EP0213081A1 - Zigarettenfiltereinheit - Google Patents

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EP0213081A1
EP0213081A1 EP86810377A EP86810377A EP0213081A1 EP 0213081 A1 EP0213081 A1 EP 0213081A1 EP 86810377 A EP86810377 A EP 86810377A EP 86810377 A EP86810377 A EP 86810377A EP 0213081 A1 EP0213081 A1 EP 0213081A1
Authority
EP
European Patent Office
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membrane
filter unit
cross
openings
section
Prior art date
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Application number
EP86810377A
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English (en)
French (fr)
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EP0213081B1 (de
Inventor
Serge Veluz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baumgartner Papiers SA
Original Assignee
Baumgartner Papiers SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Baumgartner Papiers SA filed Critical Baumgartner Papiers SA
Priority to AT86810377T priority Critical patent/ATE58820T1/de
Publication of EP0213081A1 publication Critical patent/EP0213081A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0213081B1 publication Critical patent/EP0213081B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES OF CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter tips or filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces of cigars or cigarettes
    • A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure

Definitions

  • the invention relates to a cigarette filter unit.
  • the object of the present invention is to provide a cigarette filter unit which, in combination with a tobacco part attached to it, does not have these disadvantages or only has them to a much lesser extent when the latter is smoked, i.e. with the aid of which a more constant or even decreasing amount of condensate per train of the smoker the filter cigarette is reached.
  • the cigarette filter unit is designed according to the invention in such a way that it has at least one sieve-shaped membrane arranged in a smoke gas flow cross-section, the spatial distribution of the membrane openings and their cross-sectional areas in size and shape being precisely determined so that the thickness of the membrane in one Range of 10 to 150 ⁇ m, the number of openings provided in the membrane in a range of 500 to 25,000, and the cross-sectional area of these openings in a range of 80 to 3000 pm 2 , and that a further flue gas flow cross-section with at least at least one through-flow opening (6), the cross-section of which is at least 10 times larger than the cross-section of the largest membrane opening, and / or seen in the through-flow direction after the membrane, ventilation openings extending between the inside and the outside of the filter unit.
  • the thickness of the membrane is in the range from 30 to 100 ⁇ m and the cross-sectional area of the individual sieve-like openings of the membrane is in a range from 100 to 2500 ⁇ m 2 , preferably in a range from 100 to 1800 ⁇ m 2 .
  • the membrane Since the materials from which the membrane can be produced must comply with the laws applicable to the tobacco industry, it is advantageous if the membrane consists of natural textile and / or synthetic fibers, or of a perforated film.
  • an initial dilution with ventilation air is in a range from 30 to 70%, preferably in a range from 45 to 55%.
  • the number of passage openings provided in the membrane and the cross-sectional areas thereof are coordinated with one another in such a way that when extracting an air volume of 17.5 ml / s from the suction-side end of the filter unit, the latter causes a pressure drop in the range from 25 to 150 mm WS.
  • the distance between individual openings of the membrane and the size of the cross-sectional areas of these openings deviate less than 10% from the specified value.
  • the membrane has passage openings of different cross-sectional areas with a precisely defined size after a precisely predetermined distribution.
  • the inner cross section of the filter unit is provided at the location of the membrane with the exception of the latter with a partition and carrier intermediate wall connected to the latter and consisting of at least approximately gas-impermeable material.
  • the partition and support wall and / or the membrane are provided with one or more overflow openings, the individual cross-sectional areas of which are larger than lo4pm2.
  • the membrane is arranged in the flow cross-section of a tube consisting of at least approximately gas-impermeable material and the remaining cross-section between the outside of the tube and the outside of the filter unit is filled with tobacco smoke filtering material over at least part of the tube length. It is expedient if the tube used to form two separate flow channels is filled with granular and / or fibrous filter material at least over part of its length.
  • a filter element which changes the composition of the tobacco smoke is arranged in the flow cross-section of the filter unit before and / or after the membrane.
  • the cigarette filter unit 2 which is shown very schematically there and is attached in the usual way to a tobacco part 1 by means of a so-called tipping paper, has a sieve-shaped membrane 3 arranged in its flue gas flow cross section.
  • this membrane 3 the spatial distribution of the membrane openings over the entire membrane surface and the cross-sectional areas of the membrane openings in size and shape are precisely known in order to achieve precisely reproducible usage behavior, and it consists of one made of synthetic fibers, e.g. Polymer fibers, manufactured fabrics.
  • the membrane 3 arranged in the filter unit 2 is not intended to filter aerosols out of a flue gas stream flowing through them.
  • the filtering capacity of the membrane 3 for the particular phase of the flue gas stream flowing through is measurable, but in practice it is very small and negligible.
  • the membrane 3 is therefore not intended to serve as a filter element, but rather as a switching element.
  • the thickness of the membrane 3 must be very small, so that the latter causes a relatively small initial flow resistance.
  • the effect of the membrane 3 in the filter unit 2 is such that when a flue gas aerosol flows through the membrane 3, a very small proportion of the aerosol particles adhere to the membrane 3, but this proportion is sufficiently large to reduce the free cross sections of the membrane openings and thereby cause a sharp increase in the flow resistance caused by the membrane 3 loaded in this way.
  • the thickness of the membrane 3 is in a range from 30 to 100 pm, the number of membrane openings in a range from 500 to 25,000, and the cross section of the individual membrane openings in a range from 100 to 2500 pm2.
  • the membrane 3 In order to be sure that in the large-scale production of such cigarette filter units 2, exactly reproducible characteristic values of the latter are achieved, the membrane 3 must not consist of a material in which the spatial distribution of the flue gas through openings as well as their cross sections and cross-sectional shapes is random.
  • ventilation openings 4 extending between the inside and the outside of the filter unit 2 are provided after the membrane 3 as seen in the flow direction through the filter unit 2.
  • the latter are in such a number and with such Cross sections provided that, for example, an initial dilution of the tobacco smoke extracted from the tobacco part 1 of 50% is achieved.
  • the inner cross section of the filter unit 2 is provided at the location of the membrane 3 except for the latter with a partition and support intermediate wall 5 connected to it and made of at least approximately gas-impermeable material.
  • the tobacco smoke stream flows through the latter with a relatively small initial pressure drop of, for example, 30 mm WS caused by the membrane 3 when the smoker first pulls this ignited cigarette , wherein tobacco smoke aerosol particles adhere to the membrane 3 and increasingly reduce the free cross-section of the individual membrane openings with every train on the suction side of the filter unit 2 and thus increase the pressure drop caused by the membrane 3, so that over the period of smoking of the tobacco part 1 seen with increasing blockage of the membrane 3 by smoke aerosol particles, more and more air is added to the smoke sucked in by the smoker via the ventilation openings 4.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of an inventive cigarette filter unit 2 'which is attached to a tobacco part 1.
  • the partition and support partition 5 is provided with a plurality of overflow openings 6 in order to achieve flue gas diversion, the cross sections of which are, however, much larger than those of the membrane openings, for example at least ten times larger.
  • Such a design allows the flow of flue gas to be maintained even when the membrane 3 is almost or completely blocked, and limits the maximum possible suction resistance in use to a relatively precisely predeterminable value.
  • the overflow openings are provided in the latter instead of in the partition and support wall 5 holding the membrane 3 by additional perforation 6 ′ in the latter.
  • the membrane 3 is arranged in the flow cross-section of a tube 7 made of practically gas-impermeable material and the remaining cross-section forming the second flow channel 11 between the outside of the tube 7 and the inside of the outer casing the filter unit (2 "') with the filter material 9 filtering through tobacco smoke.
  • the tobacco smoke initially passes unfiltered through the first flow channel 10 and through the membrane 3 into the smoker's mouth.
  • the flow resistance of the membrane 3 increases, as already described above, and the increasingly concentrated tobacco smoke flowing out of the tobacco part 1 is thereby increasingly conducted via the second flow channel 11 through the filter material 9 filtering through the tobacco smoke, so that also by means of a such design of the filter unit 2 ′′, the concentration of the various smoke gas components and thus the smell felt by the smoker can be kept relatively constant over the entire smoking period of the tobacco part 1 without the suction resistance determined by the smoker during smoking changing significantly or in an unpleasant manner.
  • the interior of the tube 7 forming the first flow channel 10 is filled with a granular filter material 12, which can also be loaded with an aroma, and on the outside of the tube 7, arranged in the second flow channel 11 in the chamber filter 9 ', in which an annular chamber 16 for receiving a free-flowing filter and / or aromatic carrier material is formed between an annular cellulose and an annular acetate plug.
  • a cellulose or an acetate filter plug 13 or 14 is arranged in front of and after the membrane 3 in the flow cross section of the filter unit 2 "" analogous to a conventional dual filter.
  • the smoker With increasing smoking of the tobacco part 1 and increasing increase in the flow resistance caused by the increasingly clogging membrane 3, the smoker increasingly draws in the ventilation air diluting the sucked tobacco smoke via the ventilation openings 4, which passes through channels 15 into the smoker's mouth.
  • FIGS. 7 and 8 show the amount of condensate C per train B of a smoker (FIG. 7) and the associated pressure drop P when smoking a filter cigarette according to FIG. 1.
  • the membrane 3 used had 990 openings, the cross section of the individual membrane openings was 1680 pm 2 , and the initial degree of dilution of the unlit cigarette was 50%.
  • the amount of condensate sucked in by the smoker per train on the suction side of the filter unit 2 fluctuates from the first to the last train within only relatively narrow limits, and also the change in the pressure drop determined by the smoker (see FIG .8) is relatively modest.
  • FIGS. 11, 12 and 13 In principle, different membrane sieves are shown in FIGS. 11, 12 and 13.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Abstract

Um beim Abrauchen einer Zigarette eine gegenüber bisher konstantere oder sogar abnehmende Kondensatmenge pro Zug des Rauchers an der Filterzigarette zu erreichen, wird eine Zigarettenfiltereinheit vorgeschlagen, welche mindestens eine in einem Rauchgasdurchströmquerschnitt angeordnete, siebartig ausgebildete Membrane (3) aufweist, die beim Abrauchen der Zigarette als internes Umschaltelement wirkt. Dazu ist die räumliche Verteilung der Membranöffnungen sowie deren Querschnittsflächen in Grösse und Form genau bestimmt. Die Dicke der Membrane (3) liegt in einem Bereich von 10 bis 150 µm, die Anzahl der in der Membrane (3) vorgesehenen Öffnungen in einem Bereich von 500 bis 25 000, und die Querschnittsfläche dieser Öffnungen in einem Bereich von je 80 bis 3000 µm². Ferner ist ein weiterer Rauchgasdurchströmquerschnitt mit mindestens einer Durchströmöffnung (6), deren Querschnitt mindestens 10-mal grösser ist als der Querschnitt der grössten Membranöffnung und/oder in Durchströmrichtung gesehen nach der Membrane, zwischen dem Innern und der Aussenseite der Filtereinheit sich erstreckende Ventilationsöffnungen (4), vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zigarettenfiltereinheit.
  • Beim Abrauchen einer ohne ein Zigarettenfilter, mit oder ohne Ventilation, und/oder mit einem konventionellen Zigarettenfilter versehenen Zigarette nimmt der Kondensatgehalt während dem Abrauchen derselben im durch das saugseitige Zigarettenende in den Mund des Rauchers einströmenden Rauch relativ stark zu, was unerwünscht ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Zigarettenfiltereinheit, welche in Kombination mit einem an ihr befestigten Tabakteil beim Abrauchen des letzteren diese Nachteile nicht oder nur in viel geringerem Ausmass aufweist, das heisst mit deren Hilfe eine konstantere oder sogar abnehmende Kondensatmenge pro Zug des Rauchers an der Filterzigarette erreicht wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Zigarettenfiltereinheit erfindungsgemäss derart ausgebildet, dass sie mindestens eine in einem Rauch-Gasdurchströmquerschnitt angeordnete, siebartig ausgebildete Membrane aufweist, deren räumliche Verteilung der Membranöffnungen sowie deren Querschnittsflächen in Grösse und Form genau bestimmt ist, dass die Dicke der Membran in einem Bereich von 10 bis 150 µm, die Anzahl der in der Membrane vorgesehenen Oeffnungen in einem Bereich von 500 bis 25'000, und die Querschnittsfläche dieser Oeffnungen in einem Bereich von je 80 bis 3000 pm2 liegt, und dass ein weiterer Rauchgasdurchströmquerschnitt mit mindestens einer Durchströmöffnung (6), deren Querschnitt mindestens 10 mal grösser ist als der Querschnitt der grössten Membranöffnung, und/oder in Durchströmrichtung gesehen nach der Membrane, zwischen dem Inneren und der Aussenseite der Filtereinheit sich erstreckende Ventilationsöffnungen, vorgesehen sind.
  • Dabei ist es zweckmässig, wenn die Dicke der Membrane im Bereich von 30 bis 100 pm und die Querschnittsfläche der einzelnen, siebartig vorgesehenen Oeffnungen der Membrane in einem Bereich von 100 bis 2500 pm2, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1800 µm2, liegt.
  • Da die Materialien aus denen die Membrane hergestellt werden kann, den für die Tabakindustrie geltenden Gesetzen entsprecher muss, ist es vorteilhaft, wenn die Membrane aus natürlichen Textil- und/oder aus synthetischen Fasern, oder aus einer perforierten Folie besteht.
  • Zur Erzielung einer möglichst gleich hohen Kondensatmenge pro Zug des Rauchers ist es zweckmässig, wenn die Ventilationsöffnungen in einer solchen Anzahl und mit einem solchen Querschnitt vorgesehen sind, dass eine Anfangs-Verdünnung mit Ventilationsluft in einem Bereich von 30 bis 70%, vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 55%, erreicht wird.
  • Zur Erzielung von für den Raucher angenehmen Abraucheigenschaften einer mit der erfindungsgemässen Zigarettenfiltereinheit versehenen Zigarette ist es ferner vorteilhaft, wenn die Anzahl der in der Membrane vorgesehenen Durchtrittsöffnungen und die Querschnittsflächen derselben derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Absaugen einer Luftmenge von 17,5 ml/s vom saugseitigen Ende der Filtereinheit von der letzteren ein Druckabfall im Bereich von 25 bis 150 mm WS bewirkt wird.
  • Um zu starke Variationen in den Filtrierkennwerten zu vermeiden, ist es zweckmässig, wenn der Abstand zwischen einzelnen Oeffnungen der Membrane und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Oeffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
  • Zur Erzielung spezieller Filtercharakteristiken kann es vorteilhaft sein, wenn die Membrane nach einer genau vorbestimmten Verteilung Durchtrittsöffnungen unterschiedlicher, in ihrer Grösse genau bestimmter Querschnittsflächen aufweist.
  • Es kann zweckmässig sein, dass der Innenquerschnitt der Filtereinheit an der Stelle der Membrane bis auf die letztere mit einer mit dieser verbundenen, aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Trenn- und Trägerzwischenwand versehen ist.
  • Zur Erzielung einer Bypass-Strömung ist es zweckmässig, wenn die Trenn- und Trägerwand und/oder die Membrane mit einer oder mehreren Ueberström-Oeffnungen versehen ist, deren einzelne Querschnittsflächen grösser als lo4pm2 sind.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Membrane im Durchströmquerschnitt eines aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Röhrchens angeordnet und der verbleibende Querschnitt zwischen der Aussenseite des Röhrchens und der Aussenseite der Filtereinheit mindestens über einen Teil der Röhrchenlänge mit Tabakrauch filtrierendem Material ausgefüllt ist. Dabei ist es zweckmässig, wenn das zur Bildung von zwei voneinander getrennten Strömungskanälen dienende Röhrchen in seinem Innern mindestens über einen Teil seiner Länge mit granulat- und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllt ist.
  • Es kann auch zweckmässig sein, wenn in Durchströmrichtung gesehen vor und/oder nach der Membrane im Durchströmquerschnitt der Filtereinheit ein den Tabakrauch in seiner Zusammensetzung veränderndes Filterelement angeordnet ist.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt
    • Fig.l schematisch im Längsschnitt eine erste beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig.2 schematisch im Längsschnitt eine zweite beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig.3 schematisch im Längsschnitt eine dritte beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig.4 schematisch im Längsschnitt eine vierte beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig.5 schematisch im Längsschnitt eine fünfte beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig.6 schematisch im Längsschnitt eine weitere beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig.7 anhand eines Diagramms die Kondensatmenge C pro Zug B bei einer Anordnung gemäss Fig. 1;
    • Fig.8 anhand eines Diagramms den dem in Fig.7 dargestellten Diagramm zugeordneten Druckabfall P in mm WS; und
    • Fig.9 und 10 mögliche Verläufe der Kondensatmenge C pro Zug B bei Verwendung von weiteren möglichen Ausführungsformen von erfindungsgemässen Zigarettenfiltereinheiten; und
    • Fig.11,12 und 13 verschiedene mögliche Membranstrukturen.
  • Bei allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zueinander analoge Teile mit gleichen Ueberweisungszeichen versehen, so dass sich eine mehrfache Beschreibung der gleichen Teile erübrigt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die dort sehr schematisch dargestellte, auf übliche Weise mittels einem sogenannten Tippingpapier an einem Tabakteil 1 befestigte Zigarettenfiltereinheit 2 eine in ihrem Rauchgasdurchströmquerschnitt angeordnete, siebartig ausgebildete Membrane 3 auf. Bei dieser Membrane 3 ist zur Erzielung genau reproduzierbarer Einsatzverhalten die räumliche Verteilung der Membranöffnungen über der gesamten Membranfläche sowie die Querschnittsflächen der Membranöffnungen in Grösse und Form genau vorbekannt, und sie besteht aus einem aus einem aus synthetischen Fasern, z.B. Polymerfasern, hergestellten Gewebe.
  • Die in der Filtereinheit 2 angeordnete Membrane 3 ist nicht dazu bestimmt, Aerosole aus einem durch sie hindurchströmenden Rauchgasstrom heraus zu filtrieren. Das Filtriervermögen der Membrane 3 für die Partikularphase des durchströmenden Rauchgasstromes ist zwar messbar, jedoch in der Praxis sehr klein und vernachlässigbar.
  • Die Membrane 3 ist daher nicht dazu bestimmt, als Filterelement zu dienen, sondern als Umschaltelement. Dazu muss die Dicke der Membrane 3 sehr klein sein, so dass die letztere einen verhältnismässig kleinen Anfangs-Strömungswiderstand bewirkt. Die Wirkung der Membrane 3 in der Filtereinheit 2 ist derart, dass wenn die Membrane 3 von einem Rauchgas-Aerosol durchströmt wird, ein sehr kleiner Anteil der Aerosolteilchen auf der Membrane 3 haften bleibt, dieser Anteil jedoch genügend gross ist, um eine merkliche Verringerung der freien Querschnitte der Membranöffnungen und dadurch eine starke Erhöhung des durch die derart beladene Membrane 3 bewirkten Strömungswiderstandes zu verursachen. Dazu befindet sich die Dicke der Membrane 3 in einem Bereich von 30 bis 100 pm, die Anzahl der Membranöffnungen in einem Bereich von 500 bis 25'000, und der Querschnitt der einzelnen Membranöffnungen in einem Bereich von 100 bis 2500 pm2.
  • Um sicher zu sein, dass bei der Grossserienproduktion derartiger Zigarettenfiltereinheiten 2 genau reproduzierbare Kennwerte der letzteren erreicht werden, darf die Membrane 3 nicht aus einem Material bestehen, bei dem die räumliche Verteilung der Rauchgas-Durchtrittsöffnungen sowie deren Durchtrittsquerschnitte und Querschnittsformen zufällig ist.
  • Dazu hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn der Abstand zwischen einzelnen Oeffnungen der Membrane 3 und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Oeffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
  • Wie ferner aus Figur 1 ersichtlich, sind in Durchströmrichtung der Filtereinheit 2 gesehen nach der Membrane 3 zwischen dem Innern und der Aussenseite der Filtereinheit 2 sich erstreckende Ventilationsöffnungen 4 vorgesehen. Die letzteren sind dabei in einer solchen Anzahl und mit solchen Querschnitten vorgesehen, dass zum Beispiel eine Anfangs-Verdünnung des aus dem Tabakteil 1 abgesogenen Tabakrauches von 50% erreicht wird.
  • Der Innenquerschnitt der Filtereinheit 2 ist an der Stelle der Membrane 3 bis auf die letztere mit einer mit dieser verbundenen, aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Trenn- und Trägerzwischenwand 5 versehen.
  • Wird nun eine mit einem solchen wie aus Figur 1 ersichtlichen Zigarettenendstück 2 versehene Zigarette geraucht, dann strömt beim ersten Zug des Rauchers an dieser entzündeten Zigarette der Tabakrauchstrom mit einem verhältnismässig kleinen, durch die Membrane 3 verursachten Anfangs-Druckabfall von beispielsweise 30mm WS durch die letztere, wobei im Tabakrauch sich befindende Aerosolteilchen auf der Membrane 3 haften bleiben und den freien Querschnitt der einzelnen Membranöffnungen mit jedem Zug an der Saugseite der Filtereinheit 2 zunehmend verkleinern und damit den durch die Membrane 3 verursachten Druckabfall zunehmend vergrössern, so dass über die Abrauchdauer des Tabakteiles 1 gesehen mit zunehmender Verstopfung der Membrane 3 durch Rauchaerosolteilchen dem vom Raucher eingesogenen Rauch über die Ventilationsöffnungen 4 zunehmend mehr Luft beigemischt wird. Dadurch wird erreicht, dass die mit zunehmender Verkürzung des Tabakteiles 1 zunehmende Konzentration des in die Filtereinheit 2 einströmenden Tabakrauches nachfolgend nach der Membrane 3 in der Filtereinheit 2 wiederum zunehmend mit Luft verdünnt wird, und so die Konzentration des bei den aufeinanderfolgenden Zügen des Rauchers eingesogenen Rauches im Gegensatz zu früher in relativ engen Grenzen konstant gehalten werden kann, und das Aroma des durch den Raucher eingesogenen Tabakrauches über die ganze Abrauchzeit des Tabakteiles 1 praktisch unverändert bleibt.
  • In Figur 2 ist eine zweite beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil 1 befestigten Zigarettenfiltereinheit 2' dargestellt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu Figur 1 die Trenn- und Trägerzwischenwand 5 zur Erzielung einer Rauchgasumleitung mit einer Mehrzahl von Ueberströmöffnungen 6 versehen, deren Querschnitte jedoch viel grösser als jene der Membranöffnungen, zum Beispiel mindestens zehnmal grösser, sind. Eine solche Ausbildung erlaubt die Aufrechterhaltung einer Rauchgasdurchströmung auch dann, wenn die Membrane 3 beinahe oder ganz verstopft ist, und begrenzt den im Einsatz maximal möglichen Saugwiderstand auf einen relativ genau vorbestimmbaren Wert.
  • Ansonsten ist die Funktionsweise dieser in Figur 2 dargestellten Filtereinheit 2' bezüglich der Verdünnung des durchströmenden Tabakrauches analog zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Gegensatz zu dem in Figur 2 dargestellten Beispiel die Ueberströmöffnungen anstatt in der die Membrane 3 haltenden Trenn-und Trägerwand 5 durch zusätzliche Perforation 6' der Membrane 3 in der letzteren vorgesehen.
  • Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Erzielung von zwei voneinander getrennten internen Strömungskanälen 10 und 11 die Membrane 3 im Durchströmquerschnitt eines aus praktisch gasundurchlässigem Material bestehenden Röhrchens 7 angeordnet und der verbleibende, den zweiten Strömungskanal 11 bildende Querschnitt zwischen der Aussenseite des Röhrchens 7 und der Innenseite der Aussenumhüllung der Filtereinheit (2"') mit den durchströmenden Tabakrauch filtrierendem Filtermaterial 9 ausgefüllt.
  • Bei dieser Ausführungsform gelangt der Tabakrauch anfänglich unfiltriert über den ersten Strömungskanal 10 und durch die Membrane 3 hindurch in den Mund des Rauchers.
  • Mit zunehmender Rauchzeit wächst der Strömungswiderstand der Membrane 3 wie bereits weiter oben beschrieben, und der dabei aus dem Tabakteil 1 ausströmende, zunehmend konzentriertere Tabakrauch wird dadurch zunehmend über den zweiten Strömungskanal 11 durch das den durchströmenden Tabakrauch filtrierende Filtermaterial 9 geleitet, so dass auch mittels einer solchen Ausbildung der Filtereinheit 2"' die Konzentration der verschiedenen Rauchgasbestandteile und damit das vom Raucher empfundene Aroma über die gesamte Abrauchdauer des Tabakteiles 1 relativ konstant gehalten werden kann, ohne dass sich der durch den Raucher beim Rauchen festgestellte Saugwiderstand wesentlich beziehungsweise in unangenehmer Weise verändert.
  • Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu dem in Figur 4 dargestellten Beispiel das den ersten Strömungskanal 10 bildende Innere des Röhrchens 7 mit einem granulatförmigen Filtermaterial 12, das auch mit einem Aromastoff beladen sein kann, gefüllt, und auf der Aussenseite des Röhrchens 7, im zweiten Strömungskanal 11 im Kammerfilter 9' angeordnet, bei dem zwischen einem kreisringförmigen Zellulose- und einem kreisringförmigen Azetatstöpsel eine kreisringförmige Kammer 16 zur Aufnahme eines rieselfähigen Filter- und/oder Aromaträgermaterials gebildet wird.
  • Die mit zunehmendem Abrauchen des Tabakteiles 1 durch die Membrane 3 bewirkte zunehmende Strömungsumleitung durch den zweiten Strömungskanal 11 ist analog zu dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • Mit einer solchen Filtereinheit ist es möglich, den durchströmenden Tabakrauch über die gesamte Abrauchdauer sehr differenziert zu filtrieren und/oder mit Aroma anzureichern, da in der ersten Rauchphase praktisch nur der erste Strömungskanal 10 und dann zunehmend der zweite Strömungskanal 11 vom Tabakrauch durchströmt wird.
  • Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Beispiel in Durchströmrichtung gesehen vor und nach der Membrane 3 im Durchströmquerschnitt der Filtereinheit 2"" analog zu einem herkömmlichen Dualfilter ein Zellulose- beziehungsweise ein Azetatfilterstöpsel 13 bzw. 14 angeordnet.
  • Die mit zunehmendem Abrauchen des Tabakteiles 1 und zunehmender Erhöhung des durch die zunehmend verstopfende Membrane 3 bewirkten Strömungswiderstandes wird über die Ventilationsöffnungen 4 durch den Raucher zunehmend mehr den angesogenen Tabakrauch verdünnende Ventilationsluft angesogen, die über Kanäle 15 in den Mund des Rauchers gelangt.
  • Mittels der Figuren 7 und 8 ist die Kondensatmenge C pro Zug B eines Rauchers (Fig.7) und der zugeordnete Druckabfall P beim Rauchen einer Filterzigarette gemäss Figur 1 dargestellt. Die dabei verwendete Membrane 3 wies 990 Oeffnungen, der Querschnitt der einzelnen Membranöffnungen betrug 1680 pm2, und der Anfangsverdünnungsgrad der nicht angezündeten Zigarette 50%.
  • Wie aus Figur 7 ersichtlich, ist die bei einer solchen Ausbildung vom Raucher pro Zug an der Saugseite der Filtereinheit 2 angesogene Kondensatmenge vom ersten bis zum letzten Zug in nur relativ engen Grenzen schwankend, und auch die Veränderung des vom Raucher dabei festgestellten Druckabfalls (siehe Fig.8) ist relativ bescheiden.
  • Wie aus den Figuren 9 und 10 ersichtlich, ist es in vollständigem Gegensatz zu den bisher auf dem Markt sich befindlichen Zigaretten auch möglich, ein solches erfindungsgemässes Zigarettenendstück herzustellen, mit dessen Hilfe eine Abrauchcharakteristik erzielt werden kann, gemäss welcher nach anfänglicher Erhöhung des Kondensatgehaltes/Zug derselbe mit fortschreitendem Abrauchen der Zigarette abnimmt (Fig.9) oder abnimmt und nacher annähernd etwa konstant bleibt (Fig.lO).
  • In den Figuren 11, 12 und 13 sind prinzipiell unterschiedliche Membransiebe dargestellt.
  • Bei dem in Figur 11 dargestellten Membransieb ist die geometrische Verteilung der Durchtrittsöffnungen und deren Querschnitte vollkommen gleichmässig.
  • Bei den in den Figuren 12 und 13 dargestellten Membransieben ist die geometrische Verteilung der Durchtrittsöffnungen und deren Querschnitte variierend, jedoch nicht zufällig, sondern nach einer genau vorbestimmten Verteilungsanordnung.
  • Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungen von Maschensieben denkbar.

Claims (12)

1. Zigarettenfiltereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine in einem Rauchgasdurchströmquerschnitt angeordnete, siebartig ausgebildete Membrane (3) aufweist, deren räumliche Verteilung der Membranöffnungen sowie deren Querschnittsflächen in Grösse und Form genau bestimmt ist, dass die Dicke der Membrane (3) in einem Bereich von 10 bis 150 pm, die Anzahl der in der Membrane (3) vorgesehenen Oeffnungen in einem Bereich von 500 bis 25'000, und die Querschnittsfläche dieser Oeffnungen in einem Bereich von je 80 bis 3000 µm2 liegt, und dass ein weiterer Rauchgasdurchströmquerschnitt mit mindestens einer Durchströmöffnung (6), deren Querschnitt mindestens 10 mal grösser ist als der Querschnitt der grössten Membranöffnung und/oder in Durchströmrichtung gesehen nach der Membrane, zwischen dem Inneren und der Aussenseite der Filtereinheit sich erstreckende Ventilationsöffnungen (4), vorgesehen sind.
2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass'die Dicke der Membrane (3) im Bereich von 30 bis 100 µm und die Querschnittsfläche der einzelnen, siebartig vorgesehenen Oeffnungen der Membrane in einem Bereich von 100 bis 2500 pm2, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1800 pm2, liegt.
3. Filtereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) aus natürlichen Textil-und/oder aus synthetischen Fasern, vorzugsweise in der Form eines Gewebes, oder aus einer perforierten Folie besteht.
4. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilationsöffnungen (4) in einer solchen Anzahl und mit einem solchen Querschnitt vorgesehen sind, dass eine Anfangs-Verdünnung mit Ventilationsluft in einem Bereich von 30 bis 70%, vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 55%, erreicht wird.
5. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in der Membrane (3) vorgesehenen Durchtrittsöffnungen und die Querschnittsflächen derselben derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Absaugen einer Luftmenge von 17,5 ml/s vom saugseitigen Ende der Filtereinheit von der letzteren ein Druckabfall im Bereich von 25 bis 150mm WS bewirkt wird.
6. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen einzelnen Oeffnungen der Membrane (3) und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Oeffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
7. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) nach einer genau vorbestimmten Verteilung Durchtrittsöffnungen unterschiedlicher, in ihrer Grösse genau bestimmter Querschnittsflächen aufweist.
8. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Innenquerschnitt an der Stelle der Membrane (3) bis auf die letztere mit einer mit dieser verbundenen, aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Trenn- und Trägerzwischenwand (5) versehen ist.
9. Filtereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenn- und Trägerwand (5) und/oder die Membrane (3) mit einer oder mehreren Ueberström-Oeffnungen (6) versehen ist, deren einzelne Querschnittsflächen grösser als 104 pm2 sind.
10. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) im Durchströmquerschnitt eines aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Röhrchens (7) angeordnet und der verbleibende Querschnitt zwischen der Aussenseite des Röhrchens (7) und der Aussenseite (8) der Filtereinheit (2"') mindestens über einen Teil der Röhrchenlänge mit Tabakrauch filtrierendem Material (9) ausgefüllt ist.
11. Filtereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bildung von zwei voneinander getrennten Strömungskanälen (10,11) dienende Röhrchen (7) in seinem Innern mindestens über einen Teil seiner Länge mit granulat- und/oder faserförmigem Filtermaterial (12) gefüllt ist.
12. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchströmrichtung gesehen vor und/oder nach der Membrane (3) im Durchströmquerschnitt der Filtereinheit (2"") ein den Tabakrauch in seiner Zusammensetzung veränderndes Filterelement (13,14) angeordnet ist.
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