Verfahren zur Herstellung von Zigaretten mit Mehrschichtfiltern Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Zigaretten mit min destens zwei in Strömungsrichtung des Rauches hin tereinander angeordneten Filterschichten unter schiedlichen Materials und auf nach diesem Ver fahren hergestellte Zigaretten.
In der letzten Zeit wurden grosse Anstrengungen zur rationellen Herstellung von hochabsorbierenden Zigarettenfilterstöpseln unternommen. Dabei ist es gelungen, derartige Filterstöpsel zu schaffen, die trotz eines nicht zu hohen Zugwiderstandes aus dem Rauch bis zu 70 oh, des Gehaltes an Nikotin und Teerstoffen ausscheiden.
Bei der praktischen Verwendung solcher hoch absorbierender Filterstöpsel hat sich gezeigt, dass zwar die Ausscheidungswirkung derselben durchaus erwünscht ist und als vorteilhaft betrachtet wird, aber gleichzeitig die dabei zwangläufig entstehende starke Bräunung der sichtbaren Stirnfläche des Fil terstöpsels als höchst unangenehm empfunden wird.
Die heute gebräuchlichen Zigarettenfilterstöpsel mit einer Absorption von mehr als etwa 20 % der im Rauch enthaltenen unerwünschten Stoffe, wie etwa Filter aus Zellulosewatte, weisen diese uner wünschte Verfärbung auf, falls es sich nicht um Fil ter für eine chemische Absorption handelt, bei denen aber wiederum der Gehalt an Chemikalien und che misch wirksamen Stoffen höchst bedenklich ist,
da hierdurch häufig eine unerwünschte Beeinflussung des Tabakgeschmackes erfolgt, oder bei starkem Rauchen die Lippen bzw. die Zunge angegriffen werden können.
Zur Beseitigung der unerwünschten Verfärbung der sichtbaren Stirnseite hochabsorbierender Filter stöpsel wurde bereits vorgeschlagen, sogenannte Zweischichtfilterstöpsel zu schaffen. Beispielsweise wurde versucht, ein Watteknäuel und ein Wickelfil ter aus gekrepptem Papier miteinander zu vereini gen oder einen Filterstöpsel in mehrere axial hinter einander gelegenen Wirbelkammern zu unterteilen. Es wurden auch bereits Filter mit Füllungen aus gra nulierten organischen und anorganischen Materialien vorgeschlagen.
Sämtlichen bisher bekanntgeworde nen Zweischichtfilterstöpseln ist aber gemeinsam, dass dieselben auf den vorhandenen üblichen Filter stöpselmaschinen nicht herstellbar, und auf den bei der Zigarettenindustrie benützten Assemblingmaschi- nen nicht verarbeitbar sind.
Es besteht aber ein Bedürfnis nach einem geeig neten Mehrschichtfilterstöpsel, der einerseits die Vorteile hochabsorbierender Filterstöpsel und deren gute Abscheidungswirkung besitzt und der ander seits, ähnlich wie die schwach absorbierenden Filter, keine unerwünschte Färbung am Saugende zeigt. Ein derartiger Mehrschichtfilterstöpsel muss aber auf den, in grossem Umfang bei der Zigarettenindustrie verwendeten Assemblingmaschinen, derart herstell- bar sein, dass ohne weitere Massnahme jede Zigarette mit einem solchen Mehrschichtfilterstöpsel versehen wird.
Hierbei soll jeder Mehrschichtfilterstöpsel aus einem, dem Tabak zugekehrten hochabsorbierenden Teil, und aus einem mit der Stirnseite von aussen sichtbaren, weniger absorbierenden Teil bestehen. Auf diese Weise würden dann Filterstöpsel entstehen, die zwar eine gute Abscheidungswirkung besitzen, aber deren weniger absorbierender Teil entsprechend schwach verfärbt wird, womit die bisherigen Nach teile hochabsorbierender Filterstöpsel vermieden wären.
Das zu lösende Problem besteht also in der Schaffung von Filterstrangabschnittdn der handels üblichen Längen von 66, 72, 78 bis 90 mm Länge, welche zur Verarbeitung auf den bestehenden ma schinellen Einrichtungen geeignet sind.. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfah ren, das sich dadurch auszeichnet, dass aus den ein zelnen Materialien jeweils Strangkörper hergestellt werden, von denen mindestens die Strangkörper aus einem der Materialien die doppelte Länge aufweisen als die im fertigen Filterstöpsel für dieses Material vorgesehenen Abschnitte.
Diese Strangkörper werden ohne Zwischenraum hintereinander zu einem einzi gen endlosen Strang zusammengesetzt, der in gleiche Filterstrangabschnitte unterteilt und hierbei jeweils ein Strangkörper halbiert wird, wobei sich an beiden Enden je ein halber Strangkörper aus dem zum Kontakt mit dem Tabak bestimmten Material, und in der Mitte je ein ganzer Strangkörper aus dem für das Saugende vorgesehenen Material be findet.
Schliesslich werden Doppelstöpsel-Filterstrang- abschnitte beidseits mit einem Zigarettentabakstrang vereinigt und dann unter Halbierung des mittleren Strangkörpers zu zwei je einer Zigarette zugehörigen fertigen Filterstöpseln gleichen Mehrschichtaufbaus unterteilt.
Ferner betrifft die Erfindung eine nach dem an gegebenen Verfahren hergestellte Zigarette, welche gekennzeichnet ist durch einen Filter aus hinterein ander angeordneten Strangkörpern unterschiedlichen Materials.
Die Erfindung ist nachstehend in einigen Aus führungsbeispielen an Hand der Fig. 1 bis 9 der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt hier von: Fig. 1 ein Prinzipschema eines Ausführungsbei spiels einer maschinellen Einrichtung zur Durchfüh rung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungs beispiel eines endlosen Filterstranges aus zwei Mate rialien, Fig. 3 bis 5 verschiedene Filterstrangabschnitte, jeweils im Längsschnitt gezeichnet,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer An ordnung von Zigarettentabaksträngen und Filter strangabschnitten vor der Vereinigung, Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für die Vereini gung eines Filterstrangabschnittes mit je einer Ziga rette an beiden Enden, Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Herstellung des Filterstranges, in schematischer Wiedergabe als Aufriss, Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung ähnlich Fig. 8; schematisch als Grund riss dargestellt.
Zur Herstellung eines endlosen Filterstranges und Unterteilung desselben in Strangabschnitte kann beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte maschinelle Einrichtung dienen. Dabei sei vorausgesetzt, dass zweischichtige Filterstöpsel hergestellt werden sollen, die aus einem Material<I>A</I> und einem Material<I>B</I> bestehen, beispielsweise aus hochabsorbierendem Filtermaterial A, das an den Tabak angrenzt, und aus schwach absorbierendem und sich wenig verfär bendem Material B am Saugende.
Zunächst werden aus dem Material A und dem Material B auf geeignete bekannte Art kurze, vor zugsweise zylindrische Strangkörper 1A bzw. 2B hergestellt, die hier gleichlang angegeben sind, aber natürlich auch unterschiedliche Länge besitzen kön nen. Die Länge dieser Strangkörper 1A, <I>2B</I> muss genau die doppelte Grösse besitzen, als die betref fende Länge des im fertigen zweischichtigen Filter stöpsel vorgesehenen jeweiligen Abschnittes aus dem Material<I>A bzw.
B.</I> Die Strangkörper 1A bzw.<I>2B</I> werden in das Magazin 3 bzw. 4 je einer automa tischen Auflegevorrichtung 5 bzw. 6 eingefüllt, von dem aus sie über den Schacht 7 bzw. 8 und ein Auslegeorgan, beispielsweise je ein Schaufelrad 9 bzw. 10 auf je eine Auslegewalze 11 bzw. 12 ge langen. Die beiden Schaufelräder 9 und 10 sind über die Welle 13 miteinander verbunden und werden gemeinsam über die Welle 14 von dem Getriebe 15 angetrieben, das seinerseits über die Welle 16 mit dem Getriebe 17 für den Antrieb der Walzen welle 18 für beide Auflegewalzen 11 und 12 ge kuppelt ist. Durch den Antriebsmotor 19 werden somit über das Getriebe 17 sowohl die Auflegewal zen 11, 12 als auch die Schaufelräder 9, 10 gleich zeitig gedreht.
Die Drehzahlen der Auflegewalzen 11, 12 einerseits und der Schaufelräder 9 bzw. 10 anderseits, sind derart aufeinander abgestimmt, dass von der Auflegewalze 11 die Strangstücke 1A mit einem vorgegebenen Zwischenraum voneinander auf das Transportband 19, das über die Rollen 20, 21, 22 in Pfeilrichtung 23 läuft, aufgelegt werden. Die Anordnung der Auflegevorrichtung 6 ist derart ge troffen, dass von der Auflegewalze 12 die Strang körper 2B jeweils in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Strangkörpern 1A auf das Trans portband 19 gelegt werden.
Demnach liegt hinter der Auflegevorrichtung 6 auf dem Transportband 19 eine endlose Reihe von Strangkörpern, die abwechselnd aus Material A und Material B bestehen. Diese Reihe einzelner Strang körper 1A, <I>2B</I> wird vom Transportband 24 über nommen, das in gleicher Richtung wie das Trans portband 19, aber mit geringerer Geschwindigkeit von der Rolle 25 angetrieben wird. Durch den Ge schwindigkeitsunterschied beider Transportbänder 19 und 24 wird auf dem Band 24 eine endlose Reihe von Strangkörpern 1A, <I>2B</I> ohne Zwischenräume untereinander gebildet.
Die Strangkörperreihe auf dem Transportband 24 wird anschliessend vom Transportband 26 über nommen, das mit einer dünnen Papierbahn 27 von der Vorratsrolle 28 belegt ist. Mittels der Leimwal zen 29 wird auf der den Strangkörpern zugekehrten Seite der Papierbahn 27 ein schmaler Leimstreifen oder eine Reihe von Leimpunkten aufgebracht, wel che der Fixierung der einzelnen Strangkörper im herzustellenden endlosen Filterstrang dienen. Auf dem Transportband 26 läuft die Papierbahn 27 samt der darauf befindlichen Aufreihung von Strang körpern in eine Strangformungseinrichtung 30, in welcher ein endloser Strang in einer Papierumhül lung in bekannter Weise hergestellt wird.
Ferner ist in der Einrichtung 30 eine Schneidvorrichtung vor handen (nicht gezeichnet), durch welche Strangab- schnitte 31. erzeugt werden, die in einer Auslauf rinne 32, auf dem Band 33 liegend, der weiteren maschinellen Verarbeitung zugeführt werden, oder als Endprodukt verpackt und ausgeliefert werden können.
Der Aufbau des derart hergestellten endlosen Filterstranges ist aus Fig. 2 ersichtlich. Innerhalb der dünnen Papierumhüllung 34 befinden sich je weils ein Strangkörper 1A und ein Strangkörper 2B nebeneinander. Durch die Umhüllung der Strang körper in der Einrichtung 30 (Fig. 1) kann das ge wünschte Strangprofil geschaffen werden, wobei die Strangkörper 1A, <I>2B</I> falls erwünscht in radialer Richtung zusammengedrückt werden, also eine ela stische Vorspannung erhalten.
Der endlose Filter strang nach Fig. 2 wird dann durch geeignete be kannte Schneideinrichtungen, etwa rotierende Mes ser, in Filterstrangabschnitte nach Fig. 3 unterteilt, die zur Weiterverarbeitung in bestehenden Filter stöpselmaschinen geeignet sind und zwischen den Linien 35 und 36 eine vorbestimmte Länge entspre chend den üblichen Verarbeitungsmaschinen besit zen.
Sollen beispielsweise zweischichtige Filterstöpsel von 11 mm Länge mit Materialabschnitten<I>A</I> und<I>B</I> von je 5,5 mm Länge hergestellt werden, so müssen die Strangkörper 1A und 2B je 11 mm Länge be sitzen und der Abstand zwischen den Linien 35 und 36 dementsprechend 6 X 11 --- 66 mm sein. Die Unterteilung des endlosen Stranges erfolgt dabei der art, dass der Strangabschnitt an seinen beiden Enden je einen halben, mit 37A bezeichneten Strangkörper aus dem Material A besitzt, das-bei der fertigen Fil terzigarette an den Tabak angrenzen wird.
Der Strangabschnitt umfasst weitere zwei ganze Strang körper 1A und insgesamt drei ganze Strangkörper 2B.
Der siebenteilige Strangabschnitt nach Fig. 3 wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Halbierung der beiden ganzen Strangkörper 1A in drei Doppelstöpsel unterteilt, von denen einer in Fig. 4 dargestellt ist und aus je einem mit 38A bezeichneten halben Strangkörper an beiden Enden und einem ganzen Strangkörper 2B in der Mitte be steht. Entsprechend den oben angegebenen Abmes sungen des Strangabschnittes nach Fig. 3 besitzt ein derartiger Doppelstöpsel die Länge von 22 mm.
Falls erwünscht, können natürlich die Strangkör- per 1A und 2B verschieden lang sein, womit dann beispielsweise Doppelstöpsel nach Fig. 5 mit den beiden halblangen Strangkörpern 39A an beiden Enden und dem kurzen Strangkörper 40B in der Mitte entstehen. Diese Doppelstöpsel können aber, falls erwünscht, die gleiche Gesamtlänge aufweisen wie diejenigen nach Fig. 4.
Natürlich können auch gleich- oder verschiedenlange Strangkörper 1A, <I>2B</I> anderer Abmessungen verwendet und beispielsweise Filterstrangabschnitte nach Fig. 3 von 72, 78, 84, 90 mm hergestellt werden, aus denen dann Doppel stöpsel von 24, 26, 28, 30 mm entstehen.
Aus derartigen Doppelstöpseln nach Fig. 4 oder 5 können nunmehr mit Hilfe bekannter, und in der Zigarettenindustrie üblicher Maschinen die Filter zigaretten hergestellt werden. Hierzu wird zuerst nach Fig. 6 je ein Doppelstöpsel 41 zwischen zwei mit Tabak gefüllten Zigaretten 42 angeordnet und dann je ein Doppelstöpsel 41 beidseits mit je einer Ziga rette 42 vereinigt. Bei dem hier dargestellten Aus führungsbeispiel erfolgt dies gemäss Fig. 7, indem die beiden Zigaretten 42 an den zwischenliegenden Doppelstöpsel angedrückt und dieser dann mit einem Mundstückstreifen 43 umhüllt wird, der beidseits über den Doppelstöpsel hinausragt.
Durch den, auf der Innenseite mit Leim befeuchteten, doppelbreiten Mundstückstreifen 43 werden beide Zigaretten 42 gleichzeitig mit dem zwischenliegenden Doppelstöp sel 41 verbunden. Wird nun der Doppelstöpsel längs der Linie 44 durchgeschnitten und dabei der Strang körper 2B halbiert, so entstehen zwei Filterzigaretten, bestehend aus je einem tabakgefüllten Teil 42, je einem Filterstöpselabschnitt 38A, der am Tabak an grenzt, je einem das Saugende bildenden Filterstöp- selabschnitt 2B, und je einen den zweischichtigen Filterstöpsel und den Hals des Teils 42 umhüllenden Mundstückstreifen 43.
Somit ermöglicht das erläuterte Verfahren die Herstellung eines endlosen Filterstranges, der in ein zelne Abschnitte aufgeteilt, in bestehenden Filter stöpselmaschinen zu zweischichtigen Filterstöpseln verarbeitbar ist.
Aus Fig. 1 bis 5 ist ersichtlich, dass nicht nur zweischichtige, sondern auch mehrschichtige Filter stöpsel herstellbar sind. Wird beispielsweise in Lauf richtung hinter der Auflegevorrichtung 6 eine wei tere, aber mit doppelter Geschwindigkeit arbeitende derartige Vorrichtung für Strangkörper aus einem Material C angeordnet, so kann erreicht werden, dass bei.dseits jedes Strangkörpers 2B je ein solcher Strangkörper aus C-Material sich befindet.
Der hier bei entstehende endlose Strang kann wie oben be schrieben weiterverarbeitet werden und ergibt schliesslich einen Doppelstöpsel nach Fig. 4,. bei welchem jeweils beidseits des Strangkörpers 2B je ein Abschnitt aus dem Material C sich befindet, an den sich dann die Endabschnitte 38A anschliessen. Aus den Doppelstöpseln sind dann dreischichtige Filterstöpsel herstellbar.
Die in Fig. 1 dargestellte maschinelle Einrich tung zur Herstellung des endlosen Stranges stellt natürlich nur ein Ausführungsbeispiel dar und zeigt nur die wesentlichsten Teile. Beispielsweise kann es zweckmässig sein, eine oder alle Sorten von Strangkörpern vor dem Auflegen auf das Transport band 19 bereits mit einer dünnen Umhüllung, etwa aus Papier zu versehen. Dies erfolgt zweckmässiger weise derart, dass aus dem betreffenden Filtermate rial ein endloser Strang mit Umhüllung hergestellt wird und von diesem dann die Strangkörper in der erwünschten Länge abgeschnitten und dem betref fenden Magazin 3 bzw. 4 zugeführt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vor richtung zur Herstellung endloser Filterstränge der in Fig. 2 angegebenen Art zeigt die Fig. B. Hier bestehen die Auflegevorrichtungen 45 bzw. 46 aus je einem Magazin 47 bzw. 48 für die Strangkörper 1A bzw. 2B, je einem schrägen Auflegeband 49 bzw. 50 und je einem Auflegerad 51 bzw. 52.
Die kontinuierlich oder schrittweise in Pfeilrichtung 53 bzw. 54 bewegten Auflegebänder 49 und 50, sowie die Auflegeräder 51 und 52 arbeiten synchron zu einander und sind längs des in Pfeilrichtung 23 lau fenden Transportbandes 19 in solchem Abstand von einander angeordnet, dass wie im Ausführungsbei spiel nach Fig. 1 auf dem Transportband 19 die Strangkörper in der Reihenfolge 1A, <I>2B,</I> 1A, <I>2B</I> usw. liegen.
Die Weiterverarbeitung kann wie oben an Hand von Fig. 1 beschrieben erfolgen. Falls er wünscht, können auch mehr als zwei Auflegevor richtungen hintereinander längs des Transportbandes 19 angeordnet werden.
Ein anderes, besonders zur Herstellung eines endlosen Stranges für die Erzeugung von zweischich tigen Filterstöpseln geeignetes Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung zeigt die Fig 9. Hierbei ist je eine paternosterartig ausgebildete Auflegevor richtung 55 bzw. 56 für die Strangkörper 1A bzw. 2B vorgesehen, durch welche dieselben aus je einem Magazin 57 bzw. 58 mittels je eines endlosen Spros senbandes 59 bzw. 60 von beiden Seiten aus auf das in Pfeilrichtung 23 über die Walze 20 laufende Transportband 19 gelegt werden.
Die Antriebsrollen 61 bzw. 62 für die Sprossenbänder 59 und 60 rotie ren mit gleicher Drehzahl, so dass die Sprossenbän der auf der parallelen Wegstrecke zwischen den Umlenkrollen 63, 64 bzw. 65, 66 gleich schnell lau fen. Die beiden Sprossenbänder 59, 60 sind aber um einen halben Sprossenabstand gegeneinander ver setzt und der Sprossenabstand ist grösser als die doppelte Strangkörperlänge, so dass auf der paralle len Wegstrecke, wie aus Fig. 9 ersichtlich,
die vom Sprossenband 59 geförderten Strangkörper 1A mit den vom Sprossenband 60 geförderten Strangkörpern 2B ohne gegenseitige Behinderung zu einer aus bei den Strangkörpern bestehenden Reihe auf dem Transportband 19 zusammengesetzt werden. Durch einen Bremskanal 67 geeigneter Bauart werden die Zwischenräume zwischen aufeinanderfolgenden Strangkörpern beseitigt, und die Weiterverarbeitung zu einem endlosen Strang dann in der an Hand von Fig. 1 beschriebenen Weise vorgenommen.
Die Einrichtung nach Fig. 9 ist besonders für einen Be trieb mit grosser Geschwindigkeit vorgesehen und geeignet.
Der endlose Filterstrang kann natürlich, falls er wünscht, nicht erst in Strangabschnitte nach Fig. 3 und dann in Doppelstöpsel nach Fig. 4 oder 5 unter teilt werden. Vielmehr können auch in einem Ar- beitsgang derartige Doppelstöpsel erzeugt und ge mäss Fig. 6 und 7 zur Herstellung von Filterzigaret ten mit mehrschichtigen Filterstöpseln verwendet werden.
Die aus hintereinander angeordneten Strangkör- pern bestehenden Filterstrangabschnitte besitzen stets - sowohl die längeren Strangabschnitte nach Fig. 3, als auch die Doppelstöpsel nach Fig. 4 und 5 - an den beiden Enden je einen halben Strangkörper aus gleichem Material und in der Mitte einen ganzen Strangkörper aus anderem Material.
Auch wenn der betreffende Filterstrangabschnitt aus mehr als zwei im Material verschiedenen Strangkör- persorten besteht, ist dies der Fall. Dabei wird für die an den Enden befindlichen Strangkörper zweck mässigerweise ein auf die unerwünschten Bestand teile des Rauches hochabsorbierend wirkendes Mate rial verwendet mit einer Abscheidungswirkung bis zu 50 % und mehr. Geeignet hierfür sind beispielsweise <RTI
ID="0004.0062"> ungerichtete Cellulosefasern, längsgekrepptes und mit Oberflächenunebenheiten versehenes Papier, Cellulosewatte, Kunststoffschaum als Formkörper oder in Flocken, sowie Mischungen aus diesen Stoffen.
Dagegen soll der in der Mitte jedes Filter strangabschnittes gelegene Strangkörper, der nach Halbierung am Saugende des Filterstöpsels gelegen ist, aus einem beim Rauchdurchgang sich möglichst wenig verfärbendem Material bestehen, was bei einer Abscheidungswirkung von weniger als 20 % meist der Fall ist. Hierfür eignen sich vor allem Kunststoff- fasern, etwa Azetat- oder Viskosefasern, Papier und grobporige Schaum- bzw. Schwammkörper.