DE1532120C - Filter für Tabakrauch - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Filter für Tabakrauch, insbesondere ein Zigarettenfilter, mit einer äußeren rohrförmigen einen Körper aus absorbierendem Werkstoff umgebenden Hülle, mit mindestens einer in dem Körper angeordneten zerbrechbaren Kapsel, die ein zur Behandlung des Tabakrauches bestimmtes flüssiges Medium enthält und die unter einem auf die äußere Umhüllung des Filters ausgeübten zusammenpressenden Druck zerbricht und ihren flüssigen Inhalt an den Körper aus absorbierendem Werkstoff abgibt.

Ein derartiges Filter ist durch die deutsche Patentschrift 1077 127 bekanntgeworden. Hierbei ist als Filtereinsatz eine Füllung aus weichem Papier vor- , gesehen, in dem in einer Aussparung eine Flüssigkeitskapsel untergebracht ist. Nach dem Zerbrechen der Kapsel durch Ausüben eines äußeren Druckes durchtränkt die Flüssigkeit das umgebende absorbierende Filtermaterial. Dort, wo sich die Kapsel befindet, bleibt ein leerer Raum übrig, der die Filtereigenschaften beeinträchtigt. Das Befeuchten eines derartigen Filters kann auch eine Verschlechterung des Zuges der Zigarette ergeben, weil durch die Flüssigkeitsaufnahme im Filtermaterial der freie zuvor vorhandene Rauchdurchlaßquerschnitt vermindert wird.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 773 725 ist ein befeuchtbares Filter bekanntgeworden, das am mundstückseitigen Ende eine elastische, mit Flüssigkeit gefüllte Kapsel aufweist, die zumindest teilweise aus dem Mundstück herausragt und mit einem Kapillarenröhrchen versehen ist, das zur Filtermasse führt. Durch Druck auf die Kapsel kann eine bestimmte Flüssigkeitsmenge in die Filtermasse eingebracht werden. Danach wird die Kapsel herausgenommen und die Zigarette ist zum Rauchen bereit. Nachteilig ist hierbei insbesondere, daß das mundstückseitige Ende des Filters durchnäßt ist und an diesem Ende andererseits ein leerer hohler Raum übrig bleibt, in dem sich ursprünglich die Kapsel befand. Außerdem ist eine Kapsel mit Kapillare relativ teuer.

In der deutschen Auslegeschrift 1 298 032 ist schließlich vorgeschlagen worden, die Kapsel in einer Ausnehmung des Filters zusammen mit einem saugfähigen und sich unter dem Einfluß der Kapselflüssigkeit sich ausdehnenden Filtermaterial anzuordnen. Die meisten Filtermaterialien dehnen sich unter dem Einfluß der Kapselflüssigkeit in einem allerdings zumeist geringem Maße aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter zu schaffen, das den ganzen ihm zugeordneten Raum ausfüllt, wodurch optimale Zugbedingungen und eine optimale Filterwirkung hergestellt werden.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfidung dadurch, daß der absorbierende Werkstoff komprimiert ist und der Körper eine relativ feste Gestalt aufweist, daß beim Befeuchten mit dem flüssigen Medium der zerbrochenen Kapsel der komprimierte Werkstoff des Körpers ein solches Expansionsvermögen aufweist, daß er den ursprünglich von der Kapsel ausgefüllten Raum einnimmt und die äußere rohrförmige Hülle praktisch völlig von dem absorbierenden Werkstoff ausgefüllt ist, der im expandierten Zustand porös und rauchdurchlässig ist. Vorteilhaft ist die Verwendung eines sich ausdehnenden Werkstoffes, dessen absorbierende Oberfläche sich beim Befeuchten vergrößert. Durch die Ausdehnung des Filtermaterials wird auch der Rauchdurchlaßquerschnitt relativ groß gehalten, so daß sich ein günstiger Zug der Zigarette ergibt. Da das Filter den gesamten ihm zur Verfügung stehenden Raum ausfüllt einschließlich des Raumes, den zuvor die Kapsel inne hatte, wird eine sehr gute Filterwirkung erzielt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Körper aus absorbierendem Werkstoff im komprimierten Zustand eine zylindrische Hülse, in deren Inneren die Kapsel angeordnet ist.

Die Erfindung ist nicht nur darauf beschränkt, daß eine Kapsel verwendet wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besteht der Körper aus absorbierendem Werkstoff aus Splittern des komprimierten Materials, die in der äußeren Umhüllung im wesentlichen axial ausgerichtet angeordnet sind, und es ist eine Vielzahl von Kapseln in dem aus Splittern bestehenden Körper verteilt. Der besondere Vorteil ist hierbei, daß das Filter über seinen Querschnitt hinweg im wesentlichen homogen ist. Es treten keine Zonen mit höherer oder weniger hoher Rauchdurchlässigkeit auf. Dadurch wird eine optimale Filterwirkung erzielt.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die anschließend erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filterelement, das mit einem üblichen Filter zu einem Doppelzigarettenfilter vereinigt ist,

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F i g. 2 einen Schnitt durch die gleiche Anordnung wie F i g. 1 nach Zerbrechen der Kapsel und Ausdehnen des Filterwerkstoffes und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 weist das erfindungsgemäße Filterelement eine äußere Umhüllung 5 auf, die einen Körper aus einem absorbierenden Werkstoff umgibt, der in zusammengepreßtem Zustand die Form einer zylindrischen Hülse 6 hat. Innerhalb der Hülse 6 ist eine zerbrechbare Kapsel 7 angeordnet, die ein zur Behandlung des Tabakrauches geeignetes flüssiges Medium 8, beispielsweise Wasser, enthält. Die Kapsel 7 wird vorteilhaft unter Reibung von der Hülse 6 gehalten. In der Ausführungsform nach F i g. 3 hat der Körper aus dem komprimierten, absorbierenden Werkstoff die Form von Splittern 9 (sliver), die im wesentlichen axial ausgerichtet sind und zwischen denen eine größere Anzahl von zerbrechbaren, eine Flüssigkeit enthaltenden Mikrokapseln verteilt sind.

Die äußere Umhüllung 5 kann aus üblichem Wickelpapier bestehen, wie es bei der Herstellung von Filtereinsätzen für Zigaretten benutzt wird. Es braucht keine erhebliche Beständigkeit gegen Feuchtigkeit zu haben, weil die Flüssigkeit in der Kapsel nicht freigegeben wird, bevor das Filterelement von dem stärkeren Mundstückpapier umhüllt wird, das gewöhnlich dazu benutzt wird, das Filterelement an einer Zigarette, Zigarre oder dergleichen zu befestigen. Es sollte jedoch eine gewisse Stärke haben, um so nachgiebig zu sein, daß das Filter zusammengedrückt werden kann, wenn die Umhüllung zum Zerbrechen der Kapsel zusammengepreßt wird, und daß es im wesentlichen seine ursprüngliche rohrförmige Gestalt wieder annimmt, wenn das Filterelement wieder losgelassen wird.

Der rohrförmige Körper aus absorbierendem Werkstoff, der von der äußeren Umhüllung umschlossen wird, kann aus jedem komprimierten Rauchfilter-Werkstoff bestehen, der sich ausdehnt, wenn er befeuchtet wird. Zelluloseschwamm ist besonders gut geeignet, jedoch sind andere komprimierte Werkstoffe wie Polyurethanschaum, Baumwolle, Schwamm, gekräuseltes und gegen Feuchtigkeit beständiges Papier mit hoher Elastizität, mit einem Bindemittel, das in der in der Kapsel enthaltenen Flüssigkeit lösbar ist, verpreßte Cellulose-Acetat-Fasern und andere ähnliche Werkstoffe ebenfalls geeignet. Von dem zur Herstellung des Körpers verwendeten Material muß lediglich gefordert werden, daß es zu einer relativ stabilen Form zusammenpreßbar und daß es genügend elastisch ist, um sich auszudehnen und den Hohlraum, der ursprünglich von der Kapsel eingenommen wurde, auszufüllen, wenn es mit dem flüssigen Inhalt der Kapsel befeuchtet wird.

Die Kapsel besteht aus einer dünnwandigen, zerbrechbaren Hülle, die mit der zur Behandlung des Tabakrauches dienenden Flüssigkeit angefüllt ist. Die Hülle besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen oder aushärtbaren Kunststoff, wie einem Polyäthylen, Polypropylen, einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymer, Vinylidenchlorid-polymer, Polyester, Phenol-Formaldehyd- oder Urea-Formaldehyd-Harz, einem Erdölwachs, aus Glas, Gelatine od. dgl.

Es können entweder eine einzelne Kapsel, mehrere kleinere Kapseln oder eine Vielzahl von Mikrokapseln innerhalb der Hülse aus dem komprimierten Filterwerkstoff angeordnet werden. Alle solche Formen werden hier und in den Ansprüchen als »Kapseln« bezeichnet.

Kapseln von solcher Größe, daß nur eine oder wenige Kapseln in einem einzigen Filterelement enthalten sind, können leicht in der Weise hergestellt werden, wie es in der pharmazeutischen Industrie üblich ist. Kleinere Kapseln, die als »Mikrokapseln« bekannt sind und einen Durchmesser im Bereich von

ίο etwa 0,02 bis 3 mm haben, können nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden.

Die in der Kapsel oder den Mikrokapseln enthaltene Flüssigkeit kann eine wäßrige oder eine nichtwäßrige Flüssigkeit sein, die für die Behandlung von Tabakrauch geeignet ist. Das heißt, daß die Flüssigkeit so beschaffen sein kann, daß sie unerwünschte Bestandteile der Dampfphase oder der Festteilchen-Phase des Rauches entzieht oder auf andere Weise bindet, wie beispielsweise Wasser in reinem Zustand oder mit einem Zusatz an einem oberflächenaktiven oder anderen geeigneten Mittel. Die Flüssigkeit kann auch dazu geeignet sein, das Aroma des Rauches zu verbessern oder ihm Geschmackskomponenten hinzuzuführen, wie beispielsweise eine Menthollösung oder Zitronenöl. Es kann sich auch um eine Lösung eines Tabakextraktes oder um ein Medikament, wie zum Beispiel ein Stauungen bekämpfendes Mittel (decongestant), oder dergleichen handeln. Unabhängig von der Art des in der Kapsel enthaltenen flüssigen Mediums sollte seine Menge ausreichen, um nach der Freigabe aus der Kapsel oder den Mikrokapseln die Expansion des komprimierten absorbierenden Werkstoffes in einen zur Filterung geeigneten Zustand zu bewirken und genug in dem expandierten Filtermaterial absorbierte oder gefangene freie Flüssigkeit zu liefern, um die gewünschte Behandlung des Rauches zu erzielen. Es wurde festgestellt, daß im allgemeinen eine Gesamtmenge von 0,05 bis 0,2 ml in den Kapseln pro 10 mm Länge des Filterelementes enthaltene Behandlungsflüssigkeit besonders wirksam ist, obwohl auch so geringe Mengen wie 0,01 ml und Mengen bis zu 0,3 ml der Flüssigkeit bei Ausführung der Erfindung benutzt werden können.

Das erfindungsgemäße Filterelement kann das einzige Filter für eine Zigarette, Zigarre oder Pfeife bilden, oder es kann mit anderen üblichen Filterelementen kombiniert werden, um einen Doppel- oder Dreifachfilter zu bilden. Wenn es mit anderen Filtern kombiniert wird, wird das erfindungsgemäße Filter vorzugsweise zwischen den Tabak und ein am Mundende vorgesehenes Filterelement angeordnet, das wie üblich aus Zellulose-Azetat-;Fasern, gekräuseltem Papier oder dergleichen bestehen kann. .

Bei der Herstellung eines Filterelementes nach der Erfindung wird gegenwärtig als Material für die Hülse ein Zelluloseschwamm bevorzugt, der in seinem normalen, expandierten Zustand eine porige Struktur hat, die es dem Rauch einer mit einem solchen Filter versehenen Zigarette ermöglicht, in einer Menge von etwa 5 bis 30 cm³ und vorzugsweise etwa 15 cm³ pro Sekunde bei einem Zug von etwa 65 mm WS zu durchströmen. Dieser Schwamm wird zu einem flachen Streifen von etwa 2 mm Dicke und 20 mm Breite gepreßt und kontinuierlich von einer Rolle in eine Maschine zur Filterherstellung eingegeben.

Zugleich wird eine Behandlungsflüssigkeit in eine übliche Verpackungsmaschine eingegeben, in der sie in kissenförmige Behälter verpackt wird. Diese Ma-

schine stellt aus einem flachen Kunststoffstreifen von etwa 16 mm Breite kontinuierlich ein Rohr her. So wie das Rohr gebildet wird, wird die Flüssigkeit in sein Inneres eingeführt, und es werden senkrecht zu der Laufrichtung des Rohres Schweißnähte angebracht, um die Flüssigkeit einzuschließen. Die Abstände zwischen den Schweißnähten werden vorzugsweise so gewählt, daß die einzelnen Flüssigkeitskissen etwa 5 mm Durchmesser und etwa 7 mm Länge aufweisen. Der verschweißte Abschnitt zwischen den Kissen ist etwa 3 mm lang.

Das Schwammband und eine Kette der die Behandlungsflüssigkeit enthaltenden Kunststoffkissen werden dann in eine Maschine zur Herstellung von Filterstangen eingeführt, in der diese beiden Stangenkomponenten mit Papier umwickelt und in Abschnitte

von etwa 80 mm Länge in üblicher Weise zerschnitten werden. Die resultierenden Stäbe von 80 mm Länge werden dann an eine Maschine übergeben, in der sie mit herkömmlichen faserigen Filterelementen kombiniert werden, die im wesentlichen aus einem Zellulose-Azetat-Strang bestehen, um die üblichen gemischten Filterstangen der üblichen Länge von 120 mm herzustellen, die unmittelbar einer Zigarettenmaschine zugeführt werden, die Doppelfilter-Zigaretten mit einem erfindungsgemäßen Filterelement herstellt. Ein solches Filter reduziert erheblich die Konzentration der Dampfphase der Rauchbestandteile im Vergleich zu dem Rauch der gleichen Zigarette ohne ein solches Filterelement, während die Wasserkomponente in dem Filterelement zugleich den Wassergehalt der Festteilchen-Phase des Rauches erhöht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Filter für Tabakrauch, insbesondere Zigarettenfilter, mit einer äußeren rohrförmigen einen Körper aus absorbierendem Werkstoff umgebenden Hülle, mit mindestens einer in dem Körper angeordneten zerbrechbaren Kapsel, die ein zur Behandlung des Tabakrauches bestimmtes flüssiges Medium enthält und die unter einem auf die äußere Umhüllung des Filters ausgeübten zusammenpressenden Druck zerbricht und ihren flüssigen In'halt an den Körper aus absorbierendem Werkstoff abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der absorbierende Werkstoff komprimiert ist und der Körper (6; 9) eine relativ feste Gestalt aufweist, daß beim Befeuchten mit dem flüssigen Medium (8) der zerbrochenen Kapsel (7) der komprimierte Werkstoff des Körpers (6; 9) ein solches Expansionsvermögen aufweist, daß er den ursprünglich von der Kapsel (7) ausgefüllten ao Raum einnimmt und die äußere rohrförmige Hülle (5) praktisch völlig von dem absorbierenden Werkstoff ausgefüllt ist, der im expandierten Zustand porös und rauchdurchlässig ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (6) aus absorbierendem Werkstoff im komprimierten Zustand eine zylindrische Hülse bildet und die Kapsel (7) im Inneren der Hülse angeordnet ist.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) aus absorbierendem Werkstoff aus Splittern des komprimierten Materials besteht, die in der äußeren Umhüllung (S) im wesentlichen axial ausgerichtet angeordnet sind, und eine Vielzahl von Kapseln (7) in dem aus Splittern bestehenden Körper verteilt ist.