EP0217743B1 - Cigarette filter unit and method for making it - Google Patents
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- EP0217743B1 EP0217743B1 EP86810378A EP86810378A EP0217743B1 EP 0217743 B1 EP0217743 B1 EP 0217743B1 EP 86810378 A EP86810378 A EP 86810378A EP 86810378 A EP86810378 A EP 86810378A EP 0217743 B1 EP0217743 B1 EP 0217743B1
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- A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure
Definitions
- the invention relates to a cigarette filter rod, within which, to form at least one filter unit, sections of different design are arranged alternately in succession and surrounded by an enveloping strip, a method for producing this cigarette filter rod and a use thereof.
- a tobacco smoke filter with a hollow, closed, smoke gas permeable inner element of uniform porosity is known.
- This filter as well as the chamber filter known from DE-A-2 555129, in which the filter elements for filling the chambers with a free-flowing filter material are initially only covered over part of their circumference with an enveloping strip and then the filler opening is closed by means of a sealing strip however, no means for achieving an at least approximately constant suction resistance and for the most uniform possible aroma release from the user of a cigarette connected with such a filter.
- the object of the present invention is, in particular, to provide a cigarette filter rod which, after being subdivided into individual filter units in combination with a tobacco part attached to the individual filter units when the latter is smoking, does not have these disadvantages of the known cigarette filters or does so only to a much lesser extent, i.e. with them Help a more constant or even decreasing amount of condensate per train of the smoker on the filter cigarette is achieved with at least approximately constant suction resistance.
- this object is achieved by means of a cigarette filter rod of the type mentioned at the outset.
- the filter elements are surrounded by a sheathing tube formed from at least a first and a second longitudinal stripe of different porosity, and this sheathing tube is constricted or pressed together to form the partition between two successive and spaced-apart filter elements. Further advantageous developments of this training are the subject of claims 3 to 11.
- a partition is arranged which extends transversely to the flow direction of the filter unit and which is provided with at least a first and a second area, each having a different porosity.
- the present invention furthermore relates to a method for producing a cigarette filter rod according to the invention, wherein a sequence of filter elements which are uniformly spaced from one another is enveloped over a part of their circumference by means of at least one continuously supplied first porous envelope strip and is connected to this first envelope strip, and which is characterized in that one then completely covers the remaining uncovered surface area of the strand formed in this way by means of at least one continuously supplied second envelope strip, which has a different porosity compared to the first envelope strip, and connects the latter to the first envelope strip along its two side edges, then that formed by the two envelope strips Completely constricts, or clamps together, the pipe at at least one location between each two filter elements Clamping point glued, the strand-shaped unit formed in this way, containing the spaced-apart filter elements, is completely enveloped by means of at least one wrapping strip, and the strand thus obtained is divided into individual rod-shaped sections.
- the invention also relates to a use of the cigarette filter rod according to claim 1 for the manufacture of filter cigarettes.
- the plug-shaped filter elements 1 consisting of cellulose or acetate are known in a known manner by means of a conventional transport and spacing device, not shown, which aligns the filter elements 1 alternately axially with respect to one another in the direction of the arrow 2 moved forward and at the same time brought evenly apart.
- the uniformly spaced and axially aligned filter elements 1 are continuously fed to a likewise continuously supplied porous envelope strip 3, placed thereon and guided in the lateral direction through guide parts, not shown, and synchronously through a likewise not shown, arranged above the envelope strip 3 this circumferential pressure band held in their relative position to each other and moved forward together with the enveloping strip 3.
- the envelope strip 3 is on its side facing the filter elements 1 with a heat-softenable adhesive, which e.g. was previously applied to the envelope strip 3 by means of an adhesive application device 4 in strips 5 and 6, so that it is possible to fasten the individual filter elements 1 to the envelope strip 3 immediately after their transfer to the envelope strip 3 with the aid of a heating element (FIG. 1, Place A) and thus a relative shift against each other, that is, a change in their distance from each other, impossible (Fig. 2).
- the wider adhesive strips 5 are used to fasten the filter elements 1 to the enveloping strip 3 and the narrower adhesive strips 6 are used to fix the constriction (FIG. 1, point D) of the sheathing tube 7.
- the latter After the attachment of the individual filter elements 1 on the porous envelope strip 3, the latter is passed onto an endless conveyor belt and then these parts come together in a two-part shaping unit, not shown (FIG. 1, point B), where the envelope strip 3 during its forward movement up to a slot 8 of about 4 to 6 mm is placed around the filter elements 1 having a circumference of 25 mm.
- This structure is then guided by means of the conveyor belt to completely glue the envelope strip 3 to the filter elements 1 and to precisely fix the filter diameter first under a second heating element covering the upper half of the strand and immediately thereafter under a second cooling element also covering the upper half of the strand, as is best known for example from DE-A-25 55 129.
- a closure strip 9 which has a substantially coarser porosity than the envelope strip 3 and whose width is slightly larger than the width of the slot 8, is fed in, placed over the slot 8 (FIG. 1, point C) and by means of a heatable one Element glued to the exposed surface of the filter elements 1 and the side edges of the enveloping strip 3 by softening the thermoplastic coating of the sealing strip 9.
- the strand provided with the heated closure strip 9 is passed under a water-cooled cooling part, where the softened thermoplastic coating of the closure strip 9 solidifies.
- a clamping arrangement 10 (FIG. 1, point D), where the encasing tube formed from the two strips 3 and 9 between each two successive and spaced apart Filter elements 1, as can be seen in particular from FIGS. 4 and 5, are pressed together and constricted, so that two cone-shaped tube sections 11 and 12 are formed, the cone surface of which are two regions of different porosity, corresponding to the two strips 3 and 9, having.
- the clamping jaws of the clamping arrangement 10 are designed to be heated, so that the clamping points 13 of the tube 3, 9 are fixed.
- the rod-shaped unit formed in this way which contains the spaced-apart filter elements 1 and the constricted pipe sections, is then completely encased in a known manner by means of a porous or non-porous wrapping strip 14 (FIG. 1, point E; FIG. 4), the latter glued and so continuously formed strand supplied to a separator, where it is divided such that the length of each filter rod is, as usual, four or six times the length of a single filter unit intended for a cigarette.
- the smoke sucked in by the latter flows first through the filter element 1 arranged on the tobacco side and then from the inside of the conical tube section 11 through the cone-shaped region of the section 11 formed by the porous strip 9 into the annular chamber 15, from there through the porous strip 9 formed conical surface area of the pipe section 12 into the interior of the latter and then through the filter element 1 arranged on the mouth side.
- the annular chamber 15 formed between the two cone-shaped tube sections 11 and 12 and the wrapping strip 14 can be filled with free-flowing filter material, for example, as is known from DE-A-25 55 129.
- the reinforcing ribs 17 (FIGS. 5 and 7a) simultaneously formed when the pipe 3, 9 is constricted by means of the clamping arrangement 10 form an advantageous reinforcement of the strand thus formed for its further processing and for the finished filter.
- FIG. 7b shows a section through a single filter unit according to FIG. 6.
- FIGS. 8a and 9a two other constriction variants are shown in perspective analogous to FIG. 7a, and in FIGS. 8b and 9b the sections through the corresponding finished filter units, analogous to FIG. 7b.
- FIG. 10 and 11 show two further constriction variants, in which the constriction according to FIG. 10a or 11a is carried out directly adjacent to the end face of one of the filter elements 1, so that a filter unit length L is always only one through the pipe 3, 9 formed conical chamber 12 ', whereas the embodiment shown in Fig. 5 has two such chambers 11,12.
- the gas-impermeable spacer element 18 is provided over part of its length with an annular fastening area 19, the diameter F of which is less than the inner diameter G of the outer sheath 14 and the sheathing tube 3, 9 sealingly connected to it over the entire circumference of this fastening area 19. Furthermore, the spacing element 18 is provided with its supporting ribs 21 extending in the radial direction in order to center it in the interior of the casing tube 3, 9 and at the same time to form flow channels 20.
- FIG. 14 parts or digits analogous to FIG. 1 are provided with the same reference symbols.
- the sheathing tube is formed from a single porous strip, and that the spacer element 18 is made of gas-permeable material and the flow resistance of the latter is different from that of the material of the sheathing tube 3. If the flow resistance of the latter is lower than that of the spacer element 18, the smoke to be filtered first flows from the tobacco-side filter element 1 via the frustoconical jacket surface 11 from the inside to the outside into the annular space 15 and from there via the frustoconical jacket surface 12 from the outside to the inside and then through the mouth-side filter element 1. With increasing clogging of the frusto-conical jacket surfaces 11 and 12 by flue gas components filtered out, the flue gas stream to be filtered runs more and more through the spacer element 18, which has a higher flow resistance.
- the spacer element 18 is made of gas-impermeable material, it is provided in its longitudinal direction with one or more very thin passage bores 22 with a diameter of approximately 1/100 mm in diameter.
- a partition wall 23 which extends transversely to the flow direction of the filter units, is clamped between two successive filter elements 1 and is provided with two areas with different porosity and made of material that filters tobacco smoke.
- the partition 23 is formed by a paper tape 24 which has two regions 25 and 26 of different porosity running parallel to one another in its longitudinal direction or is composed of two different strips.
- the paper tape 24 formed in this way is, as can be seen in particular from FIGS. 16 and 17, alternately first placed along the outside 27 of the one filter element 1, then across the end face 28 of the same, and then along the opposite outside 29 of the subsequent filter element 1, then the whole thing is drawn through a calibration opening 30 and then completely covered and glued by means of a wrapping strip 14.
- the strand thus formed is fed to a separating device, as in the previously described embodiments, where it is divided such that the length of each filter rod is four or six times the length of a single filter unit intended for a cigarette.
- the length of a single filter unit can be, for example, L, 2L, 3L etc.
- FIGS. 18 and 19 each show a top view of a detail from two different fabric tapes that can be used to form the one partition wall area and that are made of polymer threads, i.e. in FIGS. 1 to 4 and 14, e.g. the closure strip 9 and in FIGS. 15 to 17 the strip 25 consist of such a fabric tape.
- the fabric tape 9 'used, for example, in FIG. 1 to form a partition wall area 9 and shown in FIG. 18, is not primarily intended in the finished cigarette filter unit to filter aerosols out of a flue gas stream flowing through them.
- the filtering capacity of the fabric belt 9 'for the particular phase of the flue gas stream flowing through is measurable, but in practice it is rather negligible; the fabric band part 9 primarily performs the function of a switching element on the finished filter.
- the thickness of the fabric band 9 'must be very small, so that the first partition area formed therefrom causes a relatively small initial flow resistance when the finished filter is used.
- the effect of the fabric 9 'forming the first partition area 9 is such that when a flue gas aerosol flows through the latter, a very small proportion of the aerosol particles remain adhered to the fabric 9', but this proportion is sufficiently large to be noticeable Reduction of the free cross sections of the fabric band openings and thereby a strong increase in the flow resistance caused by the fabric 9 'loaded in this way.
- the fabric 9 in order to be sure that the series production of the cigarette filter units achieves exactly reproducible characteristic values of the latter, the fabric 9 '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 32 are provided, seen in the flow direction T of the filter unit, after the partition walls 11 and 12 between the inside and the outside of the filter unit.
- the latter are provided in such a number and with such cross sections that, for example, an initial dilution of 50% of the tobacco smoke extracted from the tobacco part 33 is achieved.
- the tobacco smoke flow flows with a relatively small initial pressure drop of, for example, 30 caused by the fabric strip 9 of the partition walls 11 and 12 when the smoker first pulls this ignited cigarette mm WS through these fabric sections, whereby aerosol particles in tobacco smoke adhere to these fabric sections of the partition walls 11 and 12, and increasingly reduce the free cross section of the individual fabric openings through which smoke travels on the suction side of the filter unit and thus that through the fabric sections of the dividing walls 11 and 12 causes the pressure drop to increase, so that, over the duration of the tobacco part 33 being consumed, with increasing blockage of the tissue sections through which smoke flows through smoke aerosol particles, the smoke sucked in by the smoker via the ventilator ion openings 32 increasingly more air is added.
- the increasing concentration of the tobacco part 33 is again increasingly diluted with air after the partition walls 11 and 12 in the filter unit, and thus the concentration of the smoke sucked in during the consecutive puffs of the smoker in contrast to the past, can be kept constant within relatively narrow limits, and the aroma of the tobacco herb soaked up by the smoker ches remains practically unchanged over the entire smoking time of the tobacco part 33 or even decreases, if desired, in contrast to earlier.
- the enveloping strip 3 used in the exemplary embodiment shown in FIG. 20 can consist of air-permeable material or of material that is practically air-impermeable for the smoker.
- the partition walls 11 and 12 must in any case be provided with a plurality of overflow openings 31.
- the cross sections of the latter are to be dimensioned such that they are at least ten times larger than the largest openings of the fabric section 9 'forming the second partition area. Such a design allows the maintenance of a minimal flue gas flow even when the tissue areas 9 are almost or completely blocked.
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- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
Abstract
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.The invention relates to a cigarette filter rod, within which, to form at least one filter unit, sections of different design are arranged alternately in succession and surrounded by an enveloping strip, a method for producing this cigarette filter rod and a use thereof.
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.When smoking a cigarette without a cigarette filter, with or without ventilation, and / or with a conventional cigarette filter, the condensate content during the smoking thereof increases relatively strongly in the smoke flowing into the mouth of the smoker through the suction-side cigarette end, which is undesirable.
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.From FR-A-2 008 066 a tobacco smoke filter with a hollow, closed, smoke gas permeable inner element of uniform porosity is known. This filter, as well as the chamber filter known from DE-A-2 555129, in which the filter elements for filling the chambers with a free-flowing filter material are initially only covered over part of their circumference with an enveloping strip and then the filler opening is closed by means of a sealing strip however, no means for achieving an at least approximately constant suction resistance and for the most uniform possible aroma release from the user of a cigarette connected with such a filter.
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.The object of the present invention is, in particular, to provide a cigarette filter rod which, after being subdivided into individual filter units in combination with a tobacco part attached to the individual filter units when the latter is smoking, does not have these disadvantages of the known cigarette filters or does so only to a much lesser extent, i.e. with them Help a more constant or even decreasing amount of condensate per train of the smoker on the filter cigarette is achieved with at least approximately constant suction resistance.
Diese Aufgabe wird mittels einem Zigarettenfilterstab der eingangs genannten Art erfindungsgemäss nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by means of a cigarette filter rod of the type mentioned at the outset.
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.It has proven to be expedient if the filter elements are surrounded by a sheathing tube formed from at least a first and a second longitudinal stripe of different porosity, and this sheathing tube is constricted or pressed together to form the partition between two successive and spaced-apart filter elements. Further advantageous developments of this training are the subject of
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.It can also be expedient if, between two successive filter elements, a partition is arranged which extends transversely to the flow direction of the filter unit and which is provided with at least a first and a second area, each having a different porosity. Further advantageous developments of this training are the subject of
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.It can also be expedient if a very fine fabric or a perforated film is used for the one partition area, in which the number, size and distribution of the openings is precisely defined. To this end, further advantageous refinements of the cigarette filter unit according to the invention are the subject of
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.The present invention furthermore relates to a method for producing a cigarette filter rod according to the invention, wherein a sequence of filter elements which are uniformly spaced from one another is enveloped over a part of their circumference by means of at least one continuously supplied first porous envelope strip and is connected to this first envelope strip, and which is characterized in that one then completely covers the remaining uncovered surface area of the strand formed in this way by means of at least one continuously supplied second envelope strip, which has a different porosity compared to the first envelope strip, and connects the latter to the first envelope strip along its two side edges, then that formed by the two envelope strips Completely constricts, or clamps together, the pipe at at least one location between each two filter elements Clamping point glued, the strand-shaped unit formed in this way, containing the spaced-apart filter elements, is completely enveloped by means of at least one wrapping strip, and the strand thus obtained is divided into individual rod-shaped sections.
Zweckmässige Weiterausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 23 bis 25.Appropriate further developments of the method according to the invention are the subject of
Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Verwendung des Zigarettenfilterstabes nach Anspruch 1 zur Herstellung von Filterzigaretten.The invention also relates to a use of the cigarette filter rod according to claim 1 for the manufacture of filter cigarettes.
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.
- 1 to 4 schematically show the production of an exemplary embodiment of a cigarette filter rod according to the invention;
- 5 shows a perspective view of the end part of the cigarette filter rod produced according to FIGS. 1 to 4, but for better illustration of the partition wall without the enveloping strip;
- 6 shows a perspective view of the rod part shown in FIG. 5, but provided with the enveloping enveloping strip;
- 7 to 9 are perspective cross sections through different embodiments of cigarette filter rods according to the invention, specifically in FIGS. A without and in the associated FIG. B with enveloping enveloping strips;
- 10 is a perspective view of a fourth exemplary embodiment of a cigarette filter strand provided without an envelope strip;
- 10a shows a perspective and schematic of the production of the strand shown in FIG. 10;
- 11 is a perspective view of a fifth exemplary embodiment of a cigarette filter strand provided without an envelope strip;
- 11a shows a perspective and schematic of the production of the strand shown in FIG. 11;
- 12 shows a longitudinal section through a sixth exemplary embodiment of an individual cigarette filter unit;
- 13 is an enlarged perspective view of the spacer element of the filter unit shown in FIG. 12;
- Fig. 14 schematically shows the manufacture of the filter unit shown in Fig. 12;
- 15 to 17 schematically show the production of a further exemplary embodiment of a cigarette filter rod according to the invention,
- 18 and 19 each show a section of two different fabric tapes, which form the first partition wall area and are made of polymer threads; and
- 20 shows a longitudinal section through the mouth-side end of a filter cigarette provided with a single cigarette filter unit.
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.As can be seen from FIGS. 1 to 4, in the method shown, the plug-shaped filter elements 1 consisting of cellulose or acetate are known in a known manner by means of a conventional transport and spacing device, not shown, which aligns the filter elements 1 alternately axially with respect to one another in the direction of the arrow 2 moved forward and at the same time brought evenly apart.
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.Thereafter, the uniformly spaced and axially aligned filter elements 1 are continuously fed to a likewise continuously supplied
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.The
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.After the attachment of the individual filter elements 1 on the
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.Then a
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.After the strand encased in this way by means of two
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.The rod-shaped unit formed in this way, which contains the spaced-apart filter elements 1 and the constricted pipe sections, is then completely encased in a known manner by means of a porous or non-porous wrapping strip 14 (FIG. 1, point E; FIG. 4), the latter glued and so continuously formed strand supplied to a separator, where it is divided such that the length of each filter rod is, as usual, four or six times the length of a single filter unit intended for a cigarette.
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.When smoking one with such a single NEN tobacco part connected to the cigarette filter unit, the smoke sucked in by the latter flows first through the filter element 1 arranged on the tobacco side and then from the inside of the
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.The
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.Of course, it is also possible to fill the chambers formed in the
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.The reinforcing ribs 17 (FIGS. 5 and 7a) simultaneously formed when the
Fig. 7b stellt einen Schnitt durch eine einzelne Filtereinheit gemäss Fig. 6 dar.7b shows a section through a single filter unit according to FIG. 6.
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 FIGS. 8a and 9a, two other constriction variants are shown in perspective analogous to FIG. 7a, and in FIGS. 8b and 9b the sections through the corresponding finished filter units, analogous to FIG. 7b.
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.10 and 11 show two further constriction variants, in which the constriction according to FIG. 10a or 11a is carried out directly adjacent to the end face of one of the filter elements 1, so that a filter unit length L is always only one through the
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.In the embodiment of a cigarette filter unit shown in FIG. 12, the manufacture of the cigarette filter unit shown schematically in FIG. 14, which proceeds essentially analogously to the manufacturing method shown in FIG. 1 and therefore does not have to be described in detail in detail, between the distanced ones Filter elements 1, adjacent to the mutually facing end faces of the latter, each have a
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 order to ensure that, when smoking, the sheathing tube formed from two different
In Fig. 14 sind zu Fig. 1 analoge Teile beziehungsweise Stellen mit den gleichen Ueberweisungszeichen versehen.In FIG. 14, parts or digits analogous to FIG. 1 are provided with the same reference symbols.
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.In the embodiment shown in FIG. 12, it is also conceivable that the sheathing tube is formed from a single porous strip, and that the
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.It is also possible that if the
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.In the cigarette filter train shown in FIG. 15, a
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.The
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.The
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.The strand thus formed is fed to a separating device, as in the previously described embodiments, where it is divided such that the length of each filter rod is four or six times the length of a single filter unit intended for a cigarette. The length of a single filter unit can be, for example, L, 2L, 3L etc.
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.FIGS. 18 and 19 each show a top view of a detail from two different fabric tapes that can be used to form the one partition wall area and that are made of polymer threads, i.e. in FIGS. 1 to 4 and 14, e.g. the
Bei dem in Figur 18 dargestellten Gewebeband ist die geometrische Verteilung der Durchtrittsöffnungen und deren Querschnitte vollkommen gleichmässig.In the fabric band shown in FIG. 18, the geometric distribution of the passage openings and their cross sections are completely uniform.
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 pm 2.The fabric tape 9 'used, for example, in FIG. 1 to form a
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.In order to be sure that the series production of the cigarette filter units achieves exactly reproducible characteristic values of the latter, the fabric 9 '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.
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.For this purpose, it has proven to be expedient if the distance between individual openings of the fabric section forming the first
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.In the case of the cigarette filter unit shown in FIG. 20, which has a
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.If a cigarette provided with such a cigarette filter unit as shown in FIG. 20 is now smoked, then the tobacco smoke flow flows with a relatively small initial pressure drop of, for example, 30 caused by the
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.The
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.In contrast to the fabric tape 9 'shown in FIG. 19, the geometric distribution of the passage openings and their cross-sections varies in the
Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungen von Gewebebändern denkbar.Of course, other configurations of fabric tapes are also conceivable.
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