DE1692926A1

DE1692926A1 - Filter fuer Tabakrauch

Info

Publication number: DE1692926A1
Application number: DE19661692926
Authority: DE
Inventors: Hudson Albert Berry; Schultz Frederick John; Jensen Clifford Oliver
Original assignee: P Lorillard Co
Current assignee: P Lorillard Co
Priority date: 1965-11-12
Filing date: 1966-11-09
Publication date: 1969-10-30
Also published as: DK130135C; DK130135B; FR1515992A; GB1093710A; NL6614994A; CH462692A; BE689521A; SE341975B; US3370592A; LU52346A1

Description

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au der iatentanmeldung

200 East 42nd Street, Mew York, N* Y*, USA,

"Jitter IUr Tafcatoaucn¹*V

für Zlgarettsn-'.imd Zigarrenspitzen und Pilterraundstüolte für Zigaretten werden seit längerer Zeit benutzt und haben sioh in den letzten Jähren besunders eingeführti da man erkannt hat, dad sie fähig sind, Teerbestandteile und andere als sohädlioh aniUBthinde kondtnaierbare Anteile des Tabakrauch? zu binden, In dtrartigen lilltn wurdtn auoh bereits Reagtntien und abeorbitrtnd· MiftiX dt* ttrfohitdtnsttn Art tint«arbtit*t, u· »ndtrt Stoff· odtr ohtaisoh· Vtrbindungen äub d»m Tab»krauoh au entftrnen ofen· dai dabei di· dta BuIt und das Aroma beetlaetnden Anteil· des Rau oh· s suieückffhaX-Un werd*?i, Seines der bekannten filter oder liltermunditüoke leigt Jedooh die Menge der dem Rauch entsogenen unerwüneohteia Terbindun^itt aaf höchst «sie isigt dft» Ende dea Yilter-Bunditüoks» bin* dei filters» falle ein eolehe« in «ines Zifmrrenodtr 2ifÄr»tfe«nfpiti* t«ttren&ftt wird, eine brHualiGh*te«rartige 7erfirlHii§* Dii iteuoh«!f kanu eioh daher nicht informieren Über den

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BAD ORIÖIrJAL

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Zustand des Filters in der Zigarette bzw, li| der SpJ-tZo und, insbesondere nicht darüber, ob das Filter ü|erhaupi£ unerwünschte Stoffe bindet, ί ί-

Die erfindungsgeraUßen Filter für Zigarftten-'und Zigarrenspitzen und inabesondere für Filtermundstüclio beif ZlgaiEtten, kleinen Zigarren, Zlgarillon und dgl. sind !ersehen mit gut ßiohtbaren Einrichtungen, die durch eine Farbänderungfdle Absorption von unerwünschten Verbindungen, z. B. von a|dehyäisehen, sauren

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oder basischen Verbindungen durch das Filteteedfum anzeigen.

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Insbesondere betrifft die Erfindung eilt Filtermundstück für

Zigaretten, in welchem ein Fenster oder ein! Sohaaöffnung yor-* gesehen ist, durch die das dahlnferliegende

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Filtermediuin sichtbar wird. Die fllterelnsälag

mit einen) Indikator, der sein* färb« lnd«rt ^ wennfdas filter tin· wt>»ntllche Mtngt an s. B. »ldthydiechin odfr eauren Kom-

»oatmt·» its *fttftki*u·*«· »iMflittf Mt* MMlIlMl ttlln dungigtmlS dme filtermedium behandtlt etin ψ.t einem Reagens, das die unerwünschten Verbindungen in harmlose Bestandteile umwandelt oder überführt, wobei das Resultat dieser Reaktion durch einen Parburoiohl*g ita filtermedluai emgeieigt viyd.

lit das in des VIlIftaundetttek emtnaltene

«indettea« tu* f»fl beä*ni«lt nlt «iftt* ft«f Carbonyl- «rupfen anspteoheaie» I«Äite*tor_t vie 2>#i*pl«X»v*4ec #4**« ftl-

, des di» Aisweeenheit von A^M^riMl »»««igt,

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und bzw. öder einem Saut?e*Bikßft*-Iii.äili:ator_i der einen sauren "bzw. baslsoheTf Zustand ansteigt * Außerdem kann das Filtermediüm, das den Indikator enthalt» imprägniert sein mit einem Keaktionsmlttei» das Aldejiydö in nicht fXiiohtige Verbindungen Überführt, wie beispielswöise JTatriümbisulfit, oder mit einer schwaohen Base, wie Natrlumploarbonat, die mit den-sauren-.Bestandteilen reagiert und

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sie mimiesteTts teilweise dem Sifrarettenrauoh entzieht· Auf diese

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Weise ist das erflndungBgemSß ausgerüstete Filter b2sw. Filterraundstüolc nioht nur ffthig, dem Rauch die kondensierbaren Bestandteile zu entziehen, sondern es zeigt auch an, wann eine entsprechende Menge,/an- unerwünschten Verbindungen' innerhalb des Filtermediums umgeaetzt, d. h. gebunden vorden.ist»

; Zum besseren Verständniß der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen, worin die Figuren folgende Bedeutung habenί

Flg. 1 ist eine schematische Darstellung, aus der die Herstellung eines Filtermundstückes für eine Zigarette hervorgeht.

Fig» 2 ist eine perspektivische Darstellung einer fertigen Zigarette mit einem erfindungsgemäßen Filtermundstück.

Bei der Herstellung von ein- oder zweiteiligen Filtermundstücken für Zigaretten ist es üblich, das Filtermediura in Form von stangenförmigen Einsätzen herzustellen, die von einer Papierhülle eingeschlossen sind. Die Filterstäbchen entsprechen in i!i:\-r Länge mehreren Einzelfiltern oder Filterabschnitten, bei-

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spielsweise 6 derartigen Filterabs ohftit ten« Die Stäbchen werden, · dann mit· Hilfe von bekannten Vorriohtuttgen, wie sie beispielsweise in den USA-Patenten 3 16§ 953 besohrieben sind, in öntßpreohende Stücke zerschnitten,die in die Enden der Zigaretten eingearbeitet und dort mit einer Papierhülle fesigehalten werden*

Wie in Fig. 1 dargestellt» wird ein Filterstäbohen 10, das aus einer Fasermasse 11, z» B* aus AlphazelluloBefasern oder einem Gemisch aus mineralischen und Zellulösefasern und dgl. bestehen kann und eine Papierhülle 12 trägt, in LängsstÜcke geschnittenj welche Jeweils" einem Filtereinsatz entsprechen. Das in der Zeichnung dargestellte Stäbchen 10 entspricht 3^^ Einsätzen für ein Doppelfilter,Jedoch könnte seine Länge auch 6 oder beliebig vielen Einsätzen entsprechen. An einen Abschnitt 13 des mit Papier umhüllten Eiltermaterials wird ein Abschnitt eines anderen Filtermaterials angefügt» der aus einem Stäbchen geschnitten ist* Das letztere Stäbchen ist mit einem durchsichtigen Material 16, wie Oellophan oder dgl. umhüllt, welches das Filtermaterial 17 dicht umsohließt. Das Filtermaterial 17 ist vorzugsweise ein gekräuseltes, absorbierendes, kreppartiges Papier der für Zigarettenfilter üblichen Art, das an sioh sehr porös und dünn ist und, wenn es in Btabform gepresst oder gewalzt ist, eine gewisse Porosität und Absorptionsfähigkeit aufweist. Dieses Papier ist imprägniert mit einem geeigneten Indikator, der, sobald eine unerwünschte Komponente des !DabakraucheB eine bestimmte Konzentration erreicht, seine Farbe ändert· So kann₌ beispielsweise das Papierstäbchen mit einem Indikator der in den folgenden Beispielen ange führ te ji Jijg% A¹EI^gAi ©** sein.

ORIGINAL INSPECTED

Beispiel 1

Bine IiUßung von 0,4. g Malaohitgrün-Öxalat in 500 ml Wasser wird durch 2ugabe von Oxalsäure auf einen pH-Wert von 3 eingestellt» Die lösung wird dann durch Zugabe von 15 g Natriümbiaulfit und' Rühren (30 Hinuten) entfärbt* Der auftretende Niederschlag wird abfiltrier* und verworfen» Dann werden 250 mi Propylenglykol, zusammen wit 5 B des !Petoanatriumsalaeo von Äthylendiamin-Setraessigsäure» zugefügt* Die lösung wird dann mit 250 ml Wasser auf ihr endgültige» Volumen gebracht und der pH-Wert durch Zugabe von 9 g Natriumcarbonat auf 7»2 eingestellt.

Mit Hilfe eines Sprühstrahles, der auf einen tfilterabeohnitt von 10 mm länge etwa 53 mg aufg·sprüht, wird die Lösung vor oder während der Herstellung dös SiIterStäbchens auf da» Papier aufgebracht« Die resultierenden filter sind weiß oder allenfalls ganz eohwaoh grünlich* Duroh Reaktion mit den Aldehyden im Rauch schlägt das Filter beim Bauchen von weiß zu hellgrün um, wodurch angezeigt wird, dad dem Hauoh Aldehyde entsogen worden eind,

Beispiel 2 * .

" Anstelle des in Beispiel 1 benutzten Malaohitgrün-Oxalates kann Para-rosanilinacetat verwendet werden» Das Resultat ist ein hellrosa gefärbter Filterabschnitt, der bei Umsetzung mit den Aldehyden in dem Zigarettenrauch eine purpurrote Farbe annimmt.

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Beispiel 3. .'.. ;■■■ · ..■"■ .ν .■■■". \ ■■;■■' - \:-_'-'■■:.'■■ ν'.

man das in Beispiel 2 verwendet© J&raroaanilinacetat

durch Hooanilinaoetat» βο eichälif man dan gleiolio

In den oben beschriebenen Färbstofflösungen können auch andere Salae der (Driphenylraethanfarbstoffe verwendet werden, d. h. man kann beispielsweise anstelle des Oxaiatsalaea Malachitgrün-Hydroohlorid oder Malaohitgrün-Aoetat verwenden· In ähnlicher Weiße kann man verschiedene Salsje von Pararosanilin oder Hosanilin mit dem gleichen Resultat anwenden,*

Ebenso ist die Verwendung von anderen Gliedern der Triphenylmethanfarbstoffreihe raöglieh, wie beispielsweise Methylviolett, Kristallviolett, saures Fuchsin und dgl·, wobei die übrigen lösungsbestandteile gegebenenfalls geringfügig abgewandelt werden müssen« Je nach Art des verwendeten Farbstoffes kommt man dann zu verschiedenen Färbungen, wenn das in dem Indikator anwesende Katriumbiaulfit mit Aldehyden reagiert und diese in nicht flüchtige Verbindungen tiberführt.

Sine andere Gruppe von Verbindungen, die sich für die erfindungsgemäßen Zigarettenfilter als Farbindikatoren eignen, ist die allgemein als SSure-Base-Ihdikatoren bekannte Gruppe. Bb handelt sich dabei ura Verbindungen verschiedener chemischer Klassen, deren Färbung von dem Grad der Azidität bzw. Sasizität des Mediums abhängt. So 1st-beispielsweise lakmus bekanntlich.

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im sauren Medium rosa» .während er im alkalischen Medium eine Blaufärbung annimmt.

Es ließ sich feststellen! daß praktisch sämtliche "bekannten Säure-Basg-Indikatoren» wenn sie entsprechend isubereitet sind, dazu verwendet werden können, auf dem Filter einenfarbumschlag zu erzeugen* wenn es mit dem Zigarettenrauch in Kontakt kommt* Viele dieser Indikatoren sind allerdings ntcht besonders zweckmäßig wegen der Mattigkeit oder zu geringen Intensität ihrer Färbungen oder weil ihr Farbumschlag einen au engen Bereich des Spektrums umfaßt; ein Farbumschlag von blau zu purpur oder von rot zu orange reicht z. B. für den erfindungsgemäß angestrebten Zweck kaum aus»

Einige Glieder aus der Gruppe der Säure-Base-Indlkatoren haben jedoch brillante Färbungen und ergeben einen gut untersoheiäbaren Farbumschlag, der jeweils in einem ganz bestimmten pH-Bereich oder bei einem bestimmten Grad von Azidität bisw* Easi&ität auftritt» So ist der pH-Bereich charakteristisch für die betreffende Verbindung und die verfügbaren Indikatoren- decken den gesamten Bereich von stark sauer (niedriges pH) bis stark basisch (hoh4s pH). Die betreffenden Stoffe können nicht nur einze!n_f sondern auch in den verschiedensten Kombinationen miteinander als Mittel zur Erreichung der gewünschten Anfangs- oder Eadfärbungen und/oder als Mittel zum Bewirken eines Farbumsohlages in dem gewünschten pH-Bereich verwendet werden. Der 2igaretten-

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rauoh enthält an sioh sowohl Säuren wie Basen und nein Oesamt-pH-Wert liegt bei etwa 5* Falle das mit Indikator versehene Filter bei einem niedrigen pH-Wert in Oleiohgevfioht ist, verhält eioh der Rauoh hinslohtlloh dieses Filtere alkaliβoh. Andererseits verhält sloh» falle das Indikatorfilter bei einen hohen pH-Wert in Gleichgewicht ict, der Zigarettenrauch hlnslohtlioh dieses Filters sauer« Auf diese Weise hat man es in der Hand» duroh die Wahl der Indikatoren bew. duroh Einstellung der Aeldltät oder Alkalinitat des Filters entweder eine Reaktion vom sauren oder vom basischen 5?yp zu erhalten.

.Die fölgendeti Beispiele dienen eur Erläuterung der Erfindung und besohreiben die Verwendung von verschiedenen Indikatoren mit hohem, niedrigem und mittleren oder neutralem pH-Bereich.

Beispiel 4

Eine ijösung von 2 g'des Katriumsalsses der 1-(2,4-IiiTiitrophenylajaoJ-S-naphthol-^SulllOttsaure In 500 ml Wasser wird durch Zugabe von etwa 12,0 gKatriumbloarbonat auf ein pH von 11,1 eingeBtöllt. Die ÜÖßung wird während der Herstellung des FiIter-Btäbohens euf das dasu benutete Kreppapier aufgesprüht· Die fertigen Filterstäboheti werden ssusanimen mit Filt#rstäbohen aus Zelluloseaoetatfasern wie oben besohrieben in Zigaretten eingearbeitet* Beim Bauchen der Zigarette absorbiert der Bapierfilterabsohnitt saure Bestandteile aus dem Rauoh und reagiert mit.dieBen, wobei seine Farbe von blau in gelb umschlägt,

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Beispiel 5

Man löst 2 g Brillantgelb "in 500 ml einer gesättigten lfntriumbicarbonatlösung und gibt 500 ml Äthylenglykol hinzu; man erhält ein Reagens, das bei seiner Anwendung entsprechend Beispiel 4 einen Farbumschlag von hellrot zu gelb aufweist» Dieser Farbumnohlag tritt auf in einem pH-Bereioh von 7,9 bis 6,6, wan voraussetat, daß ein ziemlich großer Anteil des Natriumblcarbonates mit sauren Anteilen des Rauches umgesetzt wurde, bevor der Ursprung-

Wert
Hohe pIMtaraiak von etwa 12 so weit gesenkt wurde» daß der Farbumsohlag erfolgt. Analytische Untersuchungen am Rauch aus Zigaretten, die in ihren Filtern ITatriumbioarbonat enthielten, zeigten tatsächlich einen starken Rückgang an flüchtigen Säuren im Rauch·

Beispiel 6 .

Man bereitet eine lösung aus 50 mg Brom-Oresolgrün in 50 ml Wasser» das t5 ml Xthylenglykol und so viel Zitronensäure enthält_r daß sioh der pH-Wert der lösung auf 3>0 aenkij» Bringt man diese Lösung auf einen der oben beschriebenen Filteräbschnitte auf, so » erhält man ein Produkt, das beim Rauchen seine Farbe von gelb in grün ändert, was auf die Absorption der basischen Beatandteile dea Rauches zurückzuführen ist, welohe den pH-Wert des Filters auf über 5 »4- erhöhen·

Beispiel 7 .-,,

Man bereitet ein Indikatorgemisch aus 10 mg Methylenblau in 30 ml Äthanol, das man vermischt mit30 mg Phenolrat, gelöst in 20 ml Wasser und 14 ml Ätliylenglykol; die "Dosung wird basisch

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gemacht durch Zusatz von 15 ml elnej; wäanrigen. lösung (5 mg je ml)* Wird das Reagens In ein Zigarettenfilter eingearbeitet, so zeigt das letztere während des Rauchens einen farbumschlag von purpui? au grün« Diesel! Umschlag tritt auf, wenn das filter soviel Säure absorbiert hat» daß sein pH-Vfert auf · etwa 7»5 gesenkt int. / _

Yervrendet man einen Saure-Basö-Indikatör, SO: neittraiisiert das gegebenenfalls anwesende tfatriumbicarTaonat die sauren Bestand teile des Tabalcrauchs» Bis anfängliche farbe des liltertuateriöilo bleibt so lange^ erhalten» bis dast liatieiüinbicstrbonat duroh die sauren Bestandteile neutralisiert igt_f worauf dann da» jmterial seine farbe "ändert* ;

Bei Herstellung %on zwelteillgeitt oder Uualfiltern wurden Einöatasitloke 13 und 14 anstoßend aneinander mit einem frans·* parenten film 18, beispielsweise ealt tranaparentem öellophan oder sfndetetti durohßiohtigeni EunsteföXjf ^töRtilltt der dann versiegelt werden kann, utn die Stücke 13 «ttä 14 aiisatiinienZuhal^en. Bei einer derartigen transparenten Hülle ist die füllung 17 ϊη dem Bins atz. gut sichtbar. Das Doppelfilter wird dann auf üblioheVeise mit Hilfe des Mundötückpapiers \t~an einer Zigarette 19 befestigt, so daß die füllung ti itn Einsata 15 außer an dem Zigarettenende durch die Papierhülle 12 verborgen wäre, wenn nicht erfindungngemäß das Papier eine Öffnung 21 aufweisen vrttrde, die über den filtereinsat-3 14 zu liegen kommt. Das fertige filter weist also,

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wie aus Fig» 2 eralchtHoh» ein fenster oder eine Öffnung 21 In dera DoppeifiXter £2, das an die Zigarette 19 angearheitet iet_r auf und das I¹UIl- oder JPilterroaterial 17 iat duroh dieses ^MFenste*r^M auch hinter^den sich Überlappenden Sohiohten 16 und 18 aus $ransparentfplie isiontbar*

Wenn die Zigarette geraucht wird, durchdringt der Rauoh Buerst den Filterabsohnitt H> worin^^ gewisse Bestandteile des Rauches absorbiert werden» Weitere HäuohbeBtandteile werden isurtiolcgehalten durch den Filtereinsatz 13» der im allgemeinen eine besonders starke Filterwirkung auf den !Peer und die im Rauoh vorhandenen größeren leuchen hat, da sein faBorigee FlUlmateriai eine sehr große Zahl an außerordentlich engen Durchlassen aufweist, die gewissermaßen alß "Labyrinth" wirken. Die im Rauch anwesende Menge an /tldehyden und/oder an sauren bzw. basischen Bestandteilen kann selbstverständlich verringert werden durch Einführung von Reagentien der oben angegebenen Art, wodurch der Farbumschlag im Indikator weiter vereBgert werden kann. Auf diese Weise erhalt der Raucher durch das Zigarettenfilter einen klaren und deutlich siohtbaren Hinweis auf die Wirksamkeit des Filters» ·

Außer den angeführten Indikatoren können in dem sichtbaren iPeil des Filters nooh beliebige andere Indikatoren oder auch weitere Reagentien verwendet werden, welohe die Menge an unerwünschten. Rauohbestandteilen herabsetzen» Ebenso kann der Filtereinsatz anstatt aus Kreppapier aus irgendeittein anderen faserigen

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Material/ getprint Bein* otgleioh das 'Kreppapier· aufgtund seiner Fählglceitj, 'a&ü Iitclikator un^ atidere Beagentien zu absorl?ieron upü zuirticireuliaHeii* Uevorzwgt ist gegenüber an&ereii ^aGeVB±öf£ die sich ttioiat ötinf weiteres tnit öen inäikatoreti imprägnieren iaseen* """" ,-...\ --'■;" ; ^: ■_ ■ ■■"-... -^: -^; "■"■■.-",.- -^; -

Patentansprilolie

Claims

DH. INQ. F. WUB BTBO F» ' β MUMOKiW JMJ

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1A-32 394

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Patentansprüche

1, Filter für Tabakrauch» gekennzeichnet duroh einen Einsatz aus porösem, absorbierendera Material, aas einen Indikator enthält, dir bei Anwesenheit bestimmtes Beatandteile dee Tabakrauch einen iarburasohlag aufweist und umhüllt ist von eines durohaiohtigeti Hülle und einer darüberlisgenden weiteren Hülle aus ira weaeatl-lohon undurchsichtigem Papier, welohletater© eine Öffnung aufweist_s die eine Seobaohtung der

JiIterfüllung und der darin stattfindenden farbänderung ermöglicht.

2, Zweiteiliges Hiter für Zigaretten und dgl, naoh Anspruoh

gtktnnaöiohnet durch einen ersten Abschnitt (14) aus porösem, atjsorfrU&endeiQ Material reit einem Indikator, der seine y»rl)f hei Anwesenheit gewisser Bestandteile des Tabakrmuoht· in finer beetimoten loüitmtration ändtrt,und einen zweiten Abeohnitt (13) *ua povbsem illttrtoattrial_? dtr an den tvetttt Anstoßend angeordnet i*i? sowie duroh ein« beide Ibsohnitte uneohli«etnde transparentö HUXXe (16, 18) und iint da*tibe rl legende Papierhüllt (20), die eine übtr dem ersten Abschnitt (14) liegende Sichtöffnung (21) aufweist* '

3, ?llter naoh Anaprucii 2, da du roh g β k t η η ζ e i ο h η e t , dad da« Material für den erstgenannten Abschnitt (H) ein gekrepptes Rauohfilterpapier und das filtermaterial für den aweiten Abschnitt (13) eine Pasermasse ist.

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4* filter tiaoli Ansprucht» 2 oder 3» dadurch g β ir β Λ η

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0 et o Ii ft β t , dat der Indikator/auf Qarbonylgruppen ansprechendes? Indikator ist,:'dw inAnwesenheit imh Aldehyden einen larburasohlag sseigt·

5* filter nach Anspruch 4» dadurch g e Jc β η η 0 0 loh η et » daß der Indikator MalaohXtgrun

6· Silter nauh Aneprurpti_;4*- daduroh g e k e η η a 0 ίο h— η β t 1 da0 der ereterwähnte Aljsohttttt als ßeagene mit den Aldehyde»

7» tilte»" nadh Ane^uöii 0_f daduroh g e k e » η ζ ei Qh a ,«"*■;■'#■" dei 4«t ladikst«>r öin Säure-Bastr»Ittdikstor iöt> der in to» SEwten l»av* Baeeti eine SarMnderung i

0* Jilttr nmoh Aiaflipruo^ 7_f dadureh g e k e » η % e t «rK^ atf , d*i A*t it«iiBwahntt Al*ohttitt (14> iitte flohwetöhe Base

9· filter nach Anfljpruoh t_f deduroli g β Ic β η η^: ζ e t 0 h. η et, daft der erste Absohnitt (14) Natriumbioarbonat enthält·

10* filter nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η a e i ο h η β t , daö da« filter ralttels der rapierhülle (20) art einer Zigarette befestigt let,

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