WO2023151997A1 - Filter element for mouthpieces, mouthpiece for use in smoking products or hnb products, and cigarette filter - Google Patents

Filter element for mouthpieces, mouthpiece for use in smoking products or hnb products, and cigarette filter Download PDF

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WO2023151997A1
WO2023151997A1 PCT/EP2023/052412 EP2023052412W WO2023151997A1 WO 2023151997 A1 WO2023151997 A1 WO 2023151997A1 EP 2023052412 W EP2023052412 W EP 2023052412W WO 2023151997 A1 WO2023151997 A1 WO 2023151997A1
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WO
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filter
filter element
cellulose acetate
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tow material
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PCT/EP2023/052412
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Eckart SCHÜTZ
Uwe SCHÄFFNER
Martin Moser
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Cerdia International GmbH
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    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/20—Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices

Definitions

  • the invention relates to a filter element for mouthpieces for use with smoking articles or HNB products and the use of such a filter element in mouthpieces for smoking articles or in cigarette filters or in mouthpieces for HNB products.
  • Tobacco products within the meaning of the present invention relate to classic tobacco products, in particular cigarettes, but also pipes and marijuana products and so-called heat-not-burn (HNB) products, vaping products and so-called hybrid products.
  • HNB heat-not-burn
  • mouthpieces for smoking products have different functions.
  • mouthpieces can serve as a filter device in order, for example, to extract harmful components from a flow of tobacco smoke, such as condensed substances, in particular tar, as well as particulate matter entrained in the flow of smoke.
  • This filter function is used in particular in classic tobacco applications.
  • a corresponding mouthpiece can be designed as an integral part of a cigarette or a cigarillo and thus form a "support" on the cigarette or on the cigarillo.
  • Another type of mouthpiece are replaceable devices, such as replaceable filter elements, that can be removed after use.
  • Such mouthpieces are accommodated in appropriate holders, for example in a cigarette holder or in a pipe mouthpiece.
  • a mouthpiece formed as an integral part of a cigarette is the cigarette filter.
  • the cigarette filter is intended to reduce the proportion of harmful substances such as condensate and gas in the cigarette smoke.
  • the filter makes the smoke milder or more pleasant for a large proportion of smokers.
  • the filter is wrapped in filter wrapping paper and is attached to the tobacco rod with what is known as tipping paper, with most industrially manufactured cigarettes being fitted with a filter.
  • filter materials have been used, particularly to reduce the levels of constituents in tobacco smoke before they reach the smoker's respiratory system.
  • a satisfactory filter must also be effective without undesirably impeding the passage of air or smoke through the filter such that excessive draft is required.
  • the filter material must not change the taste of the tobacco smoke by adding its own taste.
  • the present invention relates not only to filter materials for the classic tobacco applications described above, but in particular also to filter materials or filter elements for mouthpieces used in smoking products, these filter elements having other functions than just a filter function.
  • the materials required to form a mouthpiece for smoking articles must therefore be adapted and in particular adaptable to the physical properties of the smoke (temperature, flow profile, etc.) and to the chemical composition.
  • target parameters for both conventional cigarette filters and HNB products that can be set through a suitable choice and configuration of the mouthpiece materials or are to be fulfilled. This concerns in particular the following target parameters, which are briefly discussed below:
  • the filter rod hardness is an important target criterion for cigarette filters. It is usually given as the so-called Filtrona hardness.
  • the Filtrona hardness is determined by pressing a cylindrical rod of 12 mm diameter with its flat face vertically onto a horizontally positioned filter rod with a load of 300 g. The ratio of the compressed diameter to the initial diameter previously determined by the first contact gives the percentage of Filtrona hardness.
  • Filtrona hardness is only measured on a filter and not on the underlying filter (raw) material.
  • the triacetin sprayed on all cigarette filters affects the Filtrona hardness.
  • the minimum limit of the Filtrona hardness is around 88% and is based on market requirements.
  • the filter hardness of the cigarette filter can preferably be adjusted to about 88% to 95%, in particular about 90% to 93%.
  • the Filtrona hardness is essentially determined by the fiber weight per volume unit.
  • the filament titer has only a minor influence on the Filtrona hardness.
  • a higher Filtrona hardness is also achieved by using stronger filter wrapping paper or stronger tipping paper.
  • a tipping paper is a paper with which either several filter elements are coupled to one another, or filter elements are coupled to the tobacco rod.
  • increasing the Filtrona hardness by using a stronger filter wrapping paper or a stronger tipping paper has economic disadvantages as higher costs are expected with this approach.
  • the so-called “hot collapse”, in which the filter hardness decreases during smoking, is associated with the Filtrona hardness. This can occur in particular if the filter of a classic cigarette is heated up during one of the last puffs in the presence of moisture. This also applies to HNB products this undesirable effect can occur.
  • the mouthpiece material should also show a previously defined or definable filtration performance.
  • the filtration performance with regard to condensed matter droplets, particles, also known as condensate or tar, is of interest for conventional tobacco products and HNB products, since a large number of substances with negative health relevance can be found in the condensed matter.
  • the filtration performance is selected (along with other influencing factors such as tobacco blend, ventilation, etc.) in order to set the "delivery” of the cigarette (content of smoke constituents in the mainstream smoke).
  • the "delivery” has an upper limit set by statutory provisions. Below the legal limit, the "delivery” can be adjusted to consumer preferences.
  • HNB products there is much less condensed matter with negative health relevance in the aerosol than with conventional products.
  • desired substances such as taste-forming substances and nicotine
  • the aim here is to select the lowest possible filtration performance, which, however, must not drop to zero.
  • the filter (in addition to setting the "delivery") is used to set the draw resistance of the cigarette.
  • the draw resistance contribution of the mouth-side filter (mouthpiece) should tend to be as low as possible, since the other components of the HBN device, in particular the heated tobacco portion and the device, already have a high draw resistance contribution.
  • a low draw resistance of the filter (mouthpiece) leads to degrees of freedom in the remaining components of the HBN device, which is desirable.
  • draw resistance and filtration performance are closely linked. Both can be reduced in a number of ways, but this often negatively affects other parameters.
  • draw resistance and filtration performance can be reduced by reducing the filter length.
  • the filter length becomes smaller than the filter diameter, the processability becomes problematic.
  • a shorter filter also leads to a shorter cooling distance, which is problematic for the heat balance.
  • the draw resistance and the filtration performance can be reduced by reducing the fiber weight in the filter material per volume fraction and/or the total titer.
  • this has the disadvantage that the Filtrona hardness decreases and, under certain circumstances, the minimum hardness can no longer be achieved.
  • the draw resistance and the filtration performance can be reduced by increasing the filament titer.
  • the filtration performance and the draw resistance decrease with increasing filament titre, which is desirable for HNB products compared to conventional products. Since, as explained above, the Filtrona hardness hardly depends on the filament titer, the hardness is not negatively influenced either.
  • the consumer prefers a mouthpiece with a flat, white cross-sectional area on the mouth side.
  • the target parameter "optics”
  • products that are shaped into a tube on the mouth side are also products that are shaped into a tube on the mouth side.
  • HNB filters which are usually made of cellulose acetate filaments, ensure optimal filtration of smoke ingredients
  • these filter materials can often only be used to a limited extent in other applications, especially in HNB products or e-cigarettes, since in these applications the filter materials or materials have to assume other functions for the mouthpiece.
  • HNB products as well as conventional smoking articles, generally have the disadvantage that the inhaled aerosol is taken up by the user at a high temperature. This is sometimes uncomfortable for the user.
  • the mouthpiece materials have the task of cooling the aerosol with the lowest possible filtration performance.
  • filter materials or materials for the mouthpiece must have a - compared to filter materials for King size cigarettes - offer reduced filtration performance and increased cooling and improved tactile properties (firm but not too harsh handle).
  • smoke/flavor when burned than with a king-size cigarette.
  • a low filtration performance is aimed for. If only the amount of filter material is reduced for this purpose, the filter hardness will eventually become insufficient.
  • Filters for slim or ultra-slim cigarettes with the same fiber density also have significantly higher draw resistance than king-size filters, which is generally not desirable.
  • 2,5-cellulose acetate is widely used in the production of filter rods for filter elements or cigarette filters. With regard to the discussion on smoking and health, it has been shown to have properties that should be emphasized in terms of specific retention phenomena.
  • a filter made of cellulose acetate filters harmful nitrosamines and phenols far more efficiently than condensate and nicotine.
  • the smoke flavor of the tobacco blend in combination with a filter element made of cellulose acetate rated the smoker as most comfortable.
  • Another advantage of a filter element made of cellulose 2.5 acetate that should not be underestimated is the optical homogeneity of the cut surfaces of the filter.
  • filter elements made of cellulose 2.5-acetate have some serious disadvantages: Draw resistance and filtration performance are clearly defined for filter rods due to physical design specifications.
  • the particle filtration or condensate retention of a conventional filter element made of cellulose 2,5-acetate is a function of the filament titer (fiber fineness), filter diameter, draw resistance and filter length.
  • Total titer and filament titer must therefore be reduced equally, with the result that the hardness of the filter element is drastically reduced, especially during smoking. This phenomenon is referred to by those skilled in the art as "hot collapse" and is considered fundamentally undesirable.
  • the present invention is based on the object of providing a filter element, in particular for so-called slim or ultra-slim cigarettes, ie cigarettes with a small diameter of, for example, 5.0 mm to 6.5 mm and increased cooling has a sufficient filter hardness. Furthermore, with the filter element, an adjustable draw resistance that is reduced in comparison to king-size filters should be realizable.
  • a filter element having the features of independent patent claim 1, advantageous developments of the filter element according to the invention being specified in the dependent claims.
  • the invention relates in particular to a filter element for mouthpieces for use with smoking articles or HNB products, the filter element having a filter body made from a tow material.
  • the tow material is formed by a large number of individual threads made from crosslinked and crimped cellulose acetate filaments, the cellulose acetate filaments having in particular a multilobal or polygonal and preferably Y-shaped cross-sectional geometry.
  • the filter element according to the invention is distinguished in particular by the fact that a special filament titre is selected for the cellulose acetate filaments of the tow material.
  • the filament denier is in a range of less than or equal to 10 denier and greater than or equal to 5 denier.
  • a relatively low total denier preferably a total denier in a range of less than or equal to 10,000 denier and greater than or equal to 5,000 denier, is selected for the tow material of the filter element according to the invention.
  • a filter element With the specifications relating to the relatively low filament titer, the relatively low total titer and the relatively low specific fiber weight of the cellulose acetate filaments (acetate weight), a filter element can be realized which has a filter performance as for the construction of Slim or ultra-slim cigarettes required, met without significant increase in draw resistance. With these parameters, the performance that can be achieved with the filter element and the range of applications can be significantly increased.
  • the cellulose acetate filaments of the tow material at least partially have a trilobal, i.e. three-armed star-shaped, cross-sectional shape.
  • a cross-sectional shape lends itself when the cellulose acetate filaments are to have the largest possible specific surface area in order—if this is desired, for example in classic cigarettes—to enable a high filtration capacity with simultaneous economical use of raw materials.
  • the tow material of the filter element according to the invention is formed from endless stuffer box crimped cellulose acetate filaments.
  • a solution of approx. 30% cellulose 2,5-acetate in acetone is pressed through spinnerets, the acetone is evaporated in a spinning shaft, a large number of cellulose acetate filaments (5,000 to 10,000) are combined into a ribbon and this is then stuffer box crimped.
  • the product is then dried, filled into storage bins and finally pressed into bales weighing between 300 and 600 kg.
  • the filter tow is removed from the bale and processed into filter rods on a filter rod machine.
  • the filter tow is stretched in a stretching device, provided with an additive that serves to bond the filaments and then, after forming a three-dimensional roving, it is fed into the format part with the help of an inlet funnel, where it is compressed transversely and axially, wrapped in paper and cut to the final length of the filter rods.
  • the additive applied to bond the filaments is usually a high-boiling solvent for cellulose acetate, such as glycerol triacetate (triacetin), which briefly dissolves the surface of the filaments after its application.
  • a relatively low filament titer, a relatively low total titer and an acetate weight of less than or equal to 2.5 mg per mm of filter element length can be selected for the tow material of the filter element on condensable components but still achieves a sufficient filter hardness while maintaining the low total titer.
  • the cellulose acetate filaments of the individual threads of the tow material are designed at least in regions as hollow and/or tubular cellulose acetate filaments.
  • Hollow or tubular cellulose acetate filaments are to be understood as meaning, in particular, preferably cylindrical filaments which, viewed in cross section, have one or more continuous cavities.
  • Such hollow fibers can be designed at least partially as multi-lumen hollow fibers.
  • tubular cellulose acetate filaments with one or more lumens are significantly more kink-resistant, which means that particularly high Filtrona hardnesses can be achieved without increased material compaction.
  • the filter element according to the invention has a filter body which can be at least partially based on cellulose acetate filaments which are at least partially designed as hollow cellulose acetate filaments, a low draw resistance and a low filtration performance can be realized since the filaments of the filter element, which are at least partially designed as hollow cellulose acetate filaments, have a small outer surface area in relation to the total fiber volume.
  • the filaments which are at least partially designed as hollow cellulose acetate filaments, particularly high Fi Itrona hardnesses can be realized with the filter element.
  • filter elements that are formed at least partially from hollow cellulose acetate filaments (hollow fibers) achieve the desired minimum Filtrona hardness with a lower fiber weight per unit volume.
  • the filter element according to the invention is based on cellulose acetate filaments
  • the filter element according to the invention is designed to form a uniform, white and flat mouth-side end face for a tobacco rod, for example a cigarette, and a selective filtration effect on phenols can also be implemented.
  • filter rods can be produced, in particular for cigarettes, which have properties relating to specific retention phenomena that are demonstrably to be emphasized with regard to the discussion regarding smoking and health.
  • a filter made of cellulose acetate filters harmful nitrosamines and phenols far more efficiently than condensate and nicotine.
  • smokers rated the smoke taste of today's common tobacco blends, such as "American Blend”, “German Blend” and “Virginia” in combination with a filter rod made of cellulose acetate as the most pleasant.
  • Another advantage of a filter rod made of cellulose acetate that should not be underestimated is due to the optical homogeneity of the cut surfaces of the filters.
  • the filter element according to the invention is at least partially formed from hollow cellulose acetate filaments as Serve filling material, the draw resistance and the filtration performance can be varied over a wide range in filter rods made from the material according to the invention.
  • a filter material which at least partially consists of hollow cellulose acetate filaments has an improved thermal cooling effect. It was found that by using hollow cellulose acetate filaments as filling material, a very low filter effect, i.e. retention effect, for the suspended matter and gases to be removed can still be achieved.
  • the filter element according to the invention also has the advantage that it enables a particularly adjustable cooling of a heated particle-laden gas (in particular aerosol) so that the temperature of the gas, aerosol or vapor taken up by the user of a smoking article or HNB product can be reduced in a targeted manner.
  • a particularly adjustable cooling of a heated particle-laden gas in particular aerosol
  • the desired cooling effect can be adapted specifically to the application.
  • the filtration-effective surface is not maximized because in the Tow material does not flow through the hollow cellulose acetate filaments.
  • the hollow cellulose acetate filaments can thus have kinks that close the lumen of the hollow cellulose acetate filaments without this having an impact on the performance of the filter and/or filling material according to the invention with regard to the set target parameters.
  • hollow cellulose acetate filaments designed as hollow fibers do not have to be hollow throughout, but can also be partially closed by kinks. They can also deviate from an ideal circular shape.
  • the hollow cellulose acetate filaments of the tow material serve on the one hand as carrier material and on the other hand as cooling material. Since the hollow cellulose acetate filaments also serve as a carrier material, particularly compact filter elements can be realized in which the dimensions of the smoking article do not have to be increased.
  • Fitrona hardness used herein means the filter hardness determined according to the Filtrona principle. With this principle, the filter hardness is determined by placing a cylindrical rod with a diameter of 12 mm with its flat end vertically on with a load of 300 g The ratio of the compressed diameter to the initial diameter determined by the first contact gives the percentage of Filtrona hardness.
  • the filter element or filter rod hardness is an important target criterion, particularly for cigarette filters. It is usually given as the stated Filtrona hardness. It should be noted here that the Filtrona hardness is only measured on a filter element, but not on the underlying filter (raw) material, i.e. the tow material.
  • the filtron hardness of a filter element is particularly influenced by the amount of triacetin that is/can be sprayed onto the filter element.
  • the minimum limit of the Filtrona hardness is around 88% and is based on market requirements.
  • the filtron hardness of the filter element can preferably be adjusted to about 88% to 95%, in particular about 90% to 93%.
  • the filter body is designed in particular as a filter rod and preferably has a diameter of between about 6 mm and about 4 mm and in particular a diameter of between about 5.5 mm and about 5.0 mm and preferably a diameter of about 5.35 mm, wherein the filter body is at least partially covered with a paper material or a paper-like material.
  • the Filtrona hardness of the filter element should preferably be greater than 85% and in particular greater than 90%.
  • the Filtrona hardness is determined in particular by the acetate weight, with the filament titre of the cellulose acetate filaments of the tow material having only a subordinate influence on the Filtrona hardness.
  • the filter body has an acetate weight which is at most 2.5 mg/mm of filter element length.
  • the filtrona hardness of the filter element can also be achieved by using a stronger filter wrapping paper or a stronger tipping paper.
  • a tipping paper is a paper with which either several filter elements are coupled to one another or a filter element is coupled to a tobacco rod.
  • increasing the filtrona hardness of the filter element by using a stronger filter wrapping paper or a stronger tipping paper has economic disadvantages, since higher costs are expected with this approach.
  • the degree of decrease in Filtrona hardness due to the "hot collapse” phenomenon can be significantly reduced if the starting material for the filter element according to the invention is a tow material with the mentioned low filament titer, the mentioned low total Titer and with the low acetate weight is used.
  • the tow material of the filter body of the filter element according to the invention preferably has a mass-related specific surface area in the range between 0.3 m 2 /g and 0.025 m 2 /g and in particular less than 0.15 m 2 /g.
  • the draw resistance and the filtration performance of the filter element according to the invention can thus be reduced without the length of the filter element being reduced.
  • relatively long filter elements can be realized, which allow a correspondingly long cooling section, which is advantageous for the heat balance, especially when using the filter element with HNB products.
  • the draw resistance and the filtration performance of the filter element can be increased without reducing the fiber weight in the filter element per volume fraction and/or without reducing the overall titers of the tow material are reduced.
  • This has the advantage that there is no decrease in the filtrona hardness of the filter element due to a reduction in the fiber weight in the filter element material per volume fraction and/or due to a reduction in the overall titer.
  • the cellulose acetate filaments of the tow material serving as the starting product for producing the filter element according to the invention are in particular cellulose 2,5-acetate, cellulose butyrate, cellulose acetobutyrate, cellulose acetopropionate and/or cellulose propionate filaments.
  • the cellulose acetate filaments have a degree of substitution of about 1.5 to 3.0, preferably about 2.2 to 2.6.
  • the softeners preferably used to plasticize the cellulose acetate fibers and applied to the fibers can be selected, for example, from the following groups: glycerol esters (particularly glycerol triacetate), ethylene and propylene carbonate, citric acid esters (particularly acetyl or triethyl citrate), glycose esters or diethylene glycol dibenzoate.
  • plasticizing agent and/or water-soluble tackifier to be used is well known to those skilled in the art. In general, there is a plasticizer and/or tackifier content of about 1 to 14% by weight, but in special cases the plasticizer content can easily exceed this range.
  • High-boiling solvents such as polyalkylene oxide, water-soluble esters or ethers, starch, starch derivatives, P-polyvinyl alcohols, polyvinyl ethers, P-polyvinyl acetates and/or polysaccharides, water-soluble polyamides and polyacrylates be applied to the individual threads of the tow material or to the tow material.
  • a residual crimp-related density value A is preferably at least 0.016 mg 2 /mm 6 with:
  • A p 2 - RS .
  • the residual crimp (RS) of the tow material of the filter body should not exceed the value of 3.0 and in particular the value of 2.75, with the residual crimp (RS) of the tow material preferably being between about 1.5 and about 2 .75 and in particular between 1.9 and 2.5.
  • the residual crimp is the ratio of the length of the end-crimp cellulose acetate filaments to the length of the filter element. Residual crimp is a characteristic of a given filter element.
  • a tow material for manufacturing a filter element for mouthpieces for use with smoking articles or HNB products the tow material being optimized in such a way that the filter elements made from the tow material have a performance that is as uniform as possible, especially with regard to filtration performance and filter hardness.
  • the cellulose acetate filaments of the tow material have a uniform filament titer that is in particular predetermined or can be determined.
  • This predetermined or determinable uniform filament denier is in particular in a range between 5 denier and 10 denier.
  • a coefficient of variation of the uniform filament titer should be no more than 0.1 and preferably no more than 0.05 to no more than 0.01.
  • the coefficient of variation of the uniform filament titer which can also be referred to as the deviation coefficient, is a statistical parameter and describes - in contrast to the variance - a relative measure of scatter, i.e. it does not depend on the unit of measurement of the statistical variable or random variable.
  • the individual threads of the tow material formed from the cellulose acetate filaments have a predetermined or determinable and preferably uniform total titer of at least 5,000 denier and a maximum of 10,000 denier, with a coefficient of variation of the uniform total Titers is preferably at most 0.1 and in particular at most 0.05 to at most 0.005. In this case, the coefficient of variation is determined in particular by multiple measurements over the length of the tow.

Abstract

The invention relates to a filter element for mouthpieces for use with smoking products or HNB products, the filter element having a filter body made of a tow material, the tow material being formed by a plurality of individual threads of cross-linked and crimped cellulose acetate filaments, the cellulose acetate filaments having in particular a multilobal or polygonal and preferably Y-shaped cross-sectional geometry. According to the invention: the cellulose acetate filaments of the tow material have a uniform filament titre, which is in particular predetermined or predefinable, in a range of less than or equal to 10 denier (11.1 dtex) and greater than or equal to 5 denier (5.5 dtex); the tow material has a total titre in a range of less than or equal to 10,000 denier (11.1 kdtex) and greater than or equal to 5,000 denier (5,555.5 dtex); and the specific fibre weight of the cellulose acetate filaments of the tow material is less than or equal to 2.5 mg per mm of filter element length and greater than or equal to 1.0 mg per mm of filter element length.

Description

FILTERELEMENT FÜR MUNDSTÜCKE, MUNDSTÜCK ZUR VERWENDUNG MIT RAUCHWAREN ODER HNB-PRODUKTEN UND ZIGARETTEN FILTER MOUTHPIECE FILTER ELEMENT, MOUTHPIECE FOR USE WITH SMOKING GOODS OR HNB PRODUCTS AND CIGARETTES FILTERS
Beschreibung Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement für Mundstücke zur Verwendung mit Rauchwaren oder HNB-Produkten sowie die Verwendung eines solchen Filterelements in Mundstücken für Rauchwaren bzw. in Zigarettenfiltern oder in Mundstücken für HNB-Produkte. The invention relates to a filter element for mouthpieces for use with smoking articles or HNB products and the use of such a filter element in mouthpieces for smoking articles or in cigarette filters or in mouthpieces for HNB products.
Rauchwaren im Sinne der vorliegenden Erfindung betreffen klassische Tabakwaren, insbesondere Zigaretten, aber auch Pfeifen und Marihuana -Produkte sowie so genannte Heat-Not-Burn (HNB) Produkte, Vaping-Produkte und so genannte hybride Produkte. Tobacco products within the meaning of the present invention relate to classic tobacco products, in particular cigarettes, but also pipes and marijuana products and so-called heat-not-burn (HNB) products, vaping products and so-called hybrid products.
Je nach Anwendungsfall haben Mundstücke zur Verwendung von Rauchwaren unterschiedliche Funktionen. Zum einen können Mundstücke als Filtervorrichtung dienen, um beispielsweise aus einem Tabakrauchstrom schädliche Bestandteile, wie kondensierte Stoffe, insbesondere Teer, sowie vom Rauchstrom mitg erissene teilchenförmige Materie herauszuziehen. Diese Filterfunktion kommt insbesondere bei klassischen Tabakanwendungen zum Einsatz. Dabei kann ein entsprechendes Mundstück als integrales Teil einer Zigarette oder eines Zigarillos ausgebildet sein und somit eine „Stütze" an der Zigarette bzw. an dem Zigarillo bilden. Eine andere Art von Mundstück sind austauschbare Vorrichtungen, wie beispielsweise austauschbare Filterelemente, die nach Benutzung entfernt werden können. Solche Mundstücke sind in entsprechenden Haltern aufgenommen, beispielsweise in einem Zigarettenhalter oder in einem Pfeifenmundstück. Depending on the application, mouthpieces for smoking products have different functions. On the one hand, mouthpieces can serve as a filter device in order, for example, to extract harmful components from a flow of tobacco smoke, such as condensed substances, in particular tar, as well as particulate matter entrained in the flow of smoke. This filter function is used in particular in classic tobacco applications. A corresponding mouthpiece can be designed as an integral part of a cigarette or a cigarillo and thus form a "support" on the cigarette or on the cigarillo. Another type of mouthpiece are replaceable devices, such as replaceable filter elements, that can be removed after use. Such mouthpieces are accommodated in appropriate holders, for example in a cigarette holder or in a pipe mouthpiece.
Ein als integrales Teil einer Zigarette ausgebildetes Mundstück ist der Zigarettenfilter. Der Zigarettenfilter soll einen Anteil gesundheitsschädlicher Stoffe, wie Kondensat und Gas, im Rauch der Zigarette reduzieren. Zudem wird durch den Filter der Rauch von einem großen Anteil der Raucher als milder oder angenehmer empfunden. Bei einer klassischen Filterzigarette ist der Filter von einem Filterumhüllungspapier umhüllt und wird mit dem so genannten Tipping-Papier an den Tabakstrang angekoppelt, wobei die meisten industriell gefertigten Zigaretten mit einem Filter versehen sind. A mouthpiece formed as an integral part of a cigarette is the cigarette filter. The cigarette filter is intended to reduce the proportion of harmful substances such as condensate and gas in the cigarette smoke. In addition, the filter makes the smoke milder or more pleasant for a large proportion of smokers. In a classic filter cigarette, the filter is wrapped in filter wrapping paper and is attached to the tobacco rod with what is known as tipping paper, with most industrially manufactured cigarettes being fitted with a filter.
Es sind bereits zahlreiche Arten von Filtermaterialien eingesetzt, insbesondere um den Gehalt der Inhaltsstoffe des Tabakrauchs herabzusetzen, bevor diese das Atmungssystem des Rauchers erreichen. Zusätzlich zu dem Entfernen der schädlichen Bestandteile in großen Mengen muss ein zufriedenstellender Filter aber auch wirksam sein, ohne eine unerwünschter Weise den Durchgang von Luft oder Rauch durch den Filter zu erschweren, so dass ein zu starker Zug erforderlich wird. Bei der Verwendung von Tabakrauchfiltern darf das Filtermaterial aber auch nicht den Geschmack des Tabakrauchs dadurch verändern, dass sein eigener Geschmack hinzukommt. Many types of filter materials have been used, particularly to reduce the levels of constituents in tobacco smoke before they reach the smoker's respiratory system. However, in addition to removing the harmful constituents in large quantities, a satisfactory filter must also be effective without undesirably impeding the passage of air or smoke through the filter such that excessive draft is required. When using tobacco smoke filters, however, the filter material must not change the taste of the tobacco smoke by adding its own taste.
Die vorliegende Erfindung betrifft nicht lediglich Filtermaterialien für die zuvor beschriebenen klassischen Tabakanwendungen, sondern insbesondere auch Filtermaterialien bzw. Filterelemente für Mundstücke zur Verwendung von Rauchwaren, wobei diesen Filterelementen insbesondere andere Funktionen zukommen als lediglich eine Filterfunktion. The present invention relates not only to filter materials for the classic tobacco applications described above, but in particular also to filter materials or filter elements for mouthpieces used in smoking products, these filter elements having other functions than just a filter function.
Die zum Ausbilden eines Mundstückes für Rauchwaren erforderlichen Materialien müssen somit an die physikalischen Eigenschaften des Rauches (Temperatur, Strömungsprofil etc.) und an die chemische Zusammensetzung angepasst und insbesondere anpassbar sein. Insbesondere gibt es sowohl bei konventionellen Zigarettenfiltern als auch bei HNB-Produkten eine Reihe Zielparameter, die durch eine geeignete Wahl und Konfiguration der Mundstückmaterialien einzustellen bzw. zu erfüllen sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um die folgenden Zielparameter, die nachfolgend kurz diskutiert werden: The materials required to form a mouthpiece for smoking articles must therefore be adapted and in particular adaptable to the physical properties of the smoke (temperature, flow profile, etc.) and to the chemical composition. In particular, there are a number of target parameters for both conventional cigarette filters and HNB products that can be set through a suitable choice and configuration of the mouthpiece materials or are to be fulfilled. This concerns in particular the following target parameters, which are briefly discussed below:
• Zugwiderstand • Draw resistance
• Filtrationsleistung • Filtration performance
• Filterstabhärte/Filtronahärte • Filter rod hardness/Filtrona hardness
• Optik • Optics
Die Filterstabhärte ist ein wichtiges Zielkriterium bei Zigarettenfiltern. Sie wird üblicherweise als sogenannte Filtronahärte angegeben. Die Filtronahärte wird bestimmt, indem ein zylindrischer Stab von 12 mm Durchmesser mit seiner flachen Stirnseite vertikal mit einer Last von 300 g auf einen horizontal positionierten Filterstab gedrückt wird. Das Verhältnis des zusammengedrückten Durchmessers zum vorher durch die erste Berührung ermittelten Ausgangsdurchmessers ergibt die prozentuale Angabe der Filtronahärte. The filter rod hardness is an important target criterion for cigarette filters. It is usually given as the so-called Filtrona hardness. The Filtrona hardness is determined by pressing a cylindrical rod of 12 mm diameter with its flat face vertically onto a horizontally positioned filter rod with a load of 300 g. The ratio of the compressed diameter to the initial diameter previously determined by the first contact gives the percentage of Filtrona hardness.
Zu betonen ist, dass die Filtronahärte nur an einem Filter gemessen wird, nicht aber am zugrundeliegenden Filter-(Roh)-material. Insbesondere beeinflusst das auf alle Zigarettenfilter aufgesprühte Triacetin die Filtronahärte. It should be emphasized that the Filtrona hardness is only measured on a filter and not on the underlying filter (raw) material. In particular, the triacetin sprayed on all cigarette filters affects the Filtrona hardness.
Der Mindestgrenzwert der Filtronahärte liegt bei etwa 88 % und orientiert sich an den Markterfordernissen. Die Filtronahärte des Zigarettenfilters kann hierbei vorzugsweise auf etwa 88 % bis 95 %, insbesondere etwa 90 % bis 93 % eingestellt sein. The minimum limit of the Filtrona hardness is around 88% and is based on market requirements. The filter hardness of the cigarette filter can preferably be adjusted to about 88% to 95%, in particular about 90% to 93%.
Bei herkömmlichen Zigarettenfiltern ist bei gegebenem Filterdurchmesser die Filtronahärte im Wesentlichen durch das Fasergewicht pro Volumeneinheit bestimmt. Insbesondere hat der Filament-Titer nur einen untergeordneten Einfluss auf die Filtronahärte. With conventional cigarette filters, for a given filter diameter, the Filtrona hardness is essentially determined by the fiber weight per volume unit. In particular, the filament titer has only a minor influence on the Filtrona hardness.
Gelegentlich wird eine höhere Filtronahärte auch durch ein stärkeres Filterumhüllungspapier oder ein stärkeres Tipping-Papier erreicht. Ein Tipping-Papier ist ein Papier, mit dem entweder mehrere Filterelemente aneinandergekoppelt werden, oder Filterelemente an den Tabakstrang gekoppelt wird . Das Erhöhen der Filtronahärte durch die Verwendung eines stärkeren Filterumhüllungspapiers oder eines stärkeren Tipping-Papiers hat jedoch wirtschaftliche Nachteile, da bei diesem Ansatz höhere Kosten zu erwarten sind. In Verbindung zur Filtronahärte steht der sogenannte „Hot Collapse", bei dem die Filterhärte während des Rauchens abnimmt. Dieses kann insbesondere dann auftreten, wenn bei einer klassischen Zigarette bei einem der letzten Züge der Filter in Gegenwart von Feuchte erwärmt. Auch bei HNB-Produkten kann dieser unerwünschte Effekt auftreten. Occasionally, a higher Filtrona hardness is also achieved by using stronger filter wrapping paper or stronger tipping paper. A tipping paper is a paper with which either several filter elements are coupled to one another, or filter elements are coupled to the tobacco rod. However, increasing the Filtrona hardness by using a stronger filter wrapping paper or a stronger tipping paper has economic disadvantages as higher costs are expected with this approach. The so-called “hot collapse”, in which the filter hardness decreases during smoking, is associated with the Filtrona hardness. This can occur in particular if the filter of a classic cigarette is heated up during one of the last puffs in the presence of moisture. This also applies to HNB products this undesirable effect can occur.
Zusätzlich zu einer bei Benutzung einer Rauchware möglichst konstanten und hohen Filtronahärte soll das Mundstückmaterial auch eine vorab festgelegte oder festlegbare Filtrationsleistung zeigen. Die Filtrationsleistung in Bezug auf kondensierte Materie (Tröpfchen, Partikel,) auch als Kondensat oder Teer bezeichnet, ist bei konventionellen Tabakprodukten sowie HNB-Produkten von Interesse, da in der kondensierten Materie eine Vielzahl von Stoffen mit negativer gesundheitlich Relevanz zu finden sind. In addition to a filtrona hardness that is as constant and high as possible when using a smoking article, the mouthpiece material should also show a previously defined or definable filtration performance. The filtration performance with regard to condensed matter (droplets, particles), also known as condensate or tar, is of interest for conventional tobacco products and HNB products, since a large number of substances with negative health relevance can be found in the condensed matter.
Bei konventionellen Produkten wird (neben anderen Einflussfaktoren wie Tabakblend, Ventilation etc.) die Filtrationsleistung gewählt, um die „Delivery" der Zigarette (Gehalt an Rauchinhaltsstoffen im Hauptstromrauch) einzustellen. Die „Delivery" wird in vielen Märkten nach oben durch gesetzliche Bestimmung begrenzt. Unterhalb des gesetzlichen Limits kann die „Delivery" an die Präferenzen der Konsumenten angepasst werden. With conventional products, the filtration performance is selected (along with other influencing factors such as tobacco blend, ventilation, etc.) in order to set the "delivery" of the cigarette (content of smoke constituents in the mainstream smoke). In many markets, the "delivery" has an upper limit set by statutory provisions. Below the legal limit, the "delivery" can be adjusted to consumer preferences.
Bei HNB-Produkten finden sich viel weniger kondensierte Materie mit negativer gesundheitlicher Relevanz im Aerosol als bei konventionellen Produkten. Da aber eher gewünschte Stoffe, wie geschmacksbildende Stoffe und Nikotin, ebenfalls im Kondensat vorliegen, ist hier eher die Zielsetzung, eine möglichst geringe Filtrationsleistung zu wählen, welche jedoch nicht auf null absinken darf. With HNB products there is much less condensed matter with negative health relevance in the aerosol than with conventional products. However, since the desired substances, such as taste-forming substances and nicotine, are also present in the condensate, the aim here is to select the lowest possible filtration performance, which, however, must not drop to zero.
Im Hinblick auf den Zielparameter „Zugwiderstand" ist anzumerken, dass Konsumenten beim Konsum eines Tabakprodukts einen gewissen Zugwiderstandsbereich bevorzugen. Bei konventionellen Zigaretten dient der Filter (neben der Einstellung der „Delivery") dazu, den Zugwiderstand der Zigarette einzustellen. With regard to the target parameter "draw resistance", it should be noted that consumers prefer a certain range of draw resistance when consuming a tobacco product. In conventional cigarettes, the filter (in addition to setting the "delivery") is used to set the draw resistance of the cigarette.
Tendenziell soll aber bei HNB-Produkten der Zugwiderstandsbeitrag des mundseitigen Filters (Mundstück) möglichst gering sein, da die anderen Komponenten des HBN Gerätes, insbesondere die erhitzte Tabakportion und das Gerät, bereits einen hohen Zugwiderstandsbeitrag haben. Ein niedriger Zugwiderstand des Filters (Mundstück) führt zu Freiheitsgraden bei den übrigen Komponenten des HBN Gerätes, was erwünscht ist. In HNB products, however, the draw resistance contribution of the mouth-side filter (mouthpiece) should tend to be as low as possible, since the other components of the HBN device, in particular the heated tobacco portion and the device, already have a high draw resistance contribution. A low draw resistance of the filter (mouthpiece) leads to degrees of freedom in the remaining components of the HBN device, which is desirable.
Allerdings sind der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung eng aneinander gekoppelt. Beide können auf mehrere Weisen reduziert werden, wodurch aber häufig andere Parameter negativ beeinflusst werden. However, draw resistance and filtration performance are closely linked. Both can be reduced in a number of ways, but this often negatively affects other parameters.
Beispielsweise können der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung reduziert werden, indem die Filterlänge reduziert wird. Sobald aber die Filterlänge kleiner als der Filterdurchmesser wird, wird die Verarbeitbarkeit problematisch. Auch führt ein kürzerer Filter zu einer kürzeren Kühlstrecke, was problematisch für den Wärmehaushalt ist. For example, draw resistance and filtration performance can be reduced by reducing the filter length. However, as soon as the filter length becomes smaller than the filter diameter, the processability becomes problematic. A shorter filter also leads to a shorter cooling distance, which is problematic for the heat balance.
Alternativ oder zusätzlich hierzu können der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung reduziert werden, indem das Fasergewicht im Filtermaterial pro Volumenanteil und/oder der Gesamt-Titer reduziert werden/wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Filtronahärte abnimmt und unter Umständen die Mindesthärte nicht mehr erreicht werden kann. Alternatively or in addition to this, the draw resistance and the filtration performance can be reduced by reducing the fiber weight in the filter material per volume fraction and/or the total titer. However, this has the disadvantage that the Filtrona hardness decreases and, under certain circumstances, the minimum hardness can no longer be achieved.
Alternativ oder zusätzlich hierzu können der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung reduziert werden, indem der Filament-Titer erhöht wird. Bei konstantem Filterdurchmesser und gegebenem Fasergewicht pro Volumeneinheit wird bei steigendem Filament-Titer die Filtrationsleistung und der Zugwiderstand abgesenkt, was bei HNB-Produkten gegenüber konventionellen Produkten erwünscht ist. Da wie oben ausgeführt, die Filtronahärte kaum vom Filament-Titer abhängt, wird auch nicht die Härte negativ beeinflusst. Alternatively or in addition to this, the draw resistance and the filtration performance can be reduced by increasing the filament titer. With a constant filter diameter and a given fiber weight per volume unit, the filtration performance and the draw resistance decrease with increasing filament titre, which is desirable for HNB products compared to conventional products. Since, as explained above, the Filtrona hardness hardly depends on the filament titer, the hardness is not negatively influenced either.
Im Hinblick auf den Zielparameter „Optik" ist anzumerken, dass der Konsument ein Mundstück mit ebener, weißer mundseitiger Querschnittsfläche präferiert. Es gibt allerdings auch Produkte, die mundseitig zu einem Rohr ausgeformt sind. With regard to the target parameter "optics", it should be noted that the consumer prefers a mouthpiece with a flat, white cross-sectional area on the mouth side. However, there are also products that are shaped into a tube on the mouth side.
Obgleich herkömmliche Zigarettenfilter, die üblicherweise aus Celluloseacetat- Filamenten aufgebaut sind, eine optimale Filtration von Rauchinhaltsstoffen gewährleisten, sind diese Filtermaterialien häufig nur bedingt bei weiteren Applikationen, insbesondere bei HNB-Produkten oder E-Zigaretten einsetzbar, da bei diesen Applikationen die Filtermaterialien bzw. Materialien für das Mundstück andere Funktionen übernehmen müssen. HNB-Produkte, sowie herkömmliche Rauchartikel, weisen allgemein den Nachteil auf, dass das eingeatmete Aerosol beim Anwender mit einer hohen Temperatur aufgenommen wird. Dies ist für den Anwender mitunter unangenehm. Insbesondere bei HNB-Produkten kommt somit den Mundstückmaterialien die Aufgabe zu, bei einer möglichst geringen Filtrationsleistung das Aerosol zu kü hlen. Although conventional cigarette filters, which are usually made of cellulose acetate filaments, ensure optimal filtration of smoke ingredients, these filter materials can often only be used to a limited extent in other applications, especially in HNB products or e-cigarettes, since in these applications the filter materials or materials have to assume other functions for the mouthpiece. HNB products, as well as conventional smoking articles, generally have the disadvantage that the inhaled aerosol is taken up by the user at a high temperature. This is sometimes uncomfortable for the user. Especially with HNB products, the mouthpiece materials have the task of cooling the aerosol with the lowest possible filtration performance.
Aber auch bei klassischen Zigaretten, insbesondere bei sogenannten Slim - oder Ultra-Slim-Zigaretten, d.h. Zigaretten mit geringem Durchmesser von beispielsweise 5,0 mm bis 6,5 mm, müssen Filtermaterialien bzw. Materialien für das Mundstück eine - im Vergleich zu Filtermaterialien für King-Size-Zigaretten - reduzierte Filtrationsleistung und erhöhte Kühlung und verbesserte haptische Eigenschaften (fester, aber nicht zu harter Griff) bieten. Naturgemäß entsteht dort bei der Verbrennung weniger Rauch/Geschmack als bei einer King-Size-Zigarette. Um nicht den Geschmack weiter zu reduzieren, wird eine niedrige Filtrationsleistung angestrebt. Wird zu diesem Zweck lediglich die Menge des Filtermaterials reduziert, wird irgendwann die Filterhärte unzureichend. But even with classic cigarettes, especially with so-called slim or ultra-slim cigarettes, i.e. cigarettes with a small diameter of, for example, 5.0 mm to 6.5 mm, filter materials or materials for the mouthpiece must have a - compared to filter materials for King size cigarettes - offer reduced filtration performance and increased cooling and improved tactile properties (firm but not too harsh handle). Naturally, there is less smoke/flavor when burned than with a king-size cigarette. In order not to further reduce the taste, a low filtration performance is aimed for. If only the amount of filter material is reduced for this purpose, the filter hardness will eventually become insufficient.
Auch haben Filter für Slim- oder Ultra-Slim-Zigaretten bei gleicher Faserdichte deutlich höhere Zugwiderstände als King-Size-Filter, was allgemein nicht gewünscht ist. Filters for slim or ultra-slim cigarettes with the same fiber density also have significantly higher draw resistance than king-size filters, which is generally not desirable.
Bei sowohl HNB-Produkten als auch bei Slim- oder Ultra-Slim Zigaretten wurde vorgeschlagen, die gewünschte reduzierte Filtrationsleistung in Bezug auf kondensierbare Bestandteile, wie Teer, sowie eine ausreichende Filterhärte durch eine Erhöhung des Filament-Titers unter Beibehaltung des Gesamttiters zu erzielen. Dieser Ansatz hat jedoch diverse Nachteile. In both HNB products and slim or ultra-slim cigarettes, it has been proposed to achieve the desired reduced filtration performance with respect to condensables such as tar and sufficient filter hardness by increasing the filament denier while maintaining the overall denier. However, this approach has various disadvantages.
Zur Herstellung von Filterstäben für Filterelemente bzw. Zigarettenfilter wird heute weitgehend Cellulose-2,5-acetat eingesetzt. Es besitzt im Hinblick auf die Diskussion bezüglich Rauchen und Gesundheit nachweislich hervorzuhebende Eigenschaften betreffend spezifischer Retentionsphänomene. So filtert ein Filter aus Celluloseacetat gesundheitlich bedenkliche Nitrosamine und Phenole weitaus effizienter als Kondensat und Nikotin. Außerdem wird der Rauchgeschmack der Tabakmischung in Kombination mit einem Filterelement aus Celluloseacetat durch den Raucher als am angenehmsten beurteilt. Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil eines Filterelements aus Cellulose-2,5-acetat ist in der optischen Homogenität der Schnittflächen der Filter begründet. Today, 2,5-cellulose acetate is widely used in the production of filter rods for filter elements or cigarette filters. With regard to the discussion on smoking and health, it has been shown to have properties that should be emphasized in terms of specific retention phenomena. A filter made of cellulose acetate filters harmful nitrosamines and phenols far more efficiently than condensate and nicotine. In addition, the smoke flavor of the tobacco blend in combination with a filter element made of cellulose acetate rated the smoker as most comfortable. Another advantage of a filter element made of cellulose 2.5 acetate that should not be underestimated is the optical homogeneity of the cut surfaces of the filter.
Allerdings haben Filterelemente aus Cellulose-2,5-acetat ungeachtet ihrer unbestreitbaren Marktdominanz einige gravierende Nachteile: Zugwiderstand und Filtrationsleistung sind für Filterstäbe aufgrund konstruktiver physikalischer Vorgaben eindeutig definiert. However, despite their undeniable market dominance, filter elements made of cellulose 2.5-acetate have some serious disadvantages: Draw resistance and filtration performance are clearly defined for filter rods due to physical design specifications.
Die Partikelfiltration oder auch Kondensatretention eines üblichen Filterelements aus Cellulose-2,5-acetat ist eine Funktion von Filament-Titer (Faserfeinheit), Filterdurchmesser, Zugwiderstand und Filterlänge. The particle filtration or condensate retention of a conventional filter element made of cellulose 2,5-acetate is a function of the filament titer (fiber fineness), filter diameter, draw resistance and filter length.
Bei der Herstellung von Filterelementen wird es problematisch, wenn eine Filterleistung, wie für die Konstruktion von Ultra-Leicht-Zigaretten erforderlich, von deutlich mehr als 50% bei einem üblichen Filterdurchmesser von 7,8 mm und einer Filterlänge von 21 bis 25 mm gefordert wird. In the manufacture of filter elements, it becomes problematic when a filter performance of significantly more than 50% is required, as required for the construction of ultra-light cigarettes, with a standard filter diameter of 7.8 mm and a filter length of 21 to 25 mm .
Gleiches gilt im übertragenen Sinne auch für Filterelemente für Slim-oder Ultra- Slim -Ziga retten . Da der Rauch bei einem Filterelement parallel zur Faserrichtung strömt, ist ein solches Filterelement nur durch eine deutliche Erniedrigung des Filament-Titers zu erreichen, was gleichzeitig bei Beibehaltung des Gesamt-Titers eine deutliche Zugwiderstandserhöhung zur Folge hätte. In a figurative sense, the same applies to filter elements for slim or ultra-slim cigarettes. Since the smoke in a filter element flows parallel to the fiber direction, such a filter element can only be achieved by significantly reducing the filament titer, which would result in a significant increase in draw resistance while maintaining the overall titer.
Gesamt-Titer und Filament-Titer müssen also gleichermaßen reduziert werden, mit der Folge, dass die Härte des Filterelements, insbesondere auch während des Abrauchens drastisch vermindert wird. Dieses Phänomen wird vom Fachmann als „Hot Collapse" bezeichnet und gilt als grundsätzlich unerwünscht. Total titer and filament titer must therefore be reduced equally, with the result that the hardness of the filter element is drastically reduced, especially during smoking. This phenomenon is referred to by those skilled in the art as "hot collapse" and is considered fundamentally undesirable.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Filterelement insbesondere für so genannte Slim- oder Ultra-Slim-Zigaretten, d.h. Zigaretten mit geringem Durchmesser von beispielsweise 5,0 mm bis 6,5 mm, anzug eben, wobei das Filterelement trotz reduzierter Filtrationsleistung und erhöhter Kühlung eine hinreichende Filterhärte aufweist. Ferner soll mit dem Filterelement ein einstellbarer und insbesondere im Vergleich zu King-Size-Filtern reduzierter Zugwiderstand realisierbar sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Filterelement mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Filterelements in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind. The present invention is based on the object of providing a filter element, in particular for so-called slim or ultra-slim cigarettes, ie cigarettes with a small diameter of, for example, 5.0 mm to 6.5 mm and increased cooling has a sufficient filter hardness. Furthermore, with the filter element, an adjustable draw resistance that is reduced in comparison to king-size filters should be realizable. This object is achieved according to the invention by a filter element having the features of independent patent claim 1, advantageous developments of the filter element according to the invention being specified in the dependent claims.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere ein Filterelement für Mundstücke zur Verwendung mit Rauchwaren oder HNB-Produkten, wobei das Filterelement einen Filterkörper aus einem Tow-Material aufweist. Das Tow-Material wird durch eine Vielzahl von Einzelfäden aus vernetzten und gekräuselten Celluloseacetat- Filamenten gebildet, wobei die Celluloseacetat-Filamente insbesondere eine multi- lobale oder polygonale und vorzugsweise Y-förmige Querschnittsgeometrie aufweisen. Accordingly, the invention relates in particular to a filter element for mouthpieces for use with smoking articles or HNB products, the filter element having a filter body made from a tow material. The tow material is formed by a large number of individual threads made from crosslinked and crimped cellulose acetate filaments, the cellulose acetate filaments having in particular a multilobal or polygonal and preferably Y-shaped cross-sectional geometry.
Das erfindungsgemäße Filterelement zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass für die Celluloseacetat-Filamente des Tow-Materials ein spezieller Filament- Titer gewählt ist. Vorzugsweise liegt der Filament -Titer in einem Bereich kleiner oder gleich 10 Denier und größer oder gleich 5 Denier. The filter element according to the invention is distinguished in particular by the fact that a special filament titre is selected for the cellulose acetate filaments of the tow material. Preferably, the filament denier is in a range of less than or equal to 10 denier and greater than or equal to 5 denier.
Darüber hinaus ist für das Tow-Material des erfindungsgemäßen Filterelements ein relativ geringer Gesamt-Titer, vorzugsweise ein Gesamt-Titer in einem Bereich kleiner oder gleich 10.000 Denier und größer oder gleich 5.000 Denier gewählt. In addition, a relatively low total denier, preferably a total denier in a range of less than or equal to 10,000 denier and greater than or equal to 5,000 denier, is selected for the tow material of the filter element according to the invention.
Hierbei wurde überraschend festgestellt, dass trotz des vergleichsweise geringen Filament-Titers von kleiner oder gleich 10 Denier und dem verhältnismäßig geringen Gesamt-Titer von kleiner oder gleich 10.000 Denier wirksam das Auftreten des gänzlich unerwünschten Hot Collapse-Phänomens auch bei der Anwendung bei Slim- oder Ultra-Slim-Zigaretten vermeidbar ist, wenn für das spezifische Fasergewicht der Cellulose-Filamente des Tow-Materials, d.h. für das so genannte Acetatgewicht, ein vergleichsweise geringer Wert von kleiner oder gleich 2,5 mg pro mm Filterelementlänge gewählt wird. It was surprisingly found that despite the comparatively low filament denier of less than or equal to 10 deniers and the relatively low total denier of less than or equal to 10,000 deniers, the occurrence of the completely undesirable hot collapse phenomenon also occurs when using slim or Ultra-slim cigarettes can be avoided if a comparatively low value of less than or equal to 2.5 mg per mm filter element length is selected for the specific fiber weight of the cellulose filaments of the tow material, i.e. for the so-called acetate weight.
Mit den Spezifikationen betreffend den verhältnismäßig geringen Filament-Titer, den verhältnismäßig geringen Gesamt-Titer und das verhältnismäßig geringe spezifische Fasergewicht der Celluloseacetat-Filamente (Acetatgewicht) ist ein Filterelement realisierbar, welches eine Filterleistung, wie für die Konstruktion von Slim- oder Ultra-Slim-Zigaretten erforderlich, ohne deutliche Zugwiderstandserhöhung erfüllt. Mit diesen Parametern kann die mit dem Filterelement erzielbare Performance und das Anwendungsspektrum deutlich erhöht werden. With the specifications relating to the relatively low filament titer, the relatively low total titer and the relatively low specific fiber weight of the cellulose acetate filaments (acetate weight), a filter element can be realized which has a filter performance as for the construction of Slim or ultra-slim cigarettes required, met without significant increase in draw resistance. With these parameters, the performance that can be achieved with the filter element and the range of applications can be significantly increased.
Insbesondere weisen die Celluloseacetat-Filamente des Tow-Materials zumindest teilweise eine trilobale, d.h. dreiarmig sternförmige, Querschnittsform auf. Eine solche Querschnittsform bietet sich an, wenn die Celluloseacetat-Filamente eine möglichst große spezifische Oberfläche aufweisen sollen, um - falls dies gewünscht ist, wie beispielsweise bei klassischen Zigaretten - ein hohes Filtrationsvermögen bei gleichzeitigem sparsamen Rohstoffeinsatz ermöglichen. In particular, the cellulose acetate filaments of the tow material at least partially have a trilobal, i.e. three-armed star-shaped, cross-sectional shape. Such a cross-sectional shape lends itself when the cellulose acetate filaments are to have the largest possible specific surface area in order—if this is desired, for example in classic cigarettes—to enable a high filtration capacity with simultaneous economical use of raw materials.
Alternativ dazu ist es möglich, eine gewünschte große spezifische Oberfläche durch ein Bündel extrem feiner Filamente beispielsweise kreisförmigen Querschnitts zu erhalten. Allerdings sind auch andere Querschnittsformen für die Celluloseacetat-Filamente denkbar, wie beispielsweise eine multilobale, polygonale oder X-förmige Querschnittsform. As an alternative to this, it is possible to obtain a desired large specific surface area by means of a bundle of extremely fine filaments, for example with a circular cross-section. However, other cross-sectional shapes are also conceivable for the cellulose acetate filaments, such as a multilobal, polygonal or X-shaped cross-sectional shape.
Das Tow-Material des erfindungsgemäßen Filterelements ist aus endlosen stauchkammergekräuselten Celluloseacetat-Filamenten gebildet. Dabei wird eine Lösung von ca. 30% Cellulose-2,5-acetat in Aceton durch Spinndüsen gepresst, das Aceton in einem Spinnschacht verdampft, eine Vielzahl von Celluloseacetat-Filamenten (5.000 bis 10.000) zu einem Band zusammengefasst und dieses anschließend stauchkammergekräuselt. The tow material of the filter element according to the invention is formed from endless stuffer box crimped cellulose acetate filaments. A solution of approx. 30% cellulose 2,5-acetate in acetone is pressed through spinnerets, the acetone is evaporated in a spinning shaft, a large number of cellulose acetate filaments (5,000 to 10,000) are combined into a ribbon and this is then stuffer box crimped.
Daraufhin wird das Produkt getrocknet, in Ablagebehälter eingefüllt und letztlich zu Ballen mit einem Gewicht von 300 bis 600 kg gepresst. The product is then dried, filled into storage bins and finally pressed into bales weighing between 300 and 600 kg.
Nach Transport der Filtertow-Ballen zum Filter- oder Zigarettenhersteller wird das Filtertow dem Ballen entnommen und auf einer Filterstabmaschine zu Filterstäben verarbeitet. Dabei wird das Filtertow in einer Streckeinrichtung verstreckt, mit einem zur Verklebung der Filamente dienenden Zusatzmittel versehen und dann nach Bildung einer dreidimensionalen Lunte mit Hilfe eines Einlauftrichters in das Formatteil eingeführt, dort queraxial verdichtet, mit Papier umhüllt und auf die Endlänge der Filterstäbe geschnitten. Das zur Verklebung der Filamente aufgebrachte Zusatzmittel ist in der Regel ein hochsiedendes Lösungsmittel für Celluloseacetat, wie zum Beispiel Glycerintriacetat (Triacetin), welches nach dessen Applikation die Oberfläche der Filamente kurzzeitig anlöst. Überall dort, wo sich zufällig zwei Filamente berühren, kommt es einige Zeit danach zu einer festen Verklebungsstelle, da das überschüssige Zusatzmittel in die Faseroberfläche migriert, wodurch sich der zuvor flüssige Lösungstropfen aus Cellulose-2,5-acetat im Zusatzmittel verfestigt. Nach einer Lagerdauer von weniger als einer Stunde erhält man bedingt durch die zuvor erwähnte Migration des Härtungsmittels mechanisch feste, dreidimensional vernetzte Filterstäbe geringer Packungsdichte, die sich aufgrund ihrer Härte ohne Schwierigkeiten auf modernen Zigarettenmaschinen mit hohen Geschwindigkeiten verarbeiten lassen. After the filter tow bales have been transported to the filter or cigarette manufacturer, the filter tow is removed from the bale and processed into filter rods on a filter rod machine. The filter tow is stretched in a stretching device, provided with an additive that serves to bond the filaments and then, after forming a three-dimensional roving, it is fed into the format part with the help of an inlet funnel, where it is compressed transversely and axially, wrapped in paper and cut to the final length of the filter rods. The additive applied to bond the filaments is usually a high-boiling solvent for cellulose acetate, such as glycerol triacetate (triacetin), which briefly dissolves the surface of the filaments after its application. Wherever two filaments happen to touch, a permanent bond occurs some time later because the excess additive migrates into the fiber surface, causing the previously liquid drop of cellulose 2,5-acetate solution to solidify in the additive. After a storage period of less than one hour, due to the above-mentioned migration of the hardening agent, mechanically strong, three-dimensionally crosslinked filter rods with a low packing density are obtained which, because of their hardness, can be processed without difficulty on modern cigarette machines at high speeds.
Indem erfindungsgemäß für das Tow-Material des Filterelements ein verhältnismäßig geringer Filament-Titer, ein verhältnismäßig geringer Gesamt-Titer und ein Acetatgewicht von kleiner oder gleich 2,5 mg pro mm Filterelementlänge gewählt werden, ist ein Filterelement realisierbar, welches eine gewünschte Filtrationsleistung in Bezug auf kondensierbare Bestandteile aber dennoch eine ausreichende Filterhärte unter Beibehaltung des geringen Gesamt-Titers erzielt. According to the invention, a relatively low filament titer, a relatively low total titer and an acetate weight of less than or equal to 2.5 mg per mm of filter element length can be selected for the tow material of the filter element on condensable components but still achieves a sufficient filter hardness while maintaining the low total titer.
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filterelements sind die Celluloseacetat-Filamente der Einzelfäden des Tow-Materials zumindest bereichsweise als hohlförmige und/oder rohrförmige Celluloseacetat-Filamente ausgebildet. According to embodiments of the filter element according to the invention, the cellulose acetate filaments of the individual threads of the tow material are designed at least in regions as hollow and/or tubular cellulose acetate filaments.
Unter hohlförmigen bzw. rohrförmigen Celluloseacetat-Filamenten sind insbesondere vorzugsweise zylinderförmige Filamente zu verstehen, die im Querschnitt gesehen einen oder mehrere durchgängige Hohlräume aufweisen. Hollow or tubular cellulose acetate filaments are to be understood as meaning, in particular, preferably cylindrical filaments which, viewed in cross section, have one or more continuous cavities.
Derartige hohlförmige Fasern können zumindest teilweise als mehrlumige Hohlfasern ausgeführt sein. Im Vergleich zu „massiv" ausgeführten Celluloseacetat-Filamenten sind ein- oder mehrlumig ausgeführte rohrförmige Celluloseacetat-Filamente deutlich knickstabiler, wodurch besonders hohe Filtronahärten ohne erhöhte Materialverdichtung realisierbar sind. Such hollow fibers can be designed at least partially as multi-lumen hollow fibers. Compared to "solid" cellulose acetate filaments, tubular cellulose acetate filaments with one or more lumens are significantly more kink-resistant, which means that particularly high Filtrona hardnesses can be achieved without increased material compaction.
Dadurch, dass das erfindungsgemäße Filterelement einen Filterkörper aufweist, welcher zumindest teilweise auf Celluloseacetat-Filamenten basieren kann, die zumindest teilweise als hohlförmige Celluloseacetat-Filamente ausgebildet sind, kann ein niedriger Zugwiderstand und eine niedrige Filtrationsleistung realisiert werden, da die zumindest teilweise als hohlförmige Celluloseacetat-Filamente ausgebildeten Filamente des Filterelements eine geringe äußere Oberfläche bezogen auf das Gesamtfaservolumen aufweisen. Due to the fact that the filter element according to the invention has a filter body which can be at least partially based on cellulose acetate filaments which are at least partially designed as hollow cellulose acetate filaments, a low draw resistance and a low filtration performance can be realized since the filaments of the filter element, which are at least partially designed as hollow cellulose acetate filaments, have a small outer surface area in relation to the total fiber volume.
In diesem Zusammenhang wurde überraschend festgestellt, dass aufgrund der zumindest teilweise als hohlförmige Celluloseacetat-Filamente ausgebildeten Filamente mit dem Filterelement besonders hohe Fi Itrona härten realisierbar sind. In this context, it was surprisingly found that due to the filaments, which are at least partially designed as hollow cellulose acetate filaments, particularly high Fi Itrona hardnesses can be realized with the filter element.
Tatsächlich hat sich herausgestellt, dass Filterelemente, die zumindest teilweise aus hohlförmigen Celluloseacetat-Filamenten (Hohlfasern) gebildet sind, bei geringerem Fasergewicht pro Volumeneinheit die gewünschte Mindest-Filtronahärte erreichen. In fact, it has been found that filter elements that are formed at least partially from hollow cellulose acetate filaments (hollow fibers) achieve the desired minimum Filtrona hardness with a lower fiber weight per unit volume.
Da das erfindungsgemäße Filterelement auf Celluloseacetat-Filamenten basiert, ist das erfindungsgemäße Filterelement ausgebildet, um eine gleichmäßige, weiße und ebene mundseitige Stirnseite für einen Tabakstrang beispielsweise einer Zigarette zu bilden, wobei ferner eine selektive Filtrationswirkung auf Phenole realisierbar ist. Since the filter element according to the invention is based on cellulose acetate filaments, the filter element according to the invention is designed to form a uniform, white and flat mouth-side end face for a tobacco rod, for example a cigarette, and a selective filtration effect on phenols can also be implemented.
Durch die Verwendung eines Filterelements, welches auf Celluloseacetat-Filamenten basiert, sind einerseits Filterstäbe insbesondere für Zigaretten herstellbar, welche im Hinblick auf die Diskussion bezüglich Rauchen und Gesundheit nachweislich hervorzuhebende Eigenschaften betreffend spezifischer Retentionsphä- nome aufweisen. By using a filter element which is based on cellulose acetate filaments, filter rods can be produced, in particular for cigarettes, which have properties relating to specific retention phenomena that are demonstrably to be emphasized with regard to the discussion regarding smoking and health.
So filtert ein Filter aus Celluloseacetat gesundheitlich bedenkliche Nitrosamine und Phenole weitaus effizienter als Kondensat und Nikotin. Außerdem wird der Rauchgeschmack der heute üblichen Tabakmischung, wie zum Beispiel „American Blend", „German Blend" und „Virginia" in Kombination mit einem Filterstab aus Celluloseacetat durch den Raucher als am angenehmsten beurteilt. Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil eines Filterstabes aus Celluloseacetat ist in der optischen Homogenität der Schnittflächen der Filter begründet. A filter made of cellulose acetate filters harmful nitrosamines and phenols far more efficiently than condensate and nicotine. In addition, smokers rated the smoke taste of today's common tobacco blends, such as "American Blend", "German Blend" and "Virginia" in combination with a filter rod made of cellulose acetate as the most pleasant. Another advantage of a filter rod made of cellulose acetate that should not be underestimated is due to the optical homogeneity of the cut surfaces of the filters.
Indem gemäß Ausführungsformen das erfindungsgemäße Filterelement zumindest teilweise aus hohlförmigen Celluloseacetat-Filamenten ausgebildet ist, die als Füllmaterial dienen, können bei aus dem erfindungsgemäßen Material hergestellten Filterstäben über einen weiten Bereich der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung variiert werden. By according to embodiments, the filter element according to the invention is at least partially formed from hollow cellulose acetate filaments as Serve filling material, the draw resistance and the filtration performance can be varied over a wide range in filter rods made from the material according to the invention.
Insbesondere hat sich gezeigt, dass ein Filtermaterial, welches zumindest bereichsweise aus hohlförmigen Celluloseacetat-Filamenten besteht, eine verbesserte thermische Kühlwirkung aufweist. Es wurde festgestellt, dass durch den Einsatz von hohlförmigen Celluloseacetat-Filamenten als Füllmaterial nach wie vor eine sehr niedrige Filterwirkung, d.h. Rückhaltewirkung, für die zu entfernenden Schwebstoffe und Gase, erreicht werden kann. In particular, it has been shown that a filter material which at least partially consists of hollow cellulose acetate filaments has an improved thermal cooling effect. It was found that by using hollow cellulose acetate filaments as filling material, a very low filter effect, i.e. retention effect, for the suspended matter and gases to be removed can still be achieved.
Es wird vermutet, dass diese Wirkung dadurch erreicht wird, dass durch die hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente die Oberfläche oder der Durchfluss des zu reinigenden Gases oder der Luft derart verändert wird, dass die in dem Gas bzw. in der Luft gegebenenfalls vorhandenen Schwebstoffe kaum zurückgehalten werden. Ein weiterer Grund könnte darin liegen, dass durch die Verwendung von hohlförmigen Celluloseacetat-Filamenten eine andere, besonders vorteilhafte Oberflächenstruktur des Filtermateriales erzielbar ist. It is assumed that this effect is achieved by the hollow cellulose acetate filaments changing the surface area or the flow rate of the gas or air to be cleaned in such a way that the suspended matter that may be present in the gas or air is hardly retained . Another reason could be that a different, particularly advantageous surface structure of the filter material can be achieved through the use of hollow cellulose acetate filaments.
Das erfindungsgemäße Filterelement weist ferner den Vorteil auf, dass es eine insbesondere einstellbare Kühlung eines erwärmten partikelbeladenen Gases (insbesondere Aerosols) ermöglicht, so dass die Temperatur des von dem Anwender eines Rauchartikels oder HNB-Produktes aufgenommenen Gases, Aerosols oder Dampfes gezielt reduziert werden kann. Durch eine Variation des Anteils der hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente in dem Filter- und/oder Füllmaterial ist dabei die angestrebte Kühlwirkung anwendungsspezifisch anpassbar. The filter element according to the invention also has the advantage that it enables a particularly adjustable cooling of a heated particle-laden gas (in particular aerosol) so that the temperature of the gas, aerosol or vapor taken up by the user of a smoking article or HNB product can be reduced in a targeted manner. By varying the proportion of the hollow cellulose acetate filaments in the filter and/or filling material, the desired cooling effect can be adapted specifically to the application.
Wichtig zu erwähnen ist ferner, dass die hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente (= Hohlfasern) in dem erfindungsgemäßen Filterelement im Wesentlich umströmt werden und weniger durchströmt werden. Aus geometrischen Überlegungen ist ersichtlich, dass dabei die Faser-zu-Faser-Abstände wesentlich größer sind als das Lumen (Hohlanteil) der Hohlfaser. Die Viskosität des Aerosols (im wesentlichen Luft) für dann dazu, dass der Weg des geringsten Widerstandes gewählt wird (d.h. es strömt zwischen den Filamenten und nicht durch jedes einzelne Filament. It is also important to mention that the hollow cellulose acetate filaments (=hollow fibers) in the filter element according to the invention are essentially flowed around and less flowed through. From geometric considerations it can be seen that the fiber-to-fiber distances are significantly larger than the lumen (hollow portion) of the hollow fiber. The viscosity of the aerosol (essentially air) then allows it to take the path of least resistance (i.e. it flows between the filaments rather than through each individual filament).
Mit anderen Worten, bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements wird keinesfalls die filtrationswirksame Oberfläche maximiert, da in dem Tow-Material die hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente nicht durchströmt werden. In other words, in the embodiment of the filter element according to the invention, the filtration-effective surface is not maximized because in the Tow material does not flow through the hollow cellulose acetate filaments.
Insbesondere können somit die hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente Knickstellen aufweisen, die das Lumen der hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente verschließen, ohne dass dies im Hinblick auf die eingestellten Zielparameter einen Einfluss auf die Performance des erfindungsgemäßen Filter- und/oder Füllmaterial hat. In particular, the hollow cellulose acetate filaments can thus have kinks that close the lumen of the hollow cellulose acetate filaments without this having an impact on the performance of the filter and/or filling material according to the invention with regard to the set target parameters.
Insbesondere ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, dass die als Hohlfasern ausgeführten hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente nicht durchgängig hohl sein müssen, sondern auch partiell durch Knicke verschlossen sein können. Auch können sie von einer idealen Kreisform abweichen. In particular, it should be mentioned in this context that the hollow cellulose acetate filaments designed as hollow fibers do not have to be hollow throughout, but can also be partially closed by kinks. They can also deviate from an ideal circular shape.
Bei Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass die hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente des Tow-Materials einerseits als Trägermaterial und andererseits als Kühlmaterial dienen. Indem die hohlförmigen Celluloseacetat-Filamente gleichzeitig als Trägermaterial dienen sind besonders kompakte Filterelemente realisierbar, bei denen die Dimensionen des Rauchartikels nicht vergrößert werden müssen. In configurations of the invention it is provided that the hollow cellulose acetate filaments of the tow material serve on the one hand as carrier material and on the other hand as cooling material. Since the hollow cellulose acetate filaments also serve as a carrier material, particularly compact filter elements can be realized in which the dimensions of the smoking article do not have to be increased.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Fi Itrona härte" ist die nach dem Filtrona- Prinzip bestimmte Filterhärte zu verstehen. Bei diesem Prinzip wird die Filterhärte bestimmt, indem ein zylindrischer Stab von 12 mm Durchmesser mit seiner flachen Stirnseite vertikal mit einer Last von 300 g auf einen horizontal positionierten Filterstab gedrückt wird. Das Verhältnis des zusammengedrückten Durchmessers zum vorher durch die erste Berührung ermittelten Ausgangsdurchmessers ergibt die prozentuale Angabe der Filtronahärte. The term "Fi Itrona hardness" used herein means the filter hardness determined according to the Filtrona principle. With this principle, the filter hardness is determined by placing a cylindrical rod with a diameter of 12 mm with its flat end vertically on with a load of 300 g The ratio of the compressed diameter to the initial diameter determined by the first contact gives the percentage of Filtrona hardness.
Die Filterelement- bzw. Filterstabhärte ist ein wichtiges Zielkriterium bei insbesondere Zigarettenfiltern. Sie wird üblicherweise als die genannte Filtronahärte angegeben. Hierbei ist zu beachten, dass die Filtronahärte nur an einem Filterelement gemessen wird, nicht aber an dem zugrundeliegenden Filter-(Roh)-Material, also dem Tow-Material. Die Filtronahärte eines Filterelements wird insbesondere durch die Menge an Triacetin beeinflusst, welches auf das Filterelement aufgesprüht wird/werden kann. Der Mindestgrenzwert der Filtronahärte liegt bei etwa 88% und orientiert sich an den Markterfordernissen. Die Filtronahärte des Filterelements kann hierbei vorzugsweise auf etwa 88% bis 95%, insbesondere etwa 90% bis 93% eingestellt werden. The filter element or filter rod hardness is an important target criterion, particularly for cigarette filters. It is usually given as the stated Filtrona hardness. It should be noted here that the Filtrona hardness is only measured on a filter element, but not on the underlying filter (raw) material, i.e. the tow material. The filtron hardness of a filter element is particularly influenced by the amount of triacetin that is/can be sprayed onto the filter element. The minimum limit of the Filtrona hardness is around 88% and is based on market requirements. The filtron hardness of the filter element can preferably be adjusted to about 88% to 95%, in particular about 90% to 93%.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filterelements ist vorgesehen, dass der Filterkörper insbesondere als Filterstab ausgeführt ist und vorzugsweise einen Durchmesser zwischen etwa 6 mm und etwa 4 mm und insbesondere einen Durchmesser zwischen etwa 5,5 mm und etwa 5,0 mm und vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 5,35 mm aufweist, wobei der Filterkörper zumindest bereichsweise mit einem Papiermaterial oder einem papi erähnlichen Material umhüllt ist. According to preferred embodiments of the filter element according to the invention, it is provided that the filter body is designed in particular as a filter rod and preferably has a diameter of between about 6 mm and about 4 mm and in particular a diameter of between about 5.5 mm and about 5.0 mm and preferably a diameter of about 5.35 mm, wherein the filter body is at least partially covered with a paper material or a paper-like material.
Bei dieser Ausgestaltung sollte vorzugsweise die Filtronahärte des Filterelements bei größer als 85% und insbesondere größer als 90% liegen. In this configuration, the Filtrona hardness of the filter element should preferably be greater than 85% and in particular greater than 90%.
Bei gegebenem Filterelement-Durchmesser wird die Filtronahärte insbesondere durch das Acetatgewicht bestimmt, wobei der Filament-Titer der Celluloseacetat- Filamente des Tow-Materials nur einen untergeordneten Einfluss auf die Filtronahärte aufweist. For a given filter element diameter, the Filtrona hardness is determined in particular by the acetate weight, with the filament titre of the cellulose acetate filaments of the tow material having only a subordinate influence on the Filtrona hardness.
Es ist bei Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Filterelements vorgesehen, dass der Filterkörper ein Acetatgewicht aufweist, welches maximal 2,5 mg/mm Filterelementlänge beträgt. In configurations of the filter element according to the invention, it is provided that the filter body has an acetate weight which is at most 2.5 mg/mm of filter element length.
Die Filtronahärte des Filterelements kann auch durch ein stärkeres Filterumhüllungspapier oder ein stärkeres Tipping-Papier erreicht werden. The filtrona hardness of the filter element can also be achieved by using a stronger filter wrapping paper or a stronger tipping paper.
Ein Tipping-Papier ist ein Papier, mit welchem entweder mehrere Filterelemente aneinandergekoppelt werden, oder ein Filterelement an einen Tabakstrang gekoppelt wird. Das Erhöhen der Filtronahärte des Filterelements durch die Verwendung eines stärkeren Filterumhüllungspapiers oder eines stärkeren Tipping-Papiers hat jedoch wirtschaftliche Nachteile, da bei diesem Ansatz höhere Kosten zu erwarten sind. A tipping paper is a paper with which either several filter elements are coupled to one another or a filter element is coupled to a tobacco rod. However, increasing the filtrona hardness of the filter element by using a stronger filter wrapping paper or a stronger tipping paper has economic disadvantages, since higher costs are expected with this approach.
In Verbindung mit der Filtronahärte des Filterelements steht der so genannte „Hot Collapse", wonach die Filterhärte während der Benutzung des Filterelements, d.h. während der Verwendung des Filterelements mit Rauchwaren oder HNB-Pro- dukten, abnimmt. Dieses Phänomen kann insbesondere dann auftreten, wenn bei einer klassischen Zigarette bei einem der letzten Züge das Filterelement in Gegenwart von Feuchte erwärmt wird. Aber auch bei HNB-Produkten kann dieser unerwünschte Effekt auftreten. In connection with the filtrona hardness of the filter element, there is the so-called "hot collapse", according to which the filter hardness during use of the filter element ie, during use of the filter element with smoking articles or HNB products. This phenomenon can occur in particular when, in the case of a conventional cigarette, the filter element is heated in the presence of moisture during one of the last puffs. However, this undesirable effect can also occur with HNB products.
In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, dass der Grad der Abnahme der Filtronahärte aufgrund des „Hot Collapse"-Phänomens signifikant reduziert werden kann, wenn als Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Filterelements ein Tow-Material mit dem genannten geringen Filament-Titer, dem genannten geringen Gesamt-Titer und mit dem geringen Acetatgewicht verwendet wird. In this context, it has been shown that the degree of decrease in Filtrona hardness due to the "hot collapse" phenomenon can be significantly reduced if the starting material for the filter element according to the invention is a tow material with the mentioned low filament titer, the mentioned low total Titer and with the low acetate weight is used.
Das Tow-Material des Filterkörpers des erfindungsgemäßen Filterelements weist vorzugsweise eine massenbezogene spezifische Oberfläche im Bereich zwischen 0,3 m2/g und 0,025 m2/g und insbesondere von kleiner als 0,15 m2/g auf. Damit können der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung des erfindungsgemäßen Filterelements reduziert werden, ohne dass die Länge des Filterelements reduziert wird. Somit sind relativ lange Filterelemente realisierbar, die eine entsprechend lange Kühlstrecke ermöglichen, was vorteilhaft für den Wärmehaushalt ist, insbesondere bei der Verwendung des Filterelements mit HNB-Produkten. The tow material of the filter body of the filter element according to the invention preferably has a mass-related specific surface area in the range between 0.3 m 2 /g and 0.025 m 2 /g and in particular less than 0.15 m 2 /g. The draw resistance and the filtration performance of the filter element according to the invention can thus be reduced without the length of the filter element being reduced. Thus, relatively long filter elements can be realized, which allow a correspondingly long cooling section, which is advantageous for the heat balance, especially when using the filter element with HNB products.
Zusätzlich hierzu kann durch die erfindungsgemäße Festlegung der massenbezogenen spezifischen Oberfläche des Tow-Materials auf einen Wert von insbesondere kleiner als 0,15 m2/g der Zugwiderstand und die Filtrationsleistung des Filterelements ohne Reduzierung des Fasergewichts im Filterelement pro Volumenanteil und/oder ohne Reduzierung des Gesamt-Titers des Tow-Materials reduziert werden. Dies hat den Vorteil, dass keine Abnahme der Filtronahärte des Filterelements aufgrund einer Reduzierung des Fasergewichts im Filterelementmaterial pro Volumenanteil und/oder aufgrund einer Reduzierung des Gesamt-Titers auftritt. In addition to this, by setting the mass-related specific surface area of the tow material to a value of, in particular, less than 0.15 m 2 /g, according to the invention, the draw resistance and the filtration performance of the filter element can be increased without reducing the fiber weight in the filter element per volume fraction and/or without reducing the overall titers of the tow material are reduced. This has the advantage that there is no decrease in the filtrona hardness of the filter element due to a reduction in the fiber weight in the filter element material per volume fraction and/or due to a reduction in the overall titer.
Die Celluloseacetat-Filamente des als Ausgangsprodukt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements dienenden Tow-Materials sind insbesondere Cellu- lose-2,5-Acetat-, Cellulosebutyrat-, Celluloseacetobutyrat-, Celluloseacetopropionat- und/oder Cellulosepropionat-Filamente. Vorzugsweise weisen die Celluloseacetat-Filamente einen Substitutionsgrad von etwa 1,5 bis 3,0, vorzugsweise etwa 2,2 bis 2,6, auf. Die vorzugsweise zur Plastifizierung der Celluloseacetat-Fasern eingesetzten und auf die Fasern applizierten Weichmacher können beispielsweise aus folgenden Gruppen ausgewählt sein: Glycerinester (insbesondere Glycerintriacetat), Ethylen- und Propylencarbonat, Zitronensäureester (insbesondere Acetyl -, Triethylcitrat), Glycoseester oder Diethylenglykoldibenzoat. The cellulose acetate filaments of the tow material serving as the starting product for producing the filter element according to the invention are in particular cellulose 2,5-acetate, cellulose butyrate, cellulose acetobutyrate, cellulose acetopropionate and/or cellulose propionate filaments. Preferably, the cellulose acetate filaments have a degree of substitution of about 1.5 to 3.0, preferably about 2.2 to 2.6. The softeners preferably used to plasticize the cellulose acetate fibers and applied to the fibers can be selected, for example, from the following groups: glycerol esters (particularly glycerol triacetate), ethylene and propylene carbonate, citric acid esters (particularly acetyl or triethyl citrate), glycose esters or diethylene glycol dibenzoate.
Die Menge an einzusetzendem plastifizierenden Weichmacher und/oder wasserlöslichem Verklebungsmittel ist dem Fachmann auf diesem technischen Gebiet geläufig. Im Allgemeinen liegt ein Gehalt an Weichmacher und/oder Verklebungsmittel von etwa 1 bis 14 Gewichts-Prozent vor, in besonderen Fällen kann der Gehalt an Weichmacher diesen Bereich jedoch ohne Weiteres übersteigen. The amount of plasticizing agent and/or water-soluble tackifier to be used is well known to those skilled in the art. In general, there is a plasticizer and/or tackifier content of about 1 to 14% by weight, but in special cases the plasticizer content can easily exceed this range.
Als wasserlösliche Verklebungsmittel, die bevorzugt auf der Oberfläche der Celluloseacetat-Filamente vorliegen, können insbesondere hochsiedende Lösungsmittel, wie Polyalkylenoxid, wasserlösliche Ester oder Ether, Stärke, Stärkederivate, P-Polyvinylalkohole, Polyvinylether, P-Polyvinylacetate und/oder Polysaccharide, wasserlösliche Polyamide und Polyacrylate sein, die auf die Einzelfäden des Tow- Materials oder auf das Tow-Material appliziert werden. High-boiling solvents, such as polyalkylene oxide, water-soluble esters or ethers, starch, starch derivatives, P-polyvinyl alcohols, polyvinyl ethers, P-polyvinyl acetates and/or polysaccharides, water-soluble polyamides and polyacrylates be applied to the individual threads of the tow material or to the tow material.
Insbesondere wurde vorliegend erkannt, dass auch die Restkräuselung (RS) des Tow-Materials des Filterkörpers und die Dichte ( ) des Filterkörpers einen entscheidenden Einfluss auf die Performance des Filterelements hat. Vorzugsweise beträgt dabei ein restkräuselungsbezogener Dichtwert A mindestens 0,016 mg2/mm6 mit: In particular, it was recognized here that the residual crimp (RS) of the tow material of the filter body and the density ( ) of the filter body also have a decisive influence on the performance of the filter element. A residual crimp-related density value A is preferably at least 0.016 mg 2 /mm 6 with:
A = p2 - RS . A = p 2 - RS .
Dabei sollte insbesondere die Restkräuselung (RS) des Tow-Materials des Filterkörpers den Wert von 3,0 und insbesondere den Wert von 2,75 nicht übersteigen, wobei die Restkräuselung (RS) des Tow-Materials vorzugsweise zwischen etwa 1,5 und etwa 2,75 und insbesondere zwischen 1,9 und 2,5 liegt. Die Restkräuselung versteht sich dabei als das Verhältnis der Länge der endkräu- selten Celluloseacetat-Filamente zur Filterelementlänge. Die Restkräuselung ist für ein gegebenes Filterelement ein charakteristisches Merkmal. In particular, the residual crimp (RS) of the tow material of the filter body should not exceed the value of 3.0 and in particular the value of 2.75, with the residual crimp (RS) of the tow material preferably being between about 1.5 and about 2 .75 and in particular between 1.9 and 2.5. The residual crimp is the ratio of the length of the end-crimp cellulose acetate filaments to the length of the filter element. Residual crimp is a characteristic of a given filter element.
Hierbei wurde in überraschender Weise festgestellt, dass bei einem verhältnismäßig geringen Gesamt-Titer des Tow-Materials des Filterkörpers bei gleichbleibendem Acetatgewicht einen höheren Restkräuselungswert erfordert, um die notwendige Filterhärte beizubehalten. It was surprisingly found that with a relatively low total titer of the tow material of the filter body with the same acetate weight, a higher residual crimp value is required in order to maintain the necessary filter hardness.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kommt es darauf an, ein Tow-Material zur Herstellung eines Filterelements für Mundstücke zur Verwendung mit Rauchwaren oder HNB-Produkten anzugeben, wobei das Tow-Material dahingehend optimiert ist, dass die aus dem Tow-Material hergestellten Filterelemente eine möglichst gleichmäßige Performance insbesondere im Hinblick auf Filtrationsleistung und Filterhärte aufweisen. According to a further aspect of the present invention, it is important to specify a tow material for manufacturing a filter element for mouthpieces for use with smoking articles or HNB products, the tow material being optimized in such a way that the filter elements made from the tow material have a performance that is as uniform as possible, especially with regard to filtration performance and filter hardness.
In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass es hierbei insbesondere auch darauf ankommt, dass die Celluloseacetat-Filamente des Tow-Materials einen insbesondere vorab festgelegten oder festlegbaren einheitlichen Filament -Titer aufweisen. Dieser vorab festgelegte oder festlegbare einheitliche Filament -Titer liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 5 Denier und 10 Denier. In this context, it was found that it is particularly important that the cellulose acetate filaments of the tow material have a uniform filament titer that is in particular predetermined or can be determined. This predetermined or determinable uniform filament denier is in particular in a range between 5 denier and 10 denier.
Um eine gleichmäßige Performance des aus dem Tow-Material hergestellten Filterelements insbesondere in Bezug auf Filtrationsleistung und Filterhärte zu erreichen, sollte ein Variationskoeffizient des einheitlichen Filament-Titers bei maximal 0,1 und vorzugsweise bei maximal 0,05 bis maximal 0,01 liegen. In order to achieve a uniform performance of the filter element made from the tow material, in particular with regard to filtration performance and filter hardness, a coefficient of variation of the uniform filament titer should be no more than 0.1 and preferably no more than 0.05 to no more than 0.01.
Der Variationskoeffizient des einheitlichen Filament -Titers, der auch als Abweichungskoeffizient bezeichnet werden kann, ist eine statistische Kenngröße und beschreibt - im Gegensatz zur Varianz - ein relatives Streuungsmaß, d.h. er hängt nicht von der Maßeinheit der statistischen Variable bzw. Zufallsvariablen ab. The coefficient of variation of the uniform filament titer, which can also be referred to as the deviation coefficient, is a statistical parameter and describes - in contrast to the variance - a relative measure of scatter, i.e. it does not depend on the unit of measurement of the statistical variable or random variable.
Mit anderen Worten, bei der Herstellung des Tow-Materials wird Sorge getragen, dass die Einzelnen von den jeweiligen Spinndüsen der eingesetzten Spinnmaschine hergestellten Filamente einen einheitlichen Filament-Titer aufweisen. Dies ist in der Praxis dadurch realisierbar, dass jeder Spinndüse eine eigene insbesondere frequenzgesteuerte Spinnpumpe zugeordnet ist, um sicherzustellen, dass jeder Spinndüse der Spinnmaschine die Spinnflüssigkeit (Lösung von ca. 30% Cellulose-2,5-Acetat in Aceton) derart zugeführt wird, dass ein einheitlicher Düsendruck und eine einheitliche Menge an pro Zeiteinheit von jeder Spinndüse abgegebenen Menge an Spinnflüssigkeit realisierbar ist. In other words, when producing the tow material, care is taken that the individual filaments produced by the respective spinnerets of the spinning machine used have a uniform filament titre. In practice, this can be achieved by assigning each spinneret its own, in particular frequency-controlled, spinning pump to ensure that each spinneret of the spinning machine is supplied with the spinning liquid (solution of approx. 30% cellulose-2,5-acetate in acetone) in such a way that that a uniform nozzle pressure and a uniform amount of spinning liquid delivered per unit time by each spinneret can be realized.
Mit dieser einfach zu realisierenden aber dennoch effektiven Weise ist es möglich, einen insbesondere vorab festgelegten oder festlegbaren einheitlichen Filament- Titer zu realisieren. In this way, which is easy to implement but nevertheless effective, it is possible to implement a uniform filament titer that is or can be specified in advance.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, dass die aus den Celluloseacetat-Filamenten gebildeten Einzelfäden des Tow-Materials einen vorab festgelegten oder festlegbaren und vorzugsweise einheitlichen Gesamt-Titer von mindestens 5.000 Denier und maximal 10.000 Denier aufweisen, wobei hier ein Variationskoeffizient des einheitlichen Gesamt-Titers vorzugsweise bei maximal 0,1 und insbesondere bei maximal 0,05 bis maximal 0,005 liegt. Der Variationskoeffizient wird hierbei insbesondere durch Mehrfachmessungen über die Länge des Tows bestimmt. Alternatively or additionally, it is preferred that the individual threads of the tow material formed from the cellulose acetate filaments have a predetermined or determinable and preferably uniform total titer of at least 5,000 denier and a maximum of 10,000 denier, with a coefficient of variation of the uniform total Titers is preferably at most 0.1 and in particular at most 0.05 to at most 0.005. In this case, the coefficient of variation is determined in particular by multiple measurements over the length of the tow.
Mit dieser einfach zu realisierenden Maßnahme können in effektiver Weise bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements schwankende Qualitäten zu vermieden werden, was insbesondere auf dem Markt für Slim- und U Itra-Slim -Filtern nicht akzeptabel ist und somit bei der Herstellung der Filterelemente Produktivitätsverluste mit sich bringen würde. With this measure, which is easy to implement, fluctuating qualities can be effectively avoided in the manufacture of the filter element according to the invention, which is unacceptable in particular on the market for slim and ultra-slim filters and thus entails losses in productivity in the manufacture of the filter elements would bring.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile sind somit vielfältig. Insbesondere ist die Realisierung von Slim- und Ultra-Slim-Filterelementen möglich, wobei wirksam das Auftreten des Hot Collapse-Phänomens vermieden wird, auch wenn das Tow- Material des Filterkörpers einen verhältnismäßig geringen Gesamt-Titer und verhältnismäßig geringen Filament-Titer aufweist. The advantages associated with the invention are thus manifold. In particular, the realization of slim and ultra-slim filter elements is possible, with the occurrence of the hot collapse phenomenon being effectively avoided, even if the tow material of the filter body has a relatively low total titer and relatively low filament titer.

Claims

Patentansprüche Filterelement für Mundstücke zur Verwendung mit Rauchwaren oder HNB- Produkten, wobei das Filterelement einen Filterkörper aus einem Tow- Material aufweist, wobei das Tow-Material durch eine Vielzahl von Einzelfäden aus vernetzten und gekräuselten Celluloseacetat-Filamenten gebildet wird, wobei die Celluloseacetat-Filamente insbesondere eine multilobale oder polygonale und vorzugsweise Y-förmige Querschnittsgeometrie aufweisen, wobei: die Celluloseacetat-Filamente des Tow-Materials einen insbesondere vorab festgelegten oder festlegbaren einheitlichen Filament-Titer in einem Bereich kleiner oder gleich 10 Denier (11,1 dtex) und größer oder gleich 5 Denier (5,5 dtex) aufweisen; das Tow-Material einen Gesamt-Titer in einem Bereich kleiner oder gleich 10.000 Denier (11,1 kdtex) und größer oder gleich 5.000 Denier (5.555,5 dtex) aufweist; und das spezifische Fasergewicht der Celluloseacetat-Filamente des Tow- Materials kleiner oder gleich 2,5 mg pro mm Filterelementlänge und größer oder gleich 1,0 mg pro mm Filterelementlänge beträgt. Filterelement nach Anspruch 1, wobei ein Variationskoeffizient des einheitlichen Gesamt-Titers bei maximal 0,1 und vorzugsweise bei maximal 0,05 bis maximal 0,005 liegt. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Variationskoeffizient des einheitlichen Filament-Titers bei maximal 0,1 und vorzugsweise bei maximal 0,05 bis maximal 0,01 liegt. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Filterkörper insbesondere als Filterstab ausgeführt ist und einen Durchmesser zwischen etwa 6 mm und etwa 4 mm und insbesondere einen Durchmesser zwischen etwa 5,5 mm und etwa 5,0 mm und vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 5,35 mm aufweist, wobei der Filterkörper zumindest bereichsweise mit einem Papiermaterial oder einem papierähnlichen Material umhüllt ist. Filterelement nach Anspruch 4, wobei der Filterkörper mit der aus dem Papiermaterial oder papierähnlichen Material bestehenden Umhüllung eine Kompressionstiefe von kleiner als 0,90 mm und insbesondere von kleiner als 0,85 mm aufweist, wenn senkrecht zur Filterkörperachse ein zylinderförmiger Prüfkörper mit einer Masse von 300 g und einem Durchmesser von 12 mm stirnseitig auf den Filterkörper gesetzt wird. Filterelement nach Anspruch 4, wobei der Filterkörper ohne der aus dem Papiermaterial oder papierähnlichen Material bestehenden Umhüllung eine Kompressionstiefe von kleiner als 0,90 mm und insbesondere von kleiner als 0,85 mm aufweist, wenn senkrecht zur Filterkörperachse ein zylinderförmiger Prüfkörper mit einer Masse von 300 g und einem Durchmesser von 12 mm stirnseitig auf den Filterkörper gesetzt wird. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest ein Teil der Celluloseacetat-Filamente der Einzelfäden des Tow-Materials zumindest bereichsweise als hohlförmige und/oder rohrförmige Celluloseacetat-Filamente ausgebildet ist. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Härte des Filterkörpers mindestens 80% Filtronahärte und vorzugsweise mindestens etwa 86% Filtronahärte beträgt. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Filterkörper einen Weichmacher mit einem Weichmachergehalt zwischen etwa 2% und etwa 15% und vorzugsweise zwischen etwa 4% und etwa 10% liegt, wobei der Weichmacher insbesondere Triacetin, Triethylenglykoldiacetat und/oder Zitronensäureethylester aufweist. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Tow-Material des Filterkörpers eine Restkräuselung (RS) und eine Dichte ( ) aufweist, wobei ein restkräuselungsbezogener Dichtewert A mindestens 0,016 mg2/mm6 beträgt, mit: Claims A mouthpiece filter element for use with smoking articles or HNB products, the filter element comprising a filter body of a tow material, the tow material being formed by a plurality of monofilaments of crosslinked and crimped cellulose acetate filaments, the cellulose acetate filaments in particular have a multilobal or polygonal and preferably Y-shaped cross-sectional geometry, wherein: the cellulose acetate filaments of the tow material have a uniform filament titre, in particular a predetermined or determinable one, in a range of less than or equal to 10 denier (11.1 dtex) and greater than or equal to 5 denier (5.5 dtex); the tow material has a total denier in a range of less than or equal to 10,000 denier (11.1 kdtex) and greater than or equal to 5000 denier (5555.5 dtex); and the specific fiber density of the cellulose acetate filaments of the tow material is less than or equal to 2.5 mg per mm of filter element length and greater than or equal to 1.0 mg per mm of filter element length. Filter element according to claim 1, wherein a coefficient of variation of the uniform total titre is at most 0.1 and preferably at most 0.05 to at most 0.005. The filter element according to claim 1 or 2, wherein a coefficient of variation of the uniform filament denier is at most 0.1, and preferably at most 0.05 to at most 0.01. Filter element according to one of claims 1 to 3, wherein the filter body is designed in particular as a filter rod and has a diameter of between about 6 mm and about 4 mm and in particular a diameter of between about 5.5 mm and about 5.0 mm and preferably a diameter of about 5.35 mm, the filter body being covered at least in regions with a paper material or a paper-like material. Filter element according to claim 4, wherein the filter body with the covering consisting of the paper material or paper-like material has a compression depth of less than 0.90 mm and in particular less than 0.85 mm when a cylindrical test body with a mass of 300 g and a diameter of 12 mm is placed on the front of the filter body. Filter element according to claim 4, wherein the filter body without the covering consisting of the paper material or paper-like material has a compression depth of less than 0.90 mm and in particular less than 0.85 mm when a cylindrical test body with a mass of 300 g and a diameter of 12 mm is placed on the front of the filter body. Filter element according to one of claims 1 to 6, wherein at least some of the cellulose acetate filaments of the individual threads of the tow material are designed as hollow and/or tubular cellulose acetate filaments, at least in some areas. The filter element of any one of claims 1 to 7, wherein the hardness of the filter body is at least 80% Filtrona Hardness, and preferably at least about 86% Filtrona Hardness. Filter element according to one of claims 1 to 8, wherein the filter body contains a plasticizer with a plasticizer content between about 2% and about 15% and preferably between about 4% and about 10%, the plasticizer having in particular triacetin, triethylene glycol diacetate and/or ethyl citric acid. The filter element of any one of claims 1 to 9, wherein the tow material of the filter body has a residual crimp (RS) and a density ( ), wherein a residual crimp-related density value A is at least 0.016 mg 2 /mm 6 with:
A = p2 - RS Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und insbesondere nach Anspruch 10, wobei die Restkräuselung (RS) des Tow-Materials des Filterkörpers den Wert von 3,0 nicht übersteigt, wobei die Restkräuselung (RS) des Tow-Materials des Filterkörpers vorzugsweise zwischen etwa 1,5 und etwa 2,75 und insbesondere zwischen 1,9 und 2,5 liegt. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Celluloseacetat-Filamente des Tow-Materials eine Zugfestigkeit von mindestens 2,6 N/kden aufweisen. Mundstück zur Verwendung mit Rauchwaren oder HNB-Produkten, wobei das Mundstück ein Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist. Mundstück nach Anspruch 13, wobei ferner ein insbesondere kapselförmiges oder kapselartiges Geschmacksabgabeelement in dem Filterelement eingebettet ist. Zigarettenfilter oder Zigarettenfilterelement welcher, bzw. welches ein Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist. A = p 2 - RS Filter element according to one of claims 1 to 10 and in particular according to claim 10, wherein the residual crimp (RS) of the tow material of the filter body does not exceed the value of 3.0, the residual crimp (RS) of the tow Material of the filter body is preferably between about 1.5 and about 2.75 and more preferably between 1.9 and 2.5. A filter element according to any one of claims 1 to 11, wherein the cellulose acetate filaments of the tow material have a tensile strength of at least 2.6 N/kden. A mouthpiece for use with smoking articles or HNB products, the mouthpiece comprising a filter element according to any one of claims 1 to 12. Mouthpiece according to Claim 13, wherein a particularly capsule-shaped or capsule-like flavor release element is also embedded in the filter element. Cigarette filter or cigarette filter element which, or which has a filter element according to one of Claims 1 to 12.
16. Zigarettenfilter oder Zigarettenfilterelement nach Anspruch 15, wobei ferner ein insbesondere kapselförmiges oder kapselartiges Geschmacksabgabeelement in dem Filterelement eingebettet ist. 16. Cigarette filter or cigarette filter element according to claim 15, wherein a particularly capsule-shaped or capsule-like flavor release element is embedded in the filter element.
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