EP1321050B1 - Filter für einen rauchbaren Artikel - Google Patents

Filter für einen rauchbaren Artikel

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Publication number
EP1321050B1
EP1321050B1 EP01129382A EP01129382A EP1321050B1 EP 1321050 B1 EP1321050 B1 EP 1321050B1 EP 01129382 A EP01129382 A EP 01129382A EP 01129382 A EP01129382 A EP 01129382A EP 1321050 B1 EP1321050 B1 EP 1321050B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
grooves
filter according
plug
ventilation
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01129382A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1321050A1 (de
Inventor
Adolf Dr. Schlüter
Horst Grzonka
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.)
British American Tobacco Germany GmbH
Original Assignee
British American Tobacco Germany GmbH
BAT Cigarettenfabriken GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British American Tobacco Germany GmbH, BAT Cigarettenfabriken GmbH filed Critical British American Tobacco Germany GmbH
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Priority to DE50111161T priority patent/DE50111161D1/de
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Priority to DK01129382T priority patent/DK1321050T3/da
Priority to EP01129382A priority patent/EP1321050B1/de
Priority to UA20040705881A priority patent/UA76567C2/uk
Priority to OA1200400168A priority patent/OA12741A/xx
Priority to HU0402618A priority patent/HUP0402618A3/hu
Priority to BRPI0215033-6A priority patent/BR0215033B1/pt
Priority to IL16244602A priority patent/IL162446A0/xx
Priority to PCT/GB2002/005603 priority patent/WO2003051144A1/en
Priority to YUP-509/04A priority patent/RS50890B/sr
Priority to CA002470198A priority patent/CA2470198C/en
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/025—Final operations, i.e. after the filter rod forming process
    • A24D3/0258—Means for making grooves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
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    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure
    • A24D3/043—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure with ventilation means, e.g. air dilution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers
    • A24D1/027—Cigars; Cigarettes with special covers with ventilating means, e.g. perforations

Definitions

  • the invention relates to a filter for a smokable article, in particular for a cigarette, wherein in the periphery of the filter grooves are pressed.
  • filters are known in various embodiments.
  • DE 33 04 763 A1 discloses a cigarette filter with a cylindrical filter body, with an air-permeable envelope for the filter body and with depressed in the circumference of the filter body grooves which extend, starting from the mouth-side end of the filter over part of the filter length ,
  • the cylindrical filter body, and thus the grooves are attached to the tobacco rod by an air-permeable tipping paper, which is provided with ventilation openings.
  • This filter should have a straightforward structure and achieve a substantially normal pressure drop across the cigarette.
  • DE 36 01 959 A shows a further modification of such a filter, in which also the grooves are open to the mouth end of the filter.
  • at least one perforation in the region of the grooves for introducing air through the sheath into the filter body is provided. This is to provide a filter with improved air introduction into the filter rod.
  • the tipping paper is impermeable, but provided with ventilation openings.
  • DE-PS 21 07 850 shows a filter with a cylindrical filter body with embossed, in the axial or longitudinal direction over the circumference of the filter body extending grooves, see Figures 3 and 5. It is stated in relation to Figure 5, that after a preferred embodiment, the end (51) to be attached to the tobacco rod, whereby the groove are not open to the tobacco rod side but the mouth-side end.
  • This is an essential feature of the known filter, since ventilation air to enter the groove via an air-permeable shell and should reach from there to the mouth of the smoker. As a result, a dilution of the smoke with ventilation air and a reduction of the condensate content of the smoke can be achieved.
  • DE-OS 27 55 720 shows a filter with a cylindrical filter body, a corrugated envelope of air-permeable filter paper and a wrapper of air-permeable paper. Between the two sheaths are channels or grooves educated. This filter body is attached to a cigarette by a ring mouthpiece or tipping paper on a tobacco rod.
  • DE 31 43 964 A1 shows a similar cigarette filter with a smoke-impermeable enclosure of the filter body and with an axially extending through the filter body, central tube, which is in flow communication with the opening in the grooves. This should be the from the tobacco rod emerging smoke are divided into two parts. One part flows over the central tube and the other part flows through the filter material.
  • DE 30 48 905 A1 discloses a cigarette filter with an airtight envelope for the filter core and with grooves in the circumference of the filter core, which extend over the entire length of the filter core. This filter is easier to manufacture because there is no need to change the production direction.
  • a filter for tobacco smoke in the periphery of grooves are arranged, which are generated by a corrugated material around the actual filter.
  • the envelope of the filter core is impermeable to smoke, the grooves being open at at least one end of the filter, the tipping paper is impermeable to smoke and has ventilation openings.
  • This filter element should be versatile and flexible usable.
  • GB 2 089 641 A shows a filter for a cigarette having a central, hollow tube extending into the filter material from one end of the filter.
  • the filter core is surrounded by a non-porous sheath, and the filter body and the sheath have at least one groove extending longitudinally from one end of the filter body. This is intended to achieve a normal pressure drop across the cigarette for a low to moderate efficiency filter.
  • GB 2 136 669 A shows a cigarette filter with a filter body which is surrounded by a smoke-permeable material.
  • the filter has longitudinal corrugations that form grooves outside the smoke-permeable enclosure which are open at one end of the filter and extend longitudinally from that end to the other end, but not the entire length of the filter body.
  • the serving carries Means, namely a coating rendering it impermeable to smoke over an area extending only partially over the length of the grooves and separating from the associated end of the filter a corrugated area of the enclosure which is smoke permeable.
  • GB 2 095 093 A discloses a filter comprising a filter body having a non-porous sheath and grooves extending from one end of the filter a certain distance towards the other end of the filter.
  • the grooves may be open to the atmosphere and oriented to extend to the mouth end of the filter or to the tobacco end of the filter. Also, the alternating arrangement of grooves that begin at the mouth end and the tobacco end is possible.
  • the filter is fastened to the tobacco rod by a narrow strip of material in order to prevent disturbance of the access of the ventilation openings to the grooves.
  • US-A-3,752,165 shows a filter for a smokable article with a filter body surrounded by a thin, porous wrapping paper. Multiple grooves are formed in the wrapping paper and in the filter material at one end of the filter. The grooves extend from one end of the filter to a position just before the opposite end and are surrounded by a smoke-impermeable tipping paper. The grooves extend from one end of the filter to a location spaced from the other end. This filter is intended to achieve high efficiency for the removal of the condensate from the tobacco smoke at an acceptable pressure drop.
  • a filter with a filter body in the periphery of grooves are arranged, which extend from the tobacco-side end of the filter to a point in front of the mouth-side end of the filter.
  • the grooves are formed in a rigid plastic envelope surrounding the filter material. At one end everyone Groove is provided an opening which allows a connection to the filter material. A filter ventilation is not provided.
  • This filter is highly resistant to crushing so that the or each groove can remain open throughout the smoking of the smokable article.
  • the filter achieves a nearly uniform release of particulate matter per train by a relatively steady increase in filter efficiency.
  • US-A-3,596,663 shows a filter for a smokable article having a filter body with grooves whose length is not defined.
  • the filter wrapper and tipping paper are each porous or perforated.
  • the air-permeable envelope has a wave shape to increase its air-permeable surface area and thereby facilitate the conduction of the air admitted by the ventilated tipping paper to the filter material of the filter body. This is to provide a vented filter that significantly reduces the restriction of air passage to the filter media.
  • cigarette filters have been provided with grooves which, depending on the position and the length of the grooves as well as the porosity or ventilation of the tipping paper / filter wrapping paper, permit the different guidance of smoke and / or air. Thinning of the smoke, turbulence of the smoke in the mouth, separate ventilation and smoke control, as well as some other effects can be achieved.
  • the invention has for its object to provide a filter for a smokable article, in particular a cigarette, which allows an effective, in particular adjustable reduction of the CO content compared to other ingredients such as condensate / nicotine of the smoke.
  • the advantages achieved by the invention are based on the fact that the filter design defined here reduces the CO content of the smoke very effectively, but hardly influences the condensate content. This filter therefore offers the possibility of influencing the CO / condensate ratio and ultimately determining it.
  • the ventilation air flows when smoking the cigarette through the grooves in the direction of tobacco rod and from there back through the filter into the mouth of the smoker.
  • a filter wrapping paper can be used which is inherently porous or ventilated, that is, provided with ventilation openings. Then, part of the ventilation air flows through this flow path, that is through the permeable filter wrapping paper, into the filter and to the smoker's mouth.
  • This proportion can be adjusted by appropriate adjustment of the inherent or artificial porosity of the Filter wrapping papers are regulated, which in turn can be influenced on the ratio CO / condensate.
  • two to ten grooves are provided because the use of only a single groove results in a very asymmetric distribution of the ventilation air in the smoke, which could affect the smoking pleasure. More than ten grooves are very expensive to manufacture and also leave little room for sufficient flow cross sections of the individual grooves. Good results were achieved with four grooves.
  • the grooves have a V-shaped, or but, more preferably U-shaped cross-section, as this has manufacturing and fluidic advantages.
  • filter material all conventional filter materials used in question, wherein one or more of these materials can be used.
  • additives such as activated carbon or flavored additives is possible.
  • a conventional filter tow of cellulose acetate is used.
  • the grooves extend for less than 80% of the length of the filter, with good results being achieved at about 60%.
  • the groove depth should be in the range of 1 to 2 mm, preferably about 1.5 mm, resulting in suitable flow volumes.
  • the width of the grooves measured at the periphery of the filter should be between 1 and 3 mm, preferably between 1.5 and 2.5 mm.
  • the tipping paper used to attach the filter to the tobacco rod may be of conventional construction, provided that it allows for ventilation. This can be done either by using a porous, so inherently air-permeable tipping paper or by the mechanical, electrostatic or laser-generated generation of ventilation openings.
  • FIG 1 shows a perspective view of a portion of a generally indicated by the reference numeral 10 filter cigarette with a conventional tobacco rod 12 and attached to one end of the tobacco rod 12 filter element 14.
  • the filter element 14 consists of a cylindrical filter body 16 of filter tow of cellulose acetate, the is homogeneously distributed over the entire volume of the filter body 14. So there are no flow openings, pipes, etc. provided in the filter body 14.
  • the filter body 14 with the filter mass 16 is surrounded by a filter wrapping paper 18, which may be impermeable to air, depending on requirements, in particular taking into account the desired tobacco taste, inherently porous and / or provided with ventilation openings.
  • grooves 20 are impressed, in the illustrated embodiment, four grooves 20 which are distributed symmetrically over the circumference of the filter body 14.
  • the grooves 20 extend to the tobacco rod side end of the filter 14 and are open there, so that a flow connection between the grooves 20 and the tobacco rod 12 is.
  • the grooves 20 extend over the circumference of the filter body 16 in the axial direction and terminate in a fluidically sufficient distance before the mouth end of the filter 14, ie at a distance in which neither air nor smoke from the grooves 20 directly to the mouth end of the filter body 14 can get.
  • the axial length of the grooves 20 should be less than 80% of the length of the filter body 14. About 60% is preferred.
  • the grooves 20 have in cross-section U-shape, a depth of about 1.5 mm and at the periphery a width of about 2 mm.
  • the filter body 14 is surrounded in the usual way by a tipping paper 22, which is provided in the illustrated embodiment with two circumferential parallel rows of ventilation openings 24. Also, more or less rows of ventilation openings 24 may be provided, or the tipping paper 22 may be inherently porous. It only has to be ensured that the porosity or the number and size of the ventilation openings 22 ensure a desired degree of ventilation.
  • the ventilation air flows when smoking the cigarette through the ventilation openings 24 in the grooves 20 and then in the grooves 20 in the direction of tobacco rod, where the direction is reversed and the ventilation air now together with the smoke from the tobacco rod 12th flows through the filter body 16 into the mouth of the smoker.
  • the filter wrapping paper is permeable to air, ie inherently porous or provided with ventilation openings
  • a regulatable proportion of the ventilation air flows through this flow path, ie through the air-permeable areas of the filter wrapping paper, into the filter and to the smoker's mouth.
  • the dilution of the smoke by the ventilation air can be set in two places, namely once on the ventilation 24 of the lining paper 22 and on the other via the ventilation air, which enters the filter material 16 directly via the grooves 20.
  • short grooves can be embossed only open to the mouth side of the filter 14, which have no function in terms of flow, since they are not connected to the ventilation zone 24, but only the smoker the presence of grooves in the Show filter 14.
  • Figure 2 shows a graph of the effect of filter ventilation on the CO / condensate ratio in a conventional filter-tow filter of cellulose acetate, an airtight type according to the present invention
  • the ventilation of the filter 14 was varied, from the filter ventilation 0 to a maximum degree of ventilation of 70%.
  • the full circles indicate the measured values for a conventional filter of monoacetate filter tow without grooves, while the squares describe the measured values for a filter 14 according to the invention with the construction explained above and otherwise the same dimensions as the comparison filters.
  • the filter 14 according to the invention reduces the CO content of the smoke and thus the ratio CO / condensate from about 1.4 to about 0.7, while by ventilation alone, ie without the use of grooves, the ratio CO / Condensate can only be lowered to about 1.12.

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Filter für einen rauchbaren Artikel, insbesondere für eine Zigarette, wobei in den Umfang des Filters Rillen eingedrückt sind. Solche Filter sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
  • So geht aus der DE 33 04 763 A1 ein Zigarettenfilter mit einem zylindrischen Filterkörper, mit einer luftdurchlässigen Umhüllung für den Filterkörper und mit in den Umfang des Filterkörpers eingedrückten Rillen hervor, die sich, ausgehend vom mundseitigen Ende des Filters, über einen Teil der Filterlänge erstrecken. Der zylindrische Filterkörper und damit auch die Rillen werden durch ein luftdurchlässiges Belagpapier, das mit Ventilationsöffnungen versehen ist, an dem Tabakstrang angebracht. Dieser Filter soll einen unkomplizierten Aufbau haben und einen im Wesentlichen normalen Druckabfall über die Zigarette erreichen.
  • Aus der DE 30 11 959 C2 geht ein Zigarettenfilter mit einem ähnlichen Aufbau hervor, wobei jedoch die Umfangsfläche des Filterkörpers einschließlich der Wände der Rillen undurchlässig ausgebildet sind. Auch hier sind die Rillen zum mundseitigen Ende des Filterkörpers hin offen. In den Figuren 2, 3 und 5 werden Ausführungsformen gezeigt, bei denen zusätzlich noch tabakseitig offene Rillen vorgesehen sind.
  • Durch diesen Filter soll bei Beibehaltung der hohen Verminderung der unerwünschten Rauchinhaltstoffe und der guten Verarbeitbarkeit auf üblichen Zigarettenmaschinen eine intensive, nach Tabak schmeckende Zigarette entstehen.
  • Die DE 36 01 959 A zeigt eine weitere Modifikation eines solchen Filters, bei dem ebenfalls die Rillen zum mundseitigen Ende des Filters hin offen sind. Außerdem ist wenigstens eine Perforation im Bereich der Rillen zum Einleiten von Luft durch die Umhüllung in den Filterkörper vorgesehen. Dadurch soll ein Filter mit einer verbesserten Lufteinleitung in den Filterstab bereitgestellt werden.
  • Dazu trägt eine Umhüllung aus undurchlässigem Material bei, die einen luftdurchlässigen Bereich aufweist. Das Belagpapier ist undurchlässig, jedoch mit Ventilationsöffnungen versehen.
  • Weiterhin zeigt die DE-PS 21 07 850 einen Filter mit einem zylindrischen Filterkörper mit eingeprägten, sich in axialer bzw. Längsrichtung über den Umfang des Filterkörpers erstreckenden Rillen, siehe Figuren 3 und 5. Dabei wird in Bezug auf Figur 5 ausgesagt, dass nach einer bevorzugten Ausführungsform das Ende (51) am Tabakstrang befestigt werden soll, wodurch die Rille nicht zum tabakstrangseitigen sondern zum mundseitigen Ende hin offen sind. Dies ist ein wesentliches Merkmal des bekannten Filters, da Ventilationsluft über eine luftdurchlässige Hülle in die Rille eintreten und von dort zum Munde des Rauchers gelangen soll. Dadurch kann eine Verdünnung des Rauches mit Ventilationsluft und eine Reduktion des Kondensatgehaltes des Rauches erreicht werden.
  • Die DE-OS 27 55 720 zeigt einen Filter mit einem zylindrischen Filterkörper, einer gewellten Umhüllung aus luftdurchlässigem Filterpapier und einer Umhüllung aus luftdurchlässigem Papier. Zwischen den beiden Umhüllungen sind Kanäle oder Rillen ausgebildet. Dieser Filterkörper wird durch ein Ringmundstück oder ein Belagpapier an einem Tabakstrang an einer Zigarette befestigt.
  • Durch den bekannten Filter mit der zusätzlichen Umhüllung zwischen dem Belagpapier und den Kanälen bzw. Rillen soll auch eine Verringerung des CO-Gehaltes des Rauches erreicht werden. Die erzielte Verringerung liegt in den meisten Fällen in der Größenordnung von etwa 20% und nur in einem Fall bei etwa 50%.
  • Aus der DE 31 43 965 C2 geht ein Zigarettenfilter mit Rillen hervor, die weder zum Tabak noch zum Mundende hin offen sind, sich also nur über die Mitte des Filterkörpers erstrecken. Jede Rille ist mit einer Öffnung versehen, so dass Belüftungsluft in Längsrichtung des Filterstabes in Richtung auf das Mundende gelenkt wird. Dadurch soll auf einfache Weise Außenluft mit hoher Geschwindigkeit in den Zigarettenfilter eingeführt werden, ohne dass die Gefahr des Verschließens durch Lippendruck bzw. Druckabfall besteht.
  • Die DE 31 43 964 A1 zeigt einen ähnlichen Zigarettenfilter mit einer rauchundurchlässigen Umhüllung des Filterkörpers und mit einem sich axial durch den Filterkörper erstreckenden, zentralen Rohr, das in Strömungsverbindung mit der Öffnung in den Rillen steht. Dadurch soll der aus dem Tabakstrang austretende Rauch in zwei Teile aufgeteilt werden. Ein Teil strömt über das zentrale Rohr, und der andere Teil strömt durch das Filtermaterial.
  • Weiterhin geht aus der DE 30 48 905 A1 ein Zigarettenfilter mit einer luftundurchlässigen Umhüllung für den Filterkern und mit Rillen in dem Umfang des Filterkerns hervor, die sich über die ganze Länge des Filterkerns erstrecken. Dieser Filter lässt sich leichter herstellen, da eine Produktionsrichtungsänderung entfällt.
  • Aus der DE 32 25 091 C2 ist ein Filter für Tabakrauch bekannt, in dessen Umfang Rillen angeordnet sind, die durch ein gewelltes Material um den eigentlichen Filter erzeugt werden. Die Umhüllung des Filterkerns ist rauchundurchlässig, wobei die Rillen an mindestens einem Ende des Filters offen sind, das Belagpapier ist rauchundurchlässig und weist Ventilationsöffnungen auf. Dieses Filterelement soll vielseitig und flexibel verwendbar sein.
  • Die GB 2 089 641 A zeigt einen Filter für eine Zigarette mit einem zentralen, hohlen Rohr, das sich von einem Ende des Filters aus in das Filtermaterial hinein erstreckt. Der Filterkern ist von einer nicht-porösen Umhüllung umgeben, und der Filterkörper und die Umhüllung haben wenigstens eine Rille, die sich longitudinal von einem Ende des Filterkörpers erstreckt. Dadurch soll ein normaler Druckabfall über die Zigarette für einen Filter mit niedrigem bis mäßigem Wirkungsgrad erreicht werden.
  • Weiterhin zeigt die GB 2 136 669 A einen Zigarettenfilter mit einem Filterkörper, der von einem rauchdurchlässigen Material umgeben ist. Der Filter hat longitudinale Wellungen, die außerhalb der rauchdurchlässigen Umhüllung Rillen bilden, die an einem Ende des Filters offen sind und sich in Längsrichtung von diesem Ende zu dem anderen Ende hin erstrecken, jedoch nicht über die gesamte Länge des Filterkörpers. Die Umhüllung trägt Mittel, nämlich eine Beschichtung, die sie über einen Bereich, der sich nur teilweise über die Länge der Rillen erstreckt, rauchundurchlässig machen und von dem zugehörigen Ende des Filters einen gewellten Bereich der Umhüllung abtrennen, der rauchdurchlässig ist.
  • Weiterhin geht aus der GB 2 095 093 A ein Filter mit einem Filterkörper mit einer nicht-porösen Umhüllung und mit Rillen hervor, die sich von einem Ende des Filters aus eine bestimmte Strecke in Richtung auf das andere Ende des Filters erstrecken. Die Rillen können zur Atmosphäre hin offen und so ausgerichtet sein, dass sie sich bis zum Mundende des Filters oder zum Tabakende des Filters erstrecken. Auch die abwechselnde Anordnung von Rillen, die am mundseitigen Ende und am tabakseitigen Ende beginnen, ist möglich. Der Filter wird durch einen schmalen Materialstreifen am Tabakstrang befestigt, um eine Störung des Zutritts der Ventilationsöffnungen zu den Rillen auszuschließen.
  • Außerdem zeigt die US-A-3,752,165 einen Filter für einen rauchbaren Artikel mit einem Filterkörper, der von einem dünnen, porösen Umhüllungspapier umgeben ist. Mehrere Rillen sind in das Umhüllungspapier und in das Filtermaterial an einem Ende des Filters eingeformt. Die Rillen erstrecken sich von einem Ende des Filters zu einer Stelle kurz vor dem gegenüberliegenden Ende und sind durch ein rauchundurchlässiges Belagpapier umgeben. Die Rillen erstrecken sich von einem Ende des Filters zu einer Stelle, die im Abstand zu dem anderen Ende liegt. Durch diesen Filter soll ein hoher Wirkungsgrad für die Entfernung des Kondensats aus dem Tabakrauch bei einem akzeptablen Druckabfall erreicht werden.
  • Weiterhin ist aus der US-A-3,910,288 ein Filter mit einem Filterkörper bekannt, in dessen Umfang Rillen angeordnet sind, die sich vom tabakseitigen Ende des Filters bis zu einer Stelle vor dem mundseitigen Ende des Filters erstrecken. Die Rillen sind in einer steifen KunststoffUmhüllung ausgebildet, die das Filtermaterial umgibt. An einem Ende jeder Rille ist eine Öffnung vorgesehen, die eine Verbindung zum Filtermaterial ermöglicht. Eine Filterventilation ist nicht vorgesehen.
  • Dieser Filter ist sehr widerstandsfähig gegen Zerdrücken, so dass die bzw. jede Rille während des gesamten Abrauchens des rauchbaren Artikels offen bleiben kann. Durch die graduelle Änderung des Rauchanteils, der durch die Rille strömt, von einem vorher definierten Wert bis zu dem Wert 0 erreicht der Filter eine nahezu gleichförmige Abgabe von teilchenförmigem Material pro Zug durch eine relativ stetige Erhöhung des Filter-Wirkungsgrades.
  • Schließlich zeigt die US-A-3,596,663 einen Filter für einen rauchbaren Artikel mit einem Filterkörper mit Rillen, deren Länge nicht definiert ist. Die Filterumhüllung und das Belagpapier sind jeweils porös bzw. mit Perforationen versehen.
  • Die luftdurchlässige Umhüllung hat Wellenform, um seinen luftdurchlässigen Oberflächenbereich zu erhöhen und damit die Leitung der Luft zu vereinfachen, die durch das ventilierte Belagpapier zu dem Filtermaterial des Filterkörpers zugelassen wird. Dadurch soll ein ventilierter Filter geschaffen werden, der die Beschränkung des Luftdurchgangs zu dem Filtermedium signifikant verringert.
  • Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass seit vielen Jahren Zigarettenfilter mit Rillen versehen werden, die abhängig von der Lage und der Länge der Rillen sowie der Porosität bzw. Ventilation des Belagpapiers/Filterumhüllungspapier die unterschiedliche Führung von Rauch und/oder Luft erlauben. Dabei können eine Verdünnung des Rauchs, eine Verwirbelung des Rauchs im Mundraum, die getrennte Führung von Ventilationsluft und Rauch sowie noch einige andere Effekte erzielt werden.
  • In den letzten Jahren hat ein Rauchbestandteil die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, nämlich Kohlenmonoxid (CO), für den noch kein wirksamer, kostengünstiger Filter bekannt ist. Insbesondere in Hinblick auf die neuen gesetzlichen Regelungen, die eine Höchst-CO-Menge im Tabakrauch einer Zigarette vorschreiben, wird deshalb nach Mitteln gesucht, den CO-Gehalt des Rauches unter einen vorgegebenen Maximalwert zu reduzieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter für einen rauchbaren Artikel, insbesondere eine Zigarette, zu schaffen, der eine wirksame, insbesondere einstellbare Verringerung des CO-Gehaltes im Vergleich zu anderen Inhaltsstoffen wie Kondensat/Nikotin des Rauches ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
  • Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, dass die hier definierte Filterausgestaltung den CO-Gehalt des Rauches sehr effektiv reduziert, dabei jedoch den Kondensat-Gehalt kaum beeinflusst. Dieser Filter bietet deshalb die Möglichkeit, das Verhältnis CO/Kondensat zu beeinflussen und damit letztendlich zu bestimmen.
  • Wird bei dem erfindungsgemäßen Filter ein Filterumhüllungspapier verwendet, das luftundurchlässig ist, so fließt die Ventilationsluft beim Rauchen der Zigarette über die Rillen in Richtung Tabakstrang und von dort zurück durch den Filter in den Mund des Rauchers.
  • Als Alternative hierzu kann auch ein Filterumhüllungspapier eingesetzt werden, das inhärent porös oder ventiliert, also mit Ventilationsöffnungen versehen ist. Dann fließt ein Teil der Ventilationsluft durch diesen Strömungspfad, also durch das durchlässige Filterumhüllungspapier, in den Filter und zum Mund des Rauchers. Dieser Anteil kann durch entsprechende Einstellung der inhärenten oder künstlichen Porosität des Filterumhüllungspapiers reguliert werden, womit wiederum Einfluss auf das Verhältnis CO/Kondensat genommen werden kann.
  • Versuche haben gezeigt, dass das erzielbare Verhältnis CO/Kondensat sich in Abhängigkeit von der Filterventilation ändert, d.h., durch Erhöhung der Filterventilation kann das Verhältnis CO/Kondensat verringert werden, wodurch sich eine weitere Stellgröße für das Verhältnis CO/Kondensat ergibt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei bis zehn Rillen vorgesehen, da die Verwendung nur einer einzigen Rille zu einer sehr asymmetrischen Verteilung der Ventilationsluft im Rauch führt, die den Rauchgenuss beeinträchtigen könnte. Mehr als zehn Rillen sind in der Herstellung sehr aufwendig und lassen auch kaum Platz für ausreichende Strömungsquerschnitte der einzelnen Rillen. Gute Ergebnisse wurden mit vier Rillen erreicht.
  • Die Rillen haben einen V-förmigen, oder aber, besonders bevorzugt U-förmigen Querschnitt, da dies fertigungs- und strömungstechnische Vorteile hat.
  • Als Filtermaterial kommen alle herkömmlichen verwendeten Filtermaterialien in Frage, wobei eins oder mehrere dieser Materialien eingesetzt werden können. Auch der Zusatz von Additiven wie Aktivkohle oder geschmacksveränderte Zusätze ist möglich. Bevorzugt wird ein konventionelles Filter-Tow aus Celluloseacetat verwendet.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Rillen über weniger als 80 % der Länge des Filters, wobei gute Ergebnisse mit etwa 60 % erzielt wurden.
  • Die Rillen-Tiefe sollte im Bereich von 1 bis 2 mm, bevorzugt bei etwa 1,5 mm liegen, wodurch sich geeignete Strömungsvolumina ergeben.
  • Unter Berücksichtigung dieses Gesichtspunktes sollte die Breite der Rillen, am Umfang des Filters gemessen, zwischen 1 und 3 mm liegen, bevorzugt zwischen 1,5 und 2,5 mm.
  • Das zur Befestigung des Filters an dem Tabakstrang dienende Belagpapier kann einen üblichen Aufbau haben, vorausgesetzt, es lässt eine Ventilation zu. Dies kann entweder durch Verwendung eines porösen, also inhärent luftdurchlässigen Belagpapiers oder durch die mechanische, elektrostatische oder durch Laserstrahlen hergestellte Erzeugung von Ventilationsöffnungen geschehen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines an einen Tabakstrang angesetzten Filters mit teilweise abgewickeltem Belagpapier; und
    Figur 2
    eine Kurvendarstellung des Verhältnisses CO/Kondensat in Abhängigkeit von der Filterventilation für einen erfindungsgemäßen und einen Vergleichsfilter.
  • Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeuteten Filterzigarette mit einem üblichen Tabakstrang 12 und einem an ein Ende des Tabakstrangs 12 angesetzten Filterelement 14. Das Filterelement 14 besteht aus einem zylindrischen Filterkörper 16 aus Filter-Tow aus Celluloseacetat, das homogen über das gesamte Volumen des Filterkörpers 14 verteilt ist. Es sind also keine Strömungsöffnungen, Rohre etc. in dem Filterkörper 14 vorgesehen.
  • Der Filterkörper 14 mit der Filtermasse 16 ist von einem Filterumhüllungspapier 18 umgeben, das je nach Anforderungen, also insbesondere unter Berücksichtigung des angestrebten Tabakgeschmacks luftundurchlässig, inhärent porös und/oder mit Ventilationsöffnungen versehen sein kann.
  • In den Umfang des Filterkörpers 14 sind Rillen 20 eingeprägt, bei der dargestellten Ausführungsform vier Rillen 20, die symmetrisch über den Umfang des Filterkörpers 14 verteilt sind. Die Rillen 20 erstrecken sich bis zum tabakstrangseitigen Ende des Filters 14 und sind dort offen, so dass eine Strömungsverbindung zwischen den Rillen 20 und dem Tabakstrang 12 besteht.
  • Die Rillen 20 verlaufen über den Umfang des Filterkörpers 16 in axialer Richtung und enden in einem strömungstechnisch ausreichenden Abstand vor dem mundseitigen Ende des Filters 14, also in einem Abstand, in dem weder Luft noch Rauch aus den Rillen 20 direkt zu dem mundseitigen Ende des Filterkörpers 14 gelangen kann.
  • Untersuchungen haben gezeigt, dass die axiale Länge der Rillen 20 weniger als 80 % der Länge des Filterkörpers 14 betragen sollte. Bevorzugt werden etwa 60 %.
  • Die Rillen 20 haben im Querschnitt U-Form, eine Tiefe von etwa 1,5 mm und am Umfang eine Breite von etwa 2 mm.
  • Der Filterkörper 14 wird in der üblichen Weise von einem Belagpapier 22 umgeben, das bei der dargestellten Ausführungsform mit zwei umlaufenden parallelen Reihen von Ventilationsöffnungen 24 versehen ist. Es können auch mehr oder weniger Reihen von Ventilationsöffnungen 24 vorgesehen werden, oder das Belagpapier 22 kann inhärent porös sein. Es muss nur gewährleistet werden, dass die Porosität bzw. die Zahl und Größe der Ventilationsöffnungen 22 einen angestrebten Ventilationsgrad gewährleisten.
  • Für die Ausgestaltung des Filterumhüllungspapiers 18 gibt es zwei prinzipielle Möglichkeiten, nämlich die Verwendung eines luftundurchlässigen Papiers oder eines luftdurchlässigen Papiers.
  • Bei Verwendung eines luftundurchlässigen Papiers als Filterumhüllungspapier 18 fließt die Ventilationsluft beim Rauchen der Zigarette durch die Ventilationsöffnungen 24 in die Rillen 20 und dann in den Rillen 20 in Richtung Tabakstrang, wo die Richtung umgekehrt wird und die Ventilationsluft nun zusammen mit dem Rauch von dem Tabakstrang 12 durch den Filterkörper 16 in den Mund des Rauchers fließt.
  • Ist das Filterumhüllungspapier luftdurchlässig, also inhärent porös oder mit Ventilationsöffnungen versehen, so fließt ein regulierbarer Anteil der Ventilationsluft durch diesen Strömungspfad, also durch die luftdurchlässigen Stellen des Filterumhüllungspapiers, in den Filter und zum Mund des Rauchers. Auf diese Weise lässt sich die Verdünnung des Rauches durch die Ventilationsluft an zwei Stellen einstellen, nämlich einmal an der Ventilation 24 des Belagpapiers 22 und zum anderen über die Ventilationsluft, die direkt über die Rillen 20 in das Filtermaterial 16 eintritt.
  • Falls erforderlich, können in die Außenfläche des Belagpapiers 22 weitere, kurze Rillen nur offen zur Mundseite des Filters 14 eingeprägt sein, die strömungstechnisch keine Funktion haben, da sie nicht mit der Ventilationszone 24 verbunden sind, sondern nur dem Raucher das Vorhandensein von Rillen in dem Filter 14 anzeigen.
  • Figur 2 zeigt ein Kurvendiagramm der Wirkung der Filterventilation auf das CO/Kondensat-Verhältnis bei einem erfindungsgemäßen Filter aus konventionellem Filter-Tow aus Celluloseacetat, einem luftundurchlässigen Filterumhüllungspapier und vier Rillen 20 mit den obigen Abmessungen, die symmetrisch über den Umfang des Filterkörpers 16 verteilt sind und sich, ausgehend von dem tabakseitigen Ende, über 60 % der Länge des Filters 14 erstrecken.
  • In Versuchen wurde die Ventilation des Filters 14 variiert, und zwar von der Filterventilation 0 auf einen maximalen Ventilationsgrad von 70 %.
  • In der Figur geben die vollen Kreise die Messwerte für einen üblichen Filter aus Monoacetat-Filter-Tow ohne Rillen an, während die Quadrate die Messwerte für einen erfindungsgemäßen Filter 14 mit dem oben erläuterten Aufbau und sonst den gleichen Abmessungen wie der Vergleichsfilter beschreiben.
  • Man kann sehr gut erkennen, dass der erfindungsgemäße Filter 14 den CO-Gehalt des Rauches und damit das Verhältnis CO/Kondensat von etwa 1,4 auf etwa 0,7 verringert, während durch Ventilation allein, also ohne Verwendung von Rillen, das Verhältnis CO/Kondensat nur auf etwa 1,12 abgesenkt werden kann.
  • Damit lässt sich mit dem erfindungsgemäßem Filter 14 durch entsprechende Auswahl eines geeigneten Ventilationsgrades für das Belagpapier 22 der CO-Gehalt des Rauches unter die Grenzwerte drücken, die von den neuen Bestimmungen vorgegeben werden.

Claims (17)

  1. Filter für einen rauchbaren Artikel, insbesondere eine Zigarette,
    a) mit einem zylindrischen Filterkörper (16) aus mindestens einem Filtermaterial,
    b) mit einem Umhüllungspapier (18) für den Filterkörper (16),
    c) mit in das Umhüllungspapier (18) eingeprägten, sich in axialer Richtung über den Umfang des Filterkörpers (16) erstreckenden Rillen (20), und
    d) mit einem Belagpapier für die Verbindung des Filterkörpers (16) mit einem Tabakstrang (12),
    wobei
    e) alle Rillen (20) zur Seite des Tabakstrangs (12) hin offen sind und sich kontinuierlich nur über einen Teil der Länge des Filterkörpers (16), also nicht bis zum mundseitigen Ende des Filterkörpers (16), erstrecken, dass
    f) alle Rillen (20) von dem ventiliertem Bereich des Belagpapiers (22) abgedeckt sind, und dass
    g) sich die Rillen (20) über maximal 80% der Länge des Filterkörpers (16) erstrecken.
  2. Filterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Rillen (20) etwa 40 bis 70 %, insbesondere etwa 55 bis 65 % der Länge des Filterkörpers (16) beträgt.
  3. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bis zehn Rillen (20) vorgesehen sind.
  4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis fünf Rillen, insbesondere vier Rillen vorgesehen sind.
  5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (20) symmetrisch über den Umfang des Filterkörpers (16) verteilt sind.
  6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (20) V-Form oder U-Form haben.
  7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen eine Tiefe von 1 bis 2 mm haben.
  8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (20) am Umfang eine Breite von 1 bis 3 mm, insbesondere von 1,5 bis 2,5 mm haben.
  9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (16) aus Filter-Tow aus Celluloseacetat besteht.
  10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (16) Additive wie Aktivkohle oder geschmacksverändernde Zusätze enthält.
  11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterumhüllungspapier (18) luftundurchlässig ist.
  12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterumhüllungspapier porös und/oder mit Ventilationsöffnungen versehen ist.
  13. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Belagpapier (22) porös ist.
  14. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Belagpapier (22) mechanisch, elektrostatisch oder durch Laserstrahlen mit Ventilationsöffnungen (24) versehen ist.
  15. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilationsgrad des Belagpapiers (22) zwischen 30 und 80 %, insbesondere zwischen 40 und 70 %, liegt.
  16. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mundseite des Filterkörpers (16) zusätzliche, kurze Rillen als Angabe für die Existenz der Rillen (20) vorgesehen sind.
  17. Verwendung eines Filters (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Reduzierung des Verhältnisses CO/Kondensat in Abhängigkeit von der Filterventilation.
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