter og/eller hulheder til hovedsagelig styring af røgen ind i rummet eller rummene (5).

8. Filter ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at den angivne endesektion (la) er udformet med en røgaccelererende indsnævnring eller åbning.