EP0217743B1

EP0217743B1 - Zigarettenfiltereinheit und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: EP0217743B1
Application number: EP86810378A
Authority: EP
Inventors: Alois Kupper; Serge Veluz
Original assignee: Baumgartner Papiers SA
Current assignee: Baumgartner Papiers SA
Priority date: 1985-08-26
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1990-12-05
Anticipated expiration: 2006-08-25
Also published as: CH669309A5; JPS6248369A; EP0217743A1; DE3676031D1; ATE58821T1; US4791943A; CA1255990A

Description

Die Erfindung betrifft einen Zigarettenfilterstab, innerhalb welchem zur Bildung mindestens einer Filtereinheit Abschnitte unterschiedlicher Ausbildung alternierend aufeinanderfolgend angeordnet und von einem Hüllstreifen umgeben sind, ein Verfahren zur Herstellung dieses Zigarettenfilterstabes sowie eine Verwendung desselben.
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.
Aus der FR-A-2 008 066 ist ein Tabakrauchfilter mit einem hohlen, verschlossenen, rauchgasdurchlässigen Innenelement gleichmässiger Porosität bekannt. Dieses Filter sowie das aus der DE-A-2 555129 bekannte Kammerfilter, bei dem die Filterelemente zur Füllung der Kammern mit einen rieselfähigen Filtermaterial zuerst nur über einen Teil ihres Umfanges mit einem Hüllstreifen umhüllt sind und danach mittels eines Verschlussstreifens die Einfüllöffnung verschlossen wird, weisen jedoch keine Mittel zur Erzielung eines mindestens annähernd konstanten Saugwiderstandes sowie einer möglichst gleichmässigen Aromaabgabe beim Abraucher einer mit einem solchen Filter verbundenen Zigarette auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Zigarettenfilterstabes, welcher nach seiner Unterteilung in einzelne Filtereinheiten in Kombination mit einem an den einzelnen Filtereinheiten befestigten Tabakteil beim Abrauchen des letzteren diese Nachteile der bekannten Zigarettenfilter 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 bei mindestens annähernd konstantem Saugwiderstand erreicht wird.
Diese Aufgabe wird mittels einem Zigarettenfilterstab der eingangs genannten Art erfindungsgemäss nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn die Filterelemente von einem aus mindestens einem ersten und einem zweiten Längsstreifen unterschiedlicher Porosität gebildeten Umhüllungsrohr umgeben sind, und dieses Umhüllungsrohr zur Bildung der Trennwand zwischen jeweils je zwei aufeinanderfolgenden und voneinander distanzierten Filterelementen eingeschnürt oder zusammengepresst ist. Weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen dieser Ausbildung sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 11.
Es kann auch zweckmässig sein, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Filterelementen eingeklemmt ein quer zur Durchströmrichtung der Filtereinheit sich erstreckende Trennwand angeordnet ist, welche mit mindestens einem ersten und einem zweiten, je eine voneinander unterschiedliche Porosität aufweisenden Bereichen versehen ist. Weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen dieser Ausbildung sind Gegenstand der Ansprüche 13 bis 15.
Es kann auch zweckmässig sein, wenn für den einen Trennwandbereich ein ganz feines Gewebe oder eine perforierte Folie verwendet wird, bei welchem bzw. bei welcher die Zahl, Grösse und Verteilung der Oeffnungen genau definiert ist. Dazu sind weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Zigarettenfiltereinheit Gegenstand der Ansprüche 16 bis 21.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Zigarettenfilterstabes, wobei man eine Folge von gleichmässig voneinander distanzierten Filterelementen mittels mindestens einem kontinuierlich zugeführten ersten porösen Hüllstreifen über einen Teil ihres Umfanges umhülltund mit diesem ersten Hüllstreifen verbindet, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man darauf den noch verbleibenden unbedeckten Oberflächenbereich des derart gebildeten Stranges mittels mindestens einem kontinuierlich zugeführten, gegenüber dem ersten Hüllstreifen eine unterschiedliche Porosität aufweisenden zweiten Hüllstreifen vollständig überdeckt und diesen letzteren längs seiner beiden Seitenkanten mit dem ersten Hüllstreifen verbindet, dann das derart durch die beiden Hüllstreifen gebildete Rohr an mindestens einer zwischen je zwei Filterelementen sich befindenden Stelle vollständig einschnürt, beziehungsweise zusammenklemmt, die Klemmstelle verklebt, die derart gebildete, die voneinander distanzierten Filterelemente enthaltende strangförmige Einheit mittels mindestens einem Umhüllungsstreifen vollständig umhüllt, und den derart erhaltenen Strang in einzelne stabförmige Abschnitte unterteilt.
Zweckmässige Weiterausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 23 bis 25.
Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Verwendung des Zigarettenfilterstabes nach Anspruch 1 zur Herstellung von Filterzigaretten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 bis 4 schematisch die Herstellung einer beispielsweisen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Zigarettenfilterstabes;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Endteiles des gemäss den Fig. 1 bis 4 hergestellten Zigarettenfilterstabes, jedoch zur besseren Veranschaulichung der Trennwand noch ohne den Hüllstreifen;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 5 dargestellten Stabteiles, jedoch mit dem umhüllenden Hüllstreifen versehen;
Fig. 7 bis 9 perspektivisch Querschnitte duch verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemässen Zigarettenfilterstäben, und zwar in den Fig. a ohne und in den zugeordneten Fig. b mit umhüllenden Hüllstreifen;
Fig. 10 perspektivisch eine vierte beispielsweise Ausführungsform eines ohne Hüllstreifen versehenen Zigarettenfilterstranges;
Fig. 10a perspektivisch und schematisch die Herstellung des in Fig. 10 dargestellten Stranges;
Fig. 11 perspektivisch eine fünfte beispielsweise Ausführungsform eines ohne Hüllstreifen versehenen Zigarettenfilterstranges;
Fig. 11a perspektivisch und schematisch die Herstellung des in Fig. 11 dargestellten Stranges;
Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine sechste beispielsweise Ausführungsform einer einzelnen Zigarettenfiltereinheit;
Fig. 13 in vergrössertem Massstab eine perspektivische Ansicht des Distanzierelementes der in Fig. 12 dargestellten Filtereinheit;
Fig. 14 schematisch die Herstellung der in Fig. 12 dargestellten Filtereinheit;
Fig. 15 bis 17 schematisch die Herstellung einer weiteren beispielsweisen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Zigarettenfilterstabes,
Fig. 18 und 19 je einen Ausschnitt aus zwei verschiedenen, den ersten Trennwandbereich bildenden, aus Polymerfäden hergestellten Gewebebändern; und
Fig. 20 einen Längsschnitt durch das mundseitige Ende einer mit einer einzelnen Zigarettenfiltereinheit versehenen Filterzigarette.

Wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich, werden beim dargestellten Verfahren die aus Zellulose oder Azetat bestehenden stöpselförmigen Filterelemente 1 auf bekannte Weise mittels einer herkömmlichen, nicht dargestellten Transport- und Distanziervorrichtung, welche die Filterelemente 1 alternierend achsial aufeinander ausrichtet, in Richtung des Pfeiles 2 vorwärts bewegt und gleichzeitig auf gleichmässigen Abstand voneinander gebracht.
Danach werden die gleichmässig voneinander distanzierten und achsial aufeinander ausgerichteten Filterelemente 1 kontinuierlich einem ebenfalls kontinuierlich zugeführten porösen Hüllstreifen 3 zugeführt, auf diesen aufgelegt und dabei in seitlicher Richtung durch nicht dargestellte Führungsteile geführt und durch einen ebenfalls nicht dargestellten, oberhalb des Hüllstreifens 3 angeordnetes, synchron zu diesem umlaufendes Anpressband in ihrer Relativlage zueinander gehalten und zusammen mit dem Hüllstreifen 3 vorwärts bewegt.
Der Hüllstreifen 3 ist auf seiner den Filterelementen 1 zugewandten Seite mit einem durch Wärme erweichbaren Klebstoff, welcher z.B. vorgängig mittels einer Klebstoffauftragvorrichtung 4 in Streifen 5 und 6 auf den Hüllstreifen 3 aufgetragen wurde, versehen, so dass es möglich ist, die einzelnen Filterelemente 1 unmittelbar nach ihrer Ueberführung auf den Hüllstreifen 3 mit Hilfe eines Heizelementes an diesem zu befestigen (Fig. 1, Stelle A) und somit eine Relativverschiebung gegeneinander, das heisst eine Veränderung ihres Abstandes voneinander, zu verunmöglichen (Fig. 2). Dabei dienen die breiteren Klebstoffstreifen 5 zur Befestigung der Filterelemente 1 auf dem Hüllstreifen 3 und die schmaleren Klebstoffstreifen 6 zur Fixierung der später erfolgenden Einschnürung (Fig. 1, Stelle D) des Umhüllungsrohres 7.
Nach der Befestigung der einzelnen Filterelemente 1 auf dem porösen Hüllstreifen 3 wird der letztere auf ein endloses Transportband geleitet und dann gelangen diese Teile zusammen in eine nicht dargestellte zweiteilige Formungseinheit (Fig. 1, Stelle B), wo der Hüllstreifen 3 während seiner Vorwärtsbewegung bis auf einen Schlitz 8 von etwa 4 bis 6 mm um die einen Umfang von 25 mm aufweisenden Filterelemente 1 gelegt wird. Dieses Gebilde wird dann mittels dem Transportband zur vollständigen Verklebung des Hüllstreifens 3 mit den Filterelementen 1 und zur genauen Fixierung des Filterdurchmessers zuerst unter einem die obere Hälfte des Stranges überdeckenden zweiten Heizelement und unmittelbar danach unter einem ebenfalls die obere Hälfte des Stranges überdeckenden zweiten Kühlelement hindurchgeführt, wie dies zum Beispiel aus der DE-A-25 55 129 bestens bekannt ist.
Danach wird von oben ein Verschlussstreifen 9, welcher eine wesentlich gröbere Porosität als der Hüllstreifen 3 aufweist und dessen Breite geringfügig grösser ist als die Breite des Schlitzes 8, zugeführt, über den Schlitz 8 gelegt (Fig. 1, Stelle C) und mittels einem beheizbaren Element auf der freiliegenden Oberfläche der Filterelemente 1 und den Seitenrändern des Hüllstreifens 3 durch Erweichen der thermoplastischen Beschichtung des Verschlussstreifens 9 festgeklebt. Um eine genaue Aussenform des derart gebildeten Stranges zu erzielen, wird der mit dem erhitzten Verschlussstreifen 9 versehene Strang unter einem wassergekühlten Kühlteil hindurchgeführt, wo die erweichte thermoplastische Beschichtung des Verschlussstreifens 9 erstarrt.
Nachdem der derart mittels zweier Streifen 3 und 9 unterschiedlicher Porosität umhüllte Strang zugeklebt ist, wird er einer Klemmanordnung 10 (Fig. 1, Stelle D) zugeführt, wo das aus den beiden Streifen 3 und 9 gebildete Umhüllungsrohr zwischen jeweils je zwei aufeinanderfolgenden und voneinander distanzierten Filterelementen 1 wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich, zusammengepresst und eingeschnürt wird, so dass zwei kegelmantelförmige, mit der Spitze gegeneinander zu gerichtete Rohrabschnitte 11 und 12 gebildet werden, deren Kegelmantel zwei Bereiche unterschiedlicher porosität, entsprechend den beiden Streifen 3 und 9, aufweist. Die Klemmbacken der Klemmanordnung 10 sind beheizt ausgebildet, so dass die Klemmstellen 13 des Rohres 3, 9 fixiert werden.
Die derart gebildete, die voneinander distanzierten Filterelemente 1 sowie die eingeschnürten Rohrabschnitte enthaltende stabförmige Einheit wird darauf auf bekannte Weise mittels einem porösem oder nichtporösen Umhüllungsstreifen 14 vollständig umhüllt (Fig. 1, Stelle E; Fig. 4), der letztere verklebt und der so kontinuierlich gebildete Strang einer Trennvorrichtung zugeführt, wo er derart unterteilt wird, dass die Länge jedes Filterstabes wie üblich das vier- oder sechsfache der Länge einer einzigen, für eine Zigarette bestimmten Filtereinheit beträgt.
Beim Abrauchen eines mit einer solchen einzelnen Zigarettenfiltereinheit verbundenen Tabakteiles strömt der von letzterem angesogene Rauch zuerst durch das tabakseitig angeordnete Filterelement 1 und dann vom Innern des kegelförmigen Rohrabschnittes 11 her durch den vom porösem Streifen 9 gebildeten Kegelmantelbereich des Abschnittes 11 in die Ringkammer 15, von dort durch den vom porösen Streifen 9 gebildeten Kegelmantelbereich des Rohrabschnittes 12 in das Innere des letzteren und dann durch das mundseitig angeordnete Filterelement 1. Mit zunehmender Verstopfung der durch den Streifen 9 gebildeten poröseren Bereiche der kegelförmigen Rohrabschnitte 11 und 12 durch aus dem Rauch ausfiltrierten Rauchbestandteilen strömt der durchgezogene Rauch zunehmend durch die durch den Streifen 3 gebildeten Bereiche feinerer Porosität der kegelförmigen Rohrabschnitte 11 und 12, so dass bei geeigneter Wahl der unterschiedlichen Porosität der beiden Streifen 3 und 9 beim Abrauchen einer mit einer solchen einzelnen Zigarettenfiltereinheit versehenen Filterzigarette im Gegensatz zu bisher ein mindestens annähernd konstanter Saugwiderstand und damit auch eine gleichmässige Aromaabgabe erreicht werden kann.
Die zwischen den beiden kegelmantelförmigen Rohrabschnitten 11 und 12 sowie dem Umhüllungsstreifen 14 gebildete ringförmige Kammer 15 kann zum Beispiel wie aus der DE-A-25 55 129 bekannt, mit rieselfähigem Filtermaterial gefüllt werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die in den kegelförmigen Rohrabschnitten 11 und 12 gebildeten Kammern mit rieselfähigem Filtermaterial zu füllen, wozu das letztere zwischen den Stellen B und C (Fig. 1) in die zwischen einander benachbarten Filterelementen 1 und dem Hüllstreifen 3 gebildeten Kammern 16 (Fig. 3) eingebracht werden muss.
Die bei der Einschnürung des Rohres 3, 9 mittels der Klemmanordnung 10 gleichzeitig gebildeten Verstärkungsrippen 17 (Fig. 5 und 7a) bilden eine vorteilhafte Verstärkung des derart gebildeten Stranges für seine Weiterverarbeitung und für den fertigen Filter.
Fig. 7b stellt einen Schnitt durch eine einzelne Filtereinheit gemäss Fig. 6 dar.
In den Fig. 8a und 9a sind analog zu Fig. 7a perspektivisch zwei andere Einschnürungsvarianten und in den Fig. 8b und 9b die Schnitte durch die entsprechenden fertigen Filtereinheiten, analog zu Fig. 7b, dargestellt.
In den Fig. 10 und 11 sind zwei weitere Einschnürungsvarianten dargestellt, wobei bei diesen die Einschnürung gemäss Fig. 10a respektive 11 a unmittelbar an die Stirnfläche eines der Filterelemente 1 angrenzend durchgeführt wird, so dass eine Filtereinheitlänge L immer nur eine durch das Rohr 3, 9 gebildete kegelförmige Kammer 12' aufweist, wogegen die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform zwei solcher Kammern 11,12 aufweist.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform einer Zigarettenfiltereinheit wird bei deren in Fig. 14 schematisch dargestellten Herstellung, die im wesentlichen analog zu dem in Fig. 1 dargestellten Herstellungsverfahren abläuft und somit nicht nochmals in allen Details näher beschrieben werden muss, zwischen den voneinander distanzierten Filterelementen 1, an den einander zugewandten Stirnflächen der letzteren anliegend, je eine Distanzierelement 18 angeordnet, welches in Fig. 13 in vergrössertem Massstab perspektivisch dargestellt ist.
Um zu bewirken, dass beim Rauchen das aus zwei unterschiedliche porösen Streifen 3, 9 gebildete Umhüllungsrohr quer vom zu filtrierenden Rauch durchströmt wird, ist das gasundurchlässig ausgebildete Distanzierelement 18 über einen Teil seiner Länge mit einem ringförmigen Befestigungsbereich 19 versehen, dessen Durchmesser F geringer ist als der Innendurchmesser G der Aussenumhüllung 14 und das Umhüllungsrohr 3, 9 über den gesamten Umfang dieses Befestigungsbereiches 19 abdichtend mit diesem verbunden. Ferner ist das Distanzierelement 18 zu seiner Zentrierung im Innern des Umhüllungsrohres 3, 9 und gleichzeitigen Bildung von Strömungskanälen 20 mit in radialer Richtung sich erstreckenden Abstützrippen 21 versehen.
In Fig. 14 sind zu Fig. 1 analoge Teile beziehungsweise Stellen mit den gleichen Ueberweisungszeichen versehen.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform ist es auch denkbar, dass das Umhüllungsrohr aus einem einzigen porösen Streifen gebildet wird, und dass das Distanzierelement 18 aus gasdurchlässigem Material besteht und der Strömungswiderstand des letzteren unterschiedlich von demjenigen des Materials des Umhüllungsrohres 3 ist. Wenn der Strömungswiderstand des letzteren geringer ist als derjenige des Distanzierelementes 18, dann strömt der zu filtrierende Rauch zuerst vom tabakseitigen Filterelement 1 über die stumpfkegelförmige Mantelfläche 11 von innen nach aussen in den Ringraum 15 und von dort über die stumpfkegelförmige Mantelfläche 12 von aussen nach innen und anschliessend durch das mundseitige Filterelement 1. Mit zunehmender Verstopfung der stumpfkegelförmigen Mantelflächen 11 und 12 durch ausfiltrierte Rauchgasbestandteile verläuft der zu filtrierende Rauchgasstrom mehr und mehr durch das einen höheren Strömungswiederstand aufweisende Distanzierelement 18.
Es ist auch möglich, dass wenn das Distanzierelement 18 aus gasundurchlässigem Material besteht, es in seiner Längsrichtung mit ein oder mehreren ganz dünnen Durchtrittsbohrungen 22 mit einem Durchmesser von etwa 1/100 mm Durchmesser zu versehen.
Bei dem in Fig. 15 dargestellten Zigarettenfilterstrang ist zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Filterelementen 1 eingeklemmt ein quer zur Durchströmrichtung der Filtereinheiten sich erstreckende Trennwand 23 angeordnet, welche mit zwei eine unterschiedliche Porosität aufweisenden Bereichen versehen ist und aus Tabakrauch filtrierendem Material besteht.
Die Trennwand 23 wird dabei durch ein Papierband 24 gebildet, welches zwei in seiner Längsrichtung parallel zueinander verlaufende Bereiche 25 und 26 unterschiedlicher Porosität aufweist oder aus zwei unterschiedlichen Streifen zusammengesetzt ist.
Das derart ausgebildete Papierband 24 wird dabei wie insbesondere aus den Fig. 16 und 17 ersichtlich alternierend je zuerst längs der Aussenseite 27 des einen Filterelementes 1, dann quer über die Stirnfläche 28 desselben, und anschliessend längs der gegenüberliegenden Aussenseite 29 des nachfolgenden Filterelementes 1 gelegt, dann das Ganze durch eine Kalibrieröffnung 30 gezogen und dann mittels einem Umhüllungsstreifen 14 vollständig umhüllt und verklebt.
Der derart gebildete Strang wird wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen einer Trennvorrichtung zugeführt, wo er derart unterteilt wird, dass die Länge jedes Filterstabes das vieroder sechsfache der Länge einer ein zigen, für eine Zigarette bestimmten Filtereinheit beträgt. Die Länge einer einzigen Filtereinheit kann zum Beispiel L, 2L, 3L etc. betragen.
In den Figuren 18 und 19 ist in Draufsicht je ein Ausschnitt aus zwei verschiedenen, zur Bildung des einen Trennwandbereiches verwendbaren, aus Polymerfäden hergestellten Gewebebändern dargestellt, das heisst in den Figuren 1 bis 4 und 14 kann z.B. der Verschlussstreifen 9 und in den Figuren 15 bis 17 der Streifen 25 aus einem solchen Gewebeband bestehen.
Bei dem in Figur 18 dargestellten Gewebeband ist die geometrische Verteilung der Durchtrittsöffnungen und deren Querschnitte vollkommen gleichmässig.
Das z.B. in Figur 1 zur Bildung des einen Trennwandbereiches 9 verwendete und in Fig. 18 dargestellte Gewebeband 9' ist in der fertigen Zigarettenfiltereinheit primär nicht dazu bestimmt, Aerosole aus einem durch sie hindurchströmenden Rauchgasstrom heraus zu filtrieren. Das Filtriervermögen des Gewebebandes 9' für die Partikularphase des durchströmenden Rauchgasstromes ist zwar messbar, jedoch in der Praxis eher vernachlässigbar; der Gewebebandteil 9 übt am fertigen Filter vorwiegend die Funktion eines Umschaltelementes aus. Dazu muss die Dicke des Gewebebandes 9' sehr klein sein, so dass der daraus gebildete erste Trennwandbereich beim Einsatz des fertigen Filters einen verhältnismässig kleinen Anfangs-Strömungswiderstand bewirkt. Die Wirkung des den ersten Trennwandbereich 9 bildenden Gewebes 9' ist derart, dass wenn das letztere von einem Rauchgas-Aerosol durchströmt wird, ein sehr kleiner Anteil der Aerosolteilchen auf dem Gewebe 9' haften bleibt, dieser Anteil jedoch genügend gross ist, um eine merkliche Verringerung der freien Querschnitte der Gewebebandöffnungen und dadurch eine starke Erhöhung des durch das derart beladene Gewebe 9' bewirkten Strömungwiderstandes zu verursachen. Dazu befindet sich die Dicke des Gewebes 9' in einem Bereich von 30 bis 100 pm, die Anzahl der Gewebeöffnungen in einem Bereich von 500 bis 25,000, und die Querschnitte der einzelnen Gewebeöffnungen in einem Bereich von 100 bis 2500 p_m ².
Um sicher zu sein, dass bei der Grossserienproduktion der Zigarettenfiltereinheiten genau reproduzierbare Kennwerte der letzteren erreicht werden, darf das Gewebe 9' 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 des den ersten Trennwandbereich 9 bildenden Gewebeabschnittes und die Grösseder Querschnittsflächen dieser Oeffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
Bei den in Fig. 20 dargestellten, einen aus einem Gewebeband 9' gemäss Fig. 18 bestehenden Verschlussstreifen 9 aufweisenden Zigarettenfiltereinheit sind in Durchströmrichtung T der Filtereinheit gesehen nach den Trennwänden 11 und 12 zwischen dem Innern und der Aussenseite der Filtereinheit sich erstreckende Ventilationsöffnungen 32 vorgesehen. Die Letzteren sind dabei in einer solchen Anzahl und mit solchen Querschnitten vorgesehen, dass zum Beispiel eine Anfangsverdünnung des aus dem Tabakteil 33 abgesogenen Tabakrauches von 50% erreicht wird.
Wird nun eine mit einem solchen wie aus Figur 20 ersichtlichen Zigarettenfiltereinheit versehene Zigarette geraucht, dann strömt beim ersten Zug des Rauchers an dieser entzündeten Zigarette der Tabakrauchstrom mit einem verhältnismässig kleinen, durch den Gewebestreifen 9 der Trennwände 11 und 12 verursachten Anfangs-Druckabfall von beispielsweise 30 mm WS durch diese Gewebeabschnitte, wobei im Tabakrauch sich befindende Aerosolteilchen auf diesen Gewebeabschnitten der Trennwände 11 und 12 haften bleiben, und den freien Querschnitt der einzelnen, von Rauch durchströmten Gewebeöffnungen mit jedem Zug an der Saugseite der Filtereinheit zunehmend verkleinern und damit den durch die Gewebeabschnitte der Trennwände 11 und 12 verursachten Druckabfall zunehmend vergrössern, so dass über die Abrauchdauer des Tabakteiles 33 gesehen mit zunehmender Verstopfung der vom Rauch durchströmten Gewebeabschnitte durch Rauchaerosolteilchen dem vom Raucher eingesogenen Rauch über die Ventilationsöffnungen 32 zunehmend mehr Luft beigemischt wird. Dadurch wird erreicht, dass die mit zunehmender Verkürzung des Tabakteiles 33 zunehmende Konzentration des in die Filtereinheit einströmenden Tabakrauches nachfolgend nach den Trennwänden 11 und 12 in der Filtereinheit 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 gesamte Abrauchzeit des Tabakteiles 33 praktisch unverändert bleibt oder wenn erwünscht, im Gegensatz zu früher sogar abnimmt.
Der bei dem in Fig. 20 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete Hüllstreifen 3 kann aus luftdurchlässigem oder aber auch aus für den Raucher praktisch luftundurchlässigem Material bestehen. Insbesondere in letzterem Falle sind die Trennwände 11 und 12 auf jeden Fall mit einer Mehrzahl von Ueberströmöffnungen 31 zu versehen. Die Querschnitte der letzteren sind dabei so zu bemessen, dass sie mindestens zehnmal grösser als die grössten Oeffnungen des den zweiten Trennwandbereich bildenden Gewebeabschnittes 9' sind. Eine solche Ausbildung erlaubt die Aufrechterhaltung einer minimalen Rauchgasdurchströmung auch dann, wenn die Gewebebereiche 9 beinahe oder ganz verstopft sind.
Bei dem in Figur 19 dargestellten Gewebeband 9" ist im Gegensatz zu dem in Figur 18 dargestellten Gewebeband 9' die geometrische Verteilung der Durchtrittsöffnungen und deren Querschnitte variierend, jedoch nicht zufällig, sondern nach einer genau vorbestimmten Verteilungsanordnung über die gesamte Bandlänge.
Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungen von Gewebebändern denkbar.

Claims

1. Zigarettenfilterstab, innerhalb welchem zur Bildung mindestens einer Filtereinheit Abschnitte unterschiedlicher Ausbildung alternierend aufeinanderfolgend angeordnet und von einem Hüllstreifen umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei axial aufeinander ausgerichteten Filterelementen (1) einer Filtereinheit im Durchströmquerschnitt der einzelnen Filtereinheit mindestens eine mindestens zweinebeneinanderliegende Bereiche (3, 9; 25, 26) unterschiedlicher Porositäten aufweisende Trennwand (11, 12; 23) angeordnet ist, wobei diese porositäten durch porositätsöffnungen gebildet werden, die Grösse der Ouerschnittsflächen der einzelnen Porositätsöffnungen im einen (3) der beiden Bereiche kleiner ist als im zweiten Bereich (9), und jeder dieser mindestens zwei Bereiche (3, 9) aus Rauch filtrierend durchströmenlassendem Material besteht.

2. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (1)-von einem aus mindestens einem ersten und einem zweiten Längsstreifen (3, 9) unterschiedlicher Porosität gebildeten Umhüllungsrohr (7) umgeben sind, und dieses Umhüllungsrohr (7) zur Bildung der Trennwand zwischen jeweils je zwei aufeinanderfolgenden und voneinander distanzierten Filterelementen (1) eingeschnürt oder zusammengepresst ist.

3. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einschnürungsstelle der Trennwand eine in axialer Richtung der Filtereinheiten sich erstreckende Durchtrittsöffnung (22') mit einem Durchmesser von höchstens 1/10 mm, vorzugsweise im Bereich von 1/100 mm Durchmesser, vorgesehen ist.

4. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer aus einem hochporösen oder perforierten Hüllstreifen gebildeten Aussenumhüllung (14) versehen ist.

5. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine grössere Porosität aufweisende zweite Längsstreifen (9; 25) des Umhüllungsrohres (7) höchstens 1/3, vorzugsweise höchstens 25%, des Aussenumfanges des Rohres (8, 9) bildet.

6. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den voneinander distanzierten Filterelementen (1) und an den einander zugewandten Stirnflächen der letzteren anliegend je ein Distanzierelement (18) angeordnet ist, welches über einen Teil seiner Länge mit einem ringförmigen Befestigungsbereich (19) versehen ist, dessen Durchmesser (F) geringer ist als der Innendurchmesser (G) der Aussenumhüllung (14) des Zigarettenfilterstabes, und dass das Umhüllungsrohr (3, 9) über den gesamten Umfang des Befestigungsbereiches (19) mit diesem verbunden ist.

7. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzierelement (18) zu seiner Zentrierung im Innern des Umhüllungsrohres (3, 9) und gleichzeitigen Bildung von Strömungskanälen (20) mit in radialer Richtung sich erstreckenden Abstützrippen (21) versehen ist.

8. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzierelement (18) aus gasdurchlässigem Material besteht und der Strömungswiderstand des letzteren unterschiedlich von demjenigen des Materials des Umhüllungsrohres (3) ist.

9. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der zwischen zwei Filterelementen (1) gebildeten drei Kammern (15) mit einem rieselfähigen Filtermaterial gefüllt ist.

10. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass seine Aussenumhüllung (14) mindestens über Teile seiner Länge eine gerippte Aussenform aufweist.

11. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzierelement (18) aus gasundurchlässigem Material besteht und in seiner Längsrichtung zum Beispiel mit einer Durchtrittsbohrung (22) mit einem Durchmesser von höchstens 1/10 mm, vorzugsweise im Bereich von 1/100 mm Durchmesser, versehen ist.

12. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Filterelementen (1) eingeklemmt ein quer zur Durchströmrichtung der einzelnen Filtereinheiten sich erstreckende Trennwand (23) angeordnet ist, welche mit mindestens einem ersten und einem zweiten, je eine voneinander unterschiedliche Porosität aufweisenden Bereichen (26, 25) versehen ist.

13. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (23) durch ein Papierband (24) gebildet wird, welches alternierend zuerst längs derAussenseite (27) des einen Filterelementes (1), dann quer über die Stirnfläche (28) desselben und anschliessend längs der gegenüberliegenden Aussenseite (29) des nachfolgenden Filterelementes (1), verläuft.

14. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Papierband (24) mindestens zwei in seiner Längsrichtung parallel zueinander verlaufende Bereiche (25, 26) unterschiedlicher Porosität aufweist.

15. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Porosität mit Poren grösseren Durchmessers aufweisende zweite Bereich (25) der Trennwand (23) höchstens 1/3, vorzugsweise höchstens 25%, der Trennwand bildet.

16. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der eine zweite Trennwandbereich (9, 25) aus einem Material besteht, dessen Dicke in einem Bereich von 10 bis 150 pm, die Anzahl der in diesem Material (9, 25) vorgesehenen Öffnungen in einem Bereich von 500 bis 25'000, und die Querschnittsfläche dieser Öffnungen in einem Bereich von je 80 bis 3000 pm² liegt, und dass der andere erste Trennwandbereich (3, 26) vorzugsweise mit mindestens einer Uberströmöffnung, deren Querschnitt mindestens 10mal grösser ist als der Querschnitt der grössten Oeffnung des zweiten Trennwandbereiches (9, 25), versehen ist.

17. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des zweiten Trennwandbereiches (9, 25) im Bereich von 30 bis 100 pm und die Querschnittsfläche der einzelnen, siebartig vorgesehenen Öffnungen des zweiten Trennwandbereiches in einem Bereich von 100 bis 2500 pm², vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1800 ₁₁m², liegt.

18. Zigarettenfilterstab nach Anspruch 16 oder 17, dass mindestens der zweite Trennwandbereich (9, 25) aus natürlichen Textil- und/oder aus synthetischen Fasern, vorzugsweise in der Form eines Gewebes, oder aus einer perforierten Folie, besteht.

19. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen einzelnen Öffnungen des zweiten Trennwandbereiches (9, 25) und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Öffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.

20. Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Trennwandbereich (9, 25) nach einer genau vorbestimmten Verteilung Durchtrittsöffnungen unterschiedlicher, in ihrer Grösse genau bestimmter Querschnittsflächen aufweist.

21 Zigarettenfilterstab nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Trennwandbereich (3, 26; 9, 25) mit einer oder mehreren Uberströmöffnungen (31) versehen ist, deren einzelne Querschnittsflächen grösser als 10⁴pm² sind.

22. Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilterstabes gemäss Anspruch 1, wobei man eine Folge von gleichmässig voneinander distanzierten Filterelementen mittels mindestens einem kontinuierlich zugeführten ersten porösen Hüllstreifen über einen Teil ihres Umfanges umhüllt und mit diesem ersten Hüllstreifen verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass man darauf den noch verbleibenden unbedeckten Oberflächenbereich des derart gebildeten Stranges mittels mindestens einem kontinuierlich zugeführten, gegenüber dem ersten Hüllstreifen eine unterschiedliche Porosität aufweisenden zweiten Hüllstreifen vollständig überdeckt und diesen letzteren längs seiner beiden Seitenkanten mit dem ersten Hüllstreifen verbindet, dann das derart durch die beiden Hüllstreifen gebildete Rohr an mindestens einer zwischen je zwei Filterelementen sich befindenden Stelle vollständig einschnürt, beziehungsweise zusammenklemmt, die Klemmstelle verklebt, die derart gebildete, die voneinander distanzierten Filterelemente enthaltende strangförmige Einheit mittels mindestens einem Umhüllungsstreifen vollständig umhüllt, und den derart erhaltenen Strang in einzelne stabförmige Abschnitte unterteilt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass man das durch die beiden Hüllstreifen unterschiedlicher Porosität gebildete Rohr zwischen je zwei Filterelementen derart zusammenklemmt, dass mindestens ein mindestens annähernd kegelmantelförmiger Rohrabschnitt entsteht.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass man das durch die beiden Hüllstreifen unterschiedlicher Porosität gebildete Rohr zwischen je zwei Filterelementen derart zusammenklemmt, dass zwei mit dem verjüngenden Teil gegeneinander zu gerichtete, mindestens annähernd kegelmantelförmige Rohrabschnitte entstehen.

25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass man den Rohrabschnitt derart zusammenklemmt, dass eine mindestens annähernd S-förmige Klemmstelle entsteht.

26. Verwendung des Zigarettenfilterstabes nach Anspruch 1 zur Herstellung von Filterzigaretten.