DE1920700C - Tabakrauchfilter sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tabakrauch filter sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung.

Die Erfindung geht aus von einem Tabakrauchfilter mit einem sich axial erstreckenden, röhrenförmigen Außenelement, innerhalb dessen ein sich axial erstreckendes hohles Innenelement angeordnet ist, das mit einer sich axial erstreckenden, gasdurchlässigen Wandung versehen ist, wobei in Axialrichtung strömender Rauch durch die Wandung des Innenelements hindurchtritt und dabei gefiltert wird
Aus der belgischen Patentschrift 638 426 ist ein Hohlmundstück ohne Filterung, bestehend aus einem in Längsrichtung gewellten Band, «las an einem flachen Band angeheftet ist, bekannt, wobei die Schicht der beiden Bänder anschließend in Querrichtung gefa'let wird, bis die Kanten der Bänder sich in einer Längsnaht treffen, die dann verschlossen wird. Ein weiterer Umhüllungsstreifen kann dann diese Kombination an ihrem Platz halten. Ein solches Band kann ersichtlich keine Filterwirkung ausüben. Ferner ist das hohle Innenelcment an dem äußeren Bauteil längs in Längsrichtung gerichteter paralleler Linien mit Spalten zwischen ihnen abgedichtet, so daß ein Axialdurchgang des Rauches zwischen den Teilen nicht-verhindert werden kann.

5 6

In der belgischen Patentschrift 679 657 wird ein phase des Tabakrauchs Bestandteile entfernt oder

Zigarcttcnfiltcr aus einem Füllmaterial mit einer Hülse dieser Bestandteile zusetzt, wobei diese Substanz im

beschrieben, wobei ein oder mehrere Körper umgeben Material der Wandung des hohlen Inncnclcmcntcs

werden, die sich in Längsrichtung erstrecken. Diese enthalten oder von der Wandung umschlossen ist.

Körper sind Röhren oder Kapillaren mit einem Quer- 5 Das Filter gemäß der Erfindung läßt sich noch da-

schnitt, der so gewählt ist, daß sie ein brauchbares durch weiterbilden, daß sich das Inncnclemcnt in

Aussehen erhalten. Diese Röhren sind jedoch nicht zwei ersten axialen Bereichen, nämlich an seinen

mit Hindernissen versehen, durch die der Rauch durch beiden Enden mit dem Außenelcment im Eingriff be-

dic Wandung der entsprechenden Röhre strömen findet und daß der zweite axiale Bereich zwischen den

müsste. ίο Enden liegt.

Die britische Patentschrift 1 076 921 beschreibt ein Dabei kann zwischen dem Innenelement und dem

Filter, bei dem der Rauch durch die Wandungen eines Außenelement um den zweiten axialen Bereich herum

hohlen Inncngliedes mit Hilfe von Scheiben geführt eine granulatförmigc Substanz angeordnet sein, z. B.

wird, wobei Verschlußeinrichtungen vorgesehen sind. eine Substanz, die aus der Dampfphase des Tabak-

Eine ähnliche Anordnung, die ebenfalls die Ver- 15 rauches Bestandteile entfernt oder dieser Dampfphase

wcndung von Membranen und Scheiben erforderlich Bestandteile hinzufügt.

macht, ist in der französischen Patentschrift 1118 860 Im zweiten axialen Bereich liegt in weiterer Ausbeschrieben, bildung der Erfindung vorzugsweise ein Teil der

Solche Filter lassen sich nur schwierig mit brauch- Außenfläche des Innenelementes nahe der Innenfläche

baren Produktionsgeschwindigkeiten herstellen. ao des Außenelementes, wodurch dieses gegen radiale

Die USA.-Patentschrift 3 040 752 offenbart ein Deformation abgestützt ist.

Filter aus Zelluloscazetatfäden, wobei am Mundende Das Innenclement kann dabei im zweiten axialen

eine Ausnehmung vorgesehen ist, die durch thermo- Bereich mit einer Mehrzahl von Rippen versehen sein,

plastische Deformation entsteht. Auch hier geht der Die Rippen des Innenelementes können in Schrau-

Rauch nicht durch eine Wandung eines irgendwie as ben- c4er Spiralform angeordnet sein, und ihr Radius

hohlen Innengliedes. ist vorteilhaft etwa gleich dem halben lnncndurch-

Dic deutsche Auslegeschrift 1249139 beschreibt messer des Außenelementes im zweiten axialen Bereich,

ein Zigarettenfilter bestehend aus einem äußeren aus Die Fläche der Wandung, durch die Rauch hin-

Karton bestehendem Rohr und locker eingepacktem durchströmt, beträgt zweckmäßig zwischen 3,0 und

Filtermaterial. Die Filterwirkung läßt sich durch 30 16,0 cm².

Quetschen des Rohres und damit durch Zusammen- Die Wandung des Innenelementes besteht vorteildrücken des Filtermaterials modifizieren. An deir haft aus Filtermaterial, dessen Packungsdichte zwischen Stelle, an der das Rohr gequetscht worden ist, muß 0,1 und 0,4, vorteilhaft etwa 0,35 beträgt,
der Tabakrauch durch einen kleinen Querschnitt hin- Die Wandung des Innenelementes besteht zwecU-durchtrelen. 35 mäßig im wesentlichen aus Fasern mit einem Durch-

Durch die Erfindung soll ein Tabakrauchfilter ge- messer von weniger als 25 Mikron, vorzugsweise von

schaffen werden, das beispielsweise an Zigaretten etwa 14 Mikron.

befestigbar ist und bei dem der Tabakrauch von einer Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung

Fläche auf die andere Fläche eines dünnen dichten eines solchen Tabakrauchfillers kennzeichnet sich im

Filtermaterials gelangt, dessen Bereich groß gegen- 40 allgemeinen dadurch, daß aus gasdurchlässigem

über der Querschnittsfläche der Zigarette ist. Filtermaterial eine als Innenelement dienende Röhre

Auf diese Weise wird beim erfindungsgemäßen gebildet wird, deren Innenfläche in zweiten axialen

Filter eine besonders hohe Retention mit einem nied- Bereichen miteinander in Eingriff gebracht wird und

rigen Druckabfall erstrebt und außerdem erreicht, die mit einer als Außenelement dienenden Umhüllung

daß das Filter wirtschaftlich herstellbar ist. 45 versehen wird, worauf die Außenfläche des Innen-

Das erfindungsgemäße Filter kennzeichnet sich elcmentes in ersten axialen Bereichen mit der Innen

dadurch, daß in einem ersten axialen Bereich die fläche des Außenelementes in Eingriff gebr. chx wird

Außenfläche der Wandung des Innenclementes mit und daß vor oder nach dem Umhüllen des Innen

der Innenfläche des Außenelementes im Eingriff steht, elementes durch das Außenelement dieses entweder ii

so daß in diesem Bereich ein Durchgang von Rauch 50 ersten oder in den zweiten axialen Bereichen durch

zwischen den beiden Elementen hindurch im wesent- schnitten wird.

liehen ausgeschlossen ist und daß in einem zweiten Vorteilhaft wird das Innenelement zuerst in dei

axialen Bereich des Innenelementes sich die Innen- einen axialen Bereichen und dann in den anderei

flächen von dessen Wandung miteinander im Eingriff axialen Bereichen durchschnitten, wobei in weitere befinden, so daß in diesem Bereich ein axialer Durch- 55 Ausbildung der Erfindung in den einen oder in dei

gang von Rauch zwischen diesen Flächen im wesent- beiden axialen Bereichen die Flächen miteinande

liehen ausgeschlossen ist. durch Klebstoff verbunden werden können. Die Röhre

Vorteilhaft wird das Filter gemäß der Erfindung so aus der die Innenelemente geformt werden, wird au

weitergebildet, daß die Wandung des Innenelementes einem oder mehreren länglichen Streifen eines gas aus Papier, gebundenen Faserbahnen, porösen Kunst- 60 durchlässigen Materials hergestellt. Man kann di

stoffen, Kunststoffschäumen, gebundenen Fäden oder Röhre dadurch formen, indem man einen Streifen ur

Fasern, gegebenenfalls diese Materialien in Kombi- eine Längsachse biegt und dessen Längsränder aneir

nation, besteht. anderlegt und miteinander verbindet.

Die Wandung des Innenelementes kann dabei Man kann auch ein oder mehrere Streifen durc zweckmäßig aus gebundenen Fäden oder Fasern aus 65 schraubenförmiges Wickeln und Verbinden de.· übe

Zelluloseazetat hergestellt sein. läppenden Teile zu einer Röhre formen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das Dabei können ein oder mehrere der Stieifen ai

Filter eine Substanz enthalten, die aus der Dampf- thermoplastischem Material bestehen, und die Ve

(ο

bindung eines Streifens mit einem benachbarten oder Bahn der Röhre kreuzen, worauf die Prägestempel

überlappendem Streifen kann durch Zufuhr von Wärme durch die Innenwand der Kammer so bewegt werden,

erfolgen. daß sie in Kanäle der Blöcke verschoben werden und

Vor dem Formen des Streifens zu einer Röhre kann dadurch die Röhre verformen.

dieser Streifen mit Querstreifen aus Klebstoff ver- 5 Nach F i g. 1 besteht ein Teil der Filterzigarette 20

se'un werden. aus einem papierumwickclten Tabakstab 22 und

Die Röhre, aus der die Innenelemente hergestellt einem Filter 30, die miteinander durch eine Mundwerden, lassen sich durch Verbinden von thermo- Stückumwicklung 32 fest verbunden sind. Das Filter 30 plastischen Fäden oder Fasern, vorzugsweise aus besteht aus einem röhrenförmigen Außenelement 34 Zelluloseazetat miteinander bilden. Dabei werden »o und einem hohlen Innenelement 36. Das Element 34 zweckmäßig die Fäden oder Fasern durch Zufuhr von besteht aus einem Zylinder aus steifem Papier der bei Wärme und unter Verwendung eines flüssigen Weich- der Herstellung von Zigarettenmundstücken verwenmachers miteinander verbunden. deten Art. Das Element 36 umfaßt eine luftdurch-

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die lässige Röhre, deren Wandung aus gebundenen Zellu-

Röhre, aus der die Innenelemcnte hergestellt werden, 15 loseacetatfasern oder einem der anderen hier beschrie-

kontinuierlich geformt und anschließend durch be- benen Filtermaterialien besteht. Ein Endteil 38 ist

heizte Elemente verformt, um deren Innenflächen in zylindrisch und befindet sich über seinen gesamten Um-

den zweiten axialen Bereichen miteinander in Eingriff fang im Eingriff mit der Innenfläche des Außen-

zu bringen, worauf die Umhüllung zur Bildung des elementcs34, wodurch im wesentlichen der Durch-

Außenelementes erfolgt. ao gang von Rauch an dieser Stelle zwischen den EIe-

Voneilhaft wird das Material der Wandung der menten 34 und 36 verhindert wird. Ein Klebemittel · durchlässigen Röhre in den zweiten axialen Bereichen kann verwendet werden, um den Endteil 38 zu beerwärmt und geformt, wodurch abstehende Teile ent- festigen sowie diesen wirksamer gegen das Teil 34 stehen, deren Ränder nach dem Umhüllen durch das abzudichten. Integrale Teile 42 des inneren Elementes Außenelement nahe dessen Innenfläche liegen. »5 36 werden in weiter unten zu beschreibender Weise

Die Wandung wird zweckmäßig in eine Vielzahl gekräuselt oder zusammengepreßt, so daß deren

von Rippen verformt. li.nenflächen in Berührung miteinander stehen. Das

Die Wärmebehandlung erfolgt vorteilhaft durch Innenelement 36 teilt so einen strömungsaufwärts

Zufuhr von Dampf, während die Fäden oder Fasern liegenden Raum 40 gegen einen strörnungsabwärts

durch einen Ringraum treten, worauf die so herge- 30 liegenden Raum 48 ab. Von einem Tabakstab 22

stellte Röhre durch beheizte Elemente veirformt wird, kommender Tabakrauch tritt in den Hohlraum 40

durch welche das Material der Fäden oder Fasern durch die permeable Wandung des Innenelementes 36

plastifiziert wird. in den Hohlraum 48. Die Lage des Filters 36 kann

Die durchlässige Röhre, aus der die Innenelemente umgekehrt werden, so daß der Hohlraum 48 dem

geformt werden, wird zweckmäßig unterteilt, worauf 35 Tabakstab 22 gegenüberliegt. Die Ränder 44 des zu-

die Innenflächen miteinander in Eingriff gebracht sammengequelschten Teils 42 kommen in Kontakt

werden. mit der Innenfläche des Außenelementes 34 und

Die als Innenelement dienende Röhre wird mit tragen dazu bei, das Innenelement 36 inne.halb des

granulalförmigem Material umgeben und darauf um- Außenelementes 34 zu positionieren und sicherzu-

hüllt und in den ersten axialen Bereichen unterteilt. 40 stellen, daß die permeable Wandung des Innenele-

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver- mentes 36 zwischen den Teilen 38 und 42 für die fahrens kennzeichnet sich zweckmäßig durch eine RauchfiHration zur Verfügung sieht. Alternative ZuEinrichtung, durch die eine fortlaufende Röhre erzeugt sammenquetschformen sind in den F i g. 5, 6, 7 und 8 wird, eine Einrichtung mit Backen oder Prägeblöcken, gezeigt. Die Innenflächen der Wandungen des EIedurch welche die Wand der Röhre verformt wird, eine 45 mentes 36 stehen bei 42 im Eingriff, so daß im wesent-Einrichtung, durch die die verformte Röhre mit einer liehen der Durchgang von Rauch hierzwischen ausUmhüllung versehen wird, und eine Trenneinrichtung. geschlossen ist. Sie können, wenn es sich bei dem

Die Einrichtung zur Erzeugung einer Röhre enthält Material der Wandungen wenigstens teilweise um

in weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmäßig einen Thermoplast handelt, gegeneinander durch

eine Zufuhreinrichtung für Material und einen 50 Schmelzen befestigt werden und der Teil 42 kann

Strömungskanal, innerhalb dessen ein Dorn ange- durch Koaleszierung undurchlässig gemacht werden,

ordnet ist, wobei zwischen dem Strömungskanal und Im Hinblick auf die Erfindung jedoch stehen die

dem Dorn ein Ringspalt gebildet wird, dem Dampf Flächen ausreichend im Eingriff miteinander, wenn

zugeführt werden kann. der Rauch so gerichtet ist, daß er im wesentlichen

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Ein- 55 durch den Teil 46 der Wandung des Elementes 3i

richtung zur Erzeugung einer Röhre durch eine tritt, der zwischen den Teilen 38 und 42 sich befindet,

Formatkammer gebildet, durch welche ein endloses In ähnlicher Weise werden die Teile 38 in ausreichen-

Förderband kontinuierlich hmdurchgeführt wird, der Weise mit der Innenfläche des Elementes 34 ir

durch welches ein von einer Rolle abgezogenes Eingriff gebracht, wenn zwischen diesen ein merk·

Materialband in die Röhre verformt wird. 60 Iicher Beipaß von Rauch nicht existiert, obwohl ein<

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so vollständige Abdichtung wünschenswert erscheint,

ausgestaltet werden, daß die Einrichtung zur Ver- In den F i g. 5 und 6 der Zeichnungen sind alter

formung der Röhre aus einer Kammer gebildet ist, in native Zusammenquetsch- oder Kräuselungsformel

der eine Mehrzahl von Blöcken vorgesehen ist, die des Innenelementes 36 gezeigt. Die dem äußeret

mit Prägestempeln versehen sind und die mit einem 65 Element 34 durch die Y- oder kreuzförmigen Rippei

Kanal ausgebildet sind, der zur Aufnahme der Röhre gegebene Abstützung ist besser als die d»rcli die ein

dient, wobei die Blöcke durch eine in sich geschlossene fächeren, in F i g. 1 gezeigten S- oder Z-Zusammen

Fördereinrichtung bewegt werden und dadurch die quetschungen gegebene.

209 642/31

ίο

In F i g. 7 ist eine weitere alternative Ausführungs- gebracht werden, das von einer Düse 74 kommt,

form des Innenelementes 36 dargestellt worden. Hier- Streifen 76 einer, Kunststoffmaterials, beispielsweise

bei sind die Seitenwandungen des Elementes 36 zu- geschmolzenen Kunststoffs, können an im Abstand

sammengequetschi oder gefaltet, so daß Rippen be- vorgesehenen Stellen auf einer Seite der Bahn durch

lassen werden, die schraubenförmig um die Längs- 5 eine reziprokierende, intermittierend wirkende Ab-

achse des Elementes 36 angeordnet sind. Hierdurch gabevorrichtung 78 aufgebracht werden. Die Streifen

wird im äußeren Element 34 eine gute Abstützung ge- 76 können mit einem axialen Abstand gleich der Länge

geben, und der Querschnitt des letzteren kann, wenn eines einzigen Filters oder gleich dem Doppelten

es aus dünnen Materialien besteht, im wesentlichen dieser Länge vorgesehen sein. Die Röhre 68 hat die

kreisförmig gehalten werden. io Streifen so auf der Innenseite. Eine Quetsch- oder

In F i g. 8 ist eine Ausführungsform des Innen- FaIt- bzw. Kräuselvorrichtung 80 besitzt hin- und her-

elementes mit einem sich erweiternden Teil 38 und gehende geformte Backen innen, die die Röhre 68 in

einem geschlossenen, durch Verdrehen gebildeten eine Form falten oder quetschen, wie sie in den F i g. 1,

Ende 42 dargestellt. 5 und 6 dargestellt ist und den geschmolzenen K;jnst-

Nach einer weiteren Ausführungsform kann das 15 stoff abdichten, so daß ein kontinuierlicher Stab 86 innere Element36 der Fig. 1, 5, 6, 7 und 8 in einer des gequetschten oder gefalteten Innenelementes, bedoppelten, beispielsweise durch die gestrichelten stehend aus gefalteten und hohlen Teilen, gebildet Linien dargestellten Form gemacht sein, wobei der wird. Andere Klebmittel, beispielsweise heißsiegelnde gefaltete Teil 42 in der Mitte zwischen den Enden des oder flüssige Klebstoffe, können anstatt des geschmol-Filters liegt. Diese Ausführungsform führt zu einem ao zenen Klebstoffs verwendet werden, wobei in diesem kreisförmigen Ende, welches die Befestigung an eine Fall erwärmte Backen in der FaIt- oder Quetsch-Zigarette erleichtert, und bildet ein kreisförmiges, mit einrichtung 80 (Crimper) verwendet werden, um die Aussparungen versehenes Ende unmittelbar am Mund, Innenflächen der Röhre 68 in Eingriff zu bringen, welches von vielen Rauchern bevorzugt wird. Diese Das gequetschte oder gefaltete Element 86 wird Form erleichtert die Einverleibung von Granulaten 25 dann mit einer Bahn heiß versiegelbaren, von einer adsorbierenden oder anderen Materials. Diese können Rolle 88 kommenden Papiers mittels einer weiteren in den Raum um den gefalteten Teil 42 des Innen- Formatkammer 90 überwickelt. Das Aggregat besitzt elementes 36 angeordnet und an ihrer Stelle durch das das übliche Antriebsband 92 und eine Heizeinrich-Außenelement 34 und die beiden kreisförmigen Enden tung 96 zur Bildung einer länglichen überlappten und 38 gehalten werden. Das Material trägt zur radialen 30 geklebten Naht, wodurch der Streifen um das innere Steifigkeit des Filterstabes an diesem Teil seiner Länge Element 86 festgelegt wird. Eine Abschneidevorbei. richtung 100 teilt die kombinierten inneren und

Das äußere Element 34 kann gewünschtenfalls fort- äußeren Elemente 98 in Filterstäbe multipler Länge gelassen werden und seine Funktion durch Verwen- 102. Diese können vier Filterelemente umfassen, die dung einer steifen Mundstückumwicklung 32 über- 35 in die Doppeleinheit 94 nach F i g. 4 unterteilt werden, nommen werden. Die Anwendung dieser Ausführungs- die befestigt an Tabakstäbe 108 durch eine Mundstückform ist abhängig davon, ob eine Filterzigaretten- Überwicklung befestigt dargestellt ist. Ein Schnitt maschine vorhanden ist, die in der Lage ist, in zu- längs der Linie 112 trennt die Doppeiunheit mit den friedenstellender Weise das gefaltete Innenelement 36 Tabakstäben 108 in zwei Filterzigaretten,
zu handhaben. 40 Andere Techniken zum Bilden des inneren EIe-

Durch Längung des Filters kann der Bereich der mentes aus einer Bahn oder einem Streifen umfassen permeablen Wandung des Innenelementes 36 ver- schraubenförmiges Wickeln. Bei diesem Verfahren, größert und der Druckabfall hierdurch verkleinert welches im allgemeinen für die Herstellung von Pappwerden. Zusätzliche Filtermaterialien 52 in Granulat- röhren verwendet wird, werden ein oder mehrere form können innerhalb des Hohlraumes 48 vorge- 45 Streifen schraubenförmig gewickelt und an sich übersehen und hierin durch eine permeable Scheibe 50 läppenden Teilen aneinander um einen Dorn zum gehalten werden, wodurch ein Dreielementenfilter, Haften gebracht. Mehr als eine Materialschicht kann bestehend aus dem Innenelement 36, dem Material verwendet werden, es wird so möglich, das innere im Hohlraum 48 und der Scheibe 54, geschaffen wird. Hohlelement mit inneren und äußeren Schichten unter-Solche granulatförmigen Materialien können aus 50 schiedlichen Materials zu erzeugen. So kann beispielsaktivierter Kohle, Stlicagel und anderen Absorbierungs- weise die innere Schicht aus einem thermoplastischen mitteln bestehen. Alternativ kann der Hohlraum 48 Material bestehen und das Abdichten der zusammendurch einen Stopfen 51 geschlossen werden, der durch gequetschten oder gefalteten Teile 42 durch Aufgestrichelte Linien angedeutet ist. bringung von Wärme erleichtern. Wärme kann zu-

Nach der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Aus- 55 sätzlich verwendet werden, um die thermoplastische

fühningsform sind Verfahren und Vorrichtungen zum Schicht an die benachbarte Schicht zu binden. Andere

Bilden von Filterelementen der in F i g. 1 gezeigten Materialien können in eine oder mehrere der Schichten

Art von einem Materialstreifen oder einer Material- eingebaut werden, um spezifische filternde, chemische

bahn dargestellt Eine Filtermaterialbahn, beispiels- oder Geschmackseffekte hervorzurufen,

weise aus Papier oder ähnlichem luftdurchlässigem Co Das hohle innere Element kann aus einem Laminat

Material, kommt von der Rolle 62 und trit*. durch eine geformt werden. Dies ist ein zweckmäßiger Weg, um

röhrenförmige Formatkammer 64, wo es in zylin- eine thermoplastische Innenschicht nach dem Ver-

drische Form durch ein endloses Band 66 gebracht fahren der F i g. 2 einzuarbeiten. Das Abdichten der

wird, so daß eine Röhre 68 entsteht Die Ränder 70 Längsränder 70 des Streifens aus Filtermaterial und

des Bandes werden durch Überlappung oder stumpfes 65 der gefalteten Teile 42 des inneren Elementes werden

Aneinanderfügen — bei 72 dargestellt — verbunden in diesem Fall allein durch die Anwendung von Wärme

und können aneinander zum Kleben und zum Ab- vorgenommen. Das Filtermaterial des Innenelementes

dichten durch ein geschmolzenes Kunststoffmaterial kann thermoplastisch«; und nichtthermoplastische

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Fasern in Zumischung zueinander enthalten, beispielsweise eine Bahn aus porösem Papier, welches aus Pulpenfasern und sekundärem Zelluloseacetat gebildet ist.

Nach dieser in den F i g. 9 und 10 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liefert eine bekannte Strangstreck- und Plastifizierungsvorrichtung, die durch den Block 130 angegeben ist, ein geöffnetes, gekräuseltes kontinuierliches fadenförmiges Zelluloseacetattau 132 an eine LuftdUse 134, wobei auf die Tauoberfläche etwa 9°/₀ Triacetin in feinen Tröpfchen verteilt sind. Die ist allgemein in der britischen Patentschrift 933 227 dargestellt; vorgesehen sind zwei kegelstumpfförmige Rohre, die ineinander befestigt sind und wobei an Druckluftausbildung ein Anschluß 136 angebracht ist, der in den Raum zwischen den kegelstumpfförmigen Gebilden und dem Auslaß aus dem Ende 138 reicht, wodurch das Tow 132 mitgezogen wird. Ein nicht dargestellter Dorn tritt durch die Düse 134 in die Strahldüse 140. Letztere ist im allgemeinen wie in der britischen Patentschrift 970 817 dargestellt und mit einer Dampfquelle zur Verbindung 142 versehen. Der Dampf tritt in die Bohrung der Strahldüse durch Radialöffnungen und dient dazu, die Zelluloseacetatfäden aneinanderzubinden, während diese durch den Ringraum zwischen Dorn und Bohrung treten. So wird eine Röhre 156 aus gebundenen Zeiluloseacctatfäden geformt. Dieses tritt in eine FaIt- oder Preßvorrichtung 144, die einen beheizten Raum 146 umfaßt, innerhalb dessen eine die Falteinrichtung 150 nach F i g. 10 tragende Kette 148 vorgesehen ist. Jede der Vorrichtungen umfaßt einen Block 152 mit einem Schlitz 154 zur Aufnahme der von der Strahldüse 140 kommenden Röhre 156. Vier federbelastete Gleitformen 158, deren Enden gegen die Röhre 156 gerichtet sind, sind so ausgebildet, daß sie zusammenwirken und die gewünschte Faltungsoder Quetschform im Rohr erzeugen, beispielsweise die in F i g. 6 gezeigte. Das Zelluloseacetat fließt unter der Wärme und klebt die Fäden aneinander, wodurch sie geformt werden und ihre gewünschte Gestalt beibehalten. Das gefaltete oder gequetschte, aus der FaIt-, Quetsch- oder Kräuselvorrichtung 144 kommende Rohr tritt in die Formatkammer 162 ein, welches von bekannter Bauart ist und einen endlosen, durch eine Trommel 166 getriebenen Riemen 164 umfaßt. Ein Papierstreifen 174 umhüllt die ummantelte oder gefaltete Röhre 160, die nunmehr das hohle Innenelement bildet, um das mit Bezug auf F i g. 2 beschriebene äußere Element zu bilden. Eine Abschneidevorrichtung 168 teilt den Stab 170 in Stäbchen 172 einer gewünschten Vielfalt von Filtereinheiten. Um granulatförmiges Material einzuverleiben, wird der Papierstreifen 174 in eine Rinne um das Element 160 herum geformt, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt; die Granulate werden von einem Behälter 176 fallengelassen, so daß sie um das Element 160 hcrumfließen und den Raum zwischen diesem und dem Papierstreifen 174 auffüllen. Letzterer wird um das Element 160 gefaltet und mit einer überlappenden und klebenden Naht durch die Heizeinrichtung 178 gesiegelt, wodurch ein Verbundstab gebildet w^;rd. Die Abschneidevorrichtung 168 wird zeitlich so geregelt, daß nur durch die nicht gefalteten Teile des Elementes 160 geschnitten wird.

ίο In einem Vergleichsversuch wurden Filter der in F i g. 1 gezeigten Art aus im Handel erhältlichen luftdurchlässigen Papieren mit unterschiedlichen Druckabfällen hergestellt. Jedes Filter war 25 mm lang und wurde an einen 65 mm langen Tabakstab befestigt. Tafel I vergleicht die prozentuale Retention dieser Filter mit entsprechend bekannten Verfahren hergestellten Filtern. »Myria« ist ein länglich genutetes Papierfilter; »Acetat« ist ein übliches Filter aus gekräuselten kontinuierlichen Fäden aus Zellulose-

ao acetat. Wie sich zeigt, ist das Retentionsvermögen des Filters nach der Erfindung bei einem gegebenen Druckabfall wesentlich größer.

Tafel 1

Type

Erfindung
»Myria« .
»Acetat« .

Erfindung
»Myria« .
»Acetat« .

Erfindung
»Myria« .
»Acetat« .

Erfindung
»Myria« .
»Acetat« .

Druckabfalt (cm)

0,8
0,8
0,8

2,4 2,4 2,4

3,6
3,6
3,6

4,6
4,6
4,6

% Rentcntion

64
18
11

81
36
25

93
47
35

94

54
41

In Tafel II wird ein Vergleich vorgenc ..men zwischen einem entsprechend F i g. 1 hergestellter Filter mit einem Überzug aus aktivierter Kohle auf dei Innenfläche und einem üblichen Filterstopfen gleiche! Länge aus gebundenem Kohlenstoff, der nach derr Stand der Technik hergestellt wurde. Acrolein wire als typische Dampfphasenverbindung gewählt, derer Entfernung aus Tabakrauch durch das Filter gibt da: Dampfphasenrückhaltevermögen an. Die Erfinduni liefert bei einem einzigen Filter bei niedrigem Druck abfall eine hohe Retention der Dampfphasenbestand teile mit hoher Retention der Tabakrauchfeststoffe

Tafel II

Material	Druckabfall	Acrolein durchs Filter (Mikrogramm)	Gewicht des Kohlen Stoffs (Mikrogramm
Linters, Pulpe und Kohlenstoff Gebundenes Kohlestoffilter	1,1" 1,0"	11 19	71 197

Die Fläche des Filtermaterials, durch welches Rauch in Filter nach der Erfindung gezogen wird, kann variiert werden. Im allgemeinen liegt sie zwischen 3 und 16 cm*. Die gepackten Filter nach dem Stand d« Technik haben eine Fläche gleich der des Endes de Zigarette, das ist etwa 0,5 cm*. Auf Grund der größ<

13 14

ren Fläche kann das Filtermaterial eine größere thermoplastische Fäden und Fasern anstatt Zellulose-Packungsdichte, da- ist das Volumenverhältnis der acetat verwendet werden, und aus synthetischen Kunst-Feststoffe im Filtermaterial zum Gesamtvolumen des stoffen hergestelltes Papier kann das Papier der AusMaterials, aufweisen. Die Packungsdichte kann zwi- führungsform nach F i g. 2 ersetzen. In ähnlicher sehen 0,1 und 0,4, vorzugsweise bei etwa 0,35 liegen. 5 Weise kann an Stelle des Verfahrens der F i g. 2 und Eine Packungsdichte dieser Größe ist bisher nicht für 9 mit kontinuierlichem Stab ein Verfahren zur Andie Filtrierung von Zigarettenrauch angewendet Wendung gebracht werden, bei dem nacheinander eine worden. Die Geschwindigkeit des Rauchstroms durch durchlässige Röhre geformt wird, diese in Längen das Filter bei normaler Rauchgeschwindigkeit kann geschnitten und diese verformt werden, wodurch ihre zwischen 2,5 und 5,7 cm/Sek. liegen. Diese viel nie- io Innenflächen in Eingriff gebracht werden,
drigere Geschwindigkeit ermöglicht eine wirksamere Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung Filtrierung bei einem gegebenen Druckabfall ver- sollen nun anhand der Zeichnungen näher erläutert glichen mit bekannten handelsüblichen Filtern. Be- werden, in denen

sonders gute Ergebnisse werden mit Filtern eines F i g. 1 ein typisches Filter mit einem Teil eines

Durchmessers unterhalb 25 Mikron erhalten, Fasern 15 hieran befestigten Tabakstabts zeigt;

von etwa 14 Mikron Durchmesser haben sich als be- F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Bildung des FiI-

sonders wirksam herausgestellt, um das innere EIe- ters nach der Erfindung;

ment ausreichend steif und retentiv zu machen, wäh- F i g. 3 zeigt einen Filtermaterialstreifen während

rend trotzdem ein brauchbarer niedriger Druckabfall der Umwandlung in ein inheres Hohlelement;

beibehalten werden kann, der nicht wesentlich größer ao F i g. 4 zeigt eine Stufe in der Produktion eines

als 6 cm Ws ist. Paares von Filterzigaretten; die

Das Filter und das Verfahren zu seiner Herstellung F i g. 5, 6, 7 und 8 sind perspektivische Darstel-

wurden oben beschrieben, insbesondere im Hinblick lungen von drei verschiedenen Formen des inneren

auf ;ie bevorzugten Materialien und die Vorrichtung. Filterelementes;

Es zeigt sich jedoch, daß bei einem einfachen Versuch 25 F i g. 9 zeigt eine Vorrichtung zur Bildung eines

entsprechend den gegebenen Lehren mit den gegebenen Filters aus Zelluloseacetatfäden; und

Ausführungsformen die Zweckmäßigkeit anderer Mate- Fig. 10 ist eine vergrößerte Darstellung eines

rialien zutage tritt. So können beispielsweise andere Teiles der Vorrichtung nach F i g. 9.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (35)

Patentansprüche:

1. Tabakrauchfilter mit einem sich axial erstreckenden, röhrenförmigen Außenelement, innerhalb dessen ein sich axial erstreckendes, hohles Innenelement angeordnet ist, das mit einer sich axial erstreckenden, gasdurchlässigen Wandung versehen ist, wobei in Axialrichtung strömender Rauch durch die Wandung des Innenelementes hindurchtritt und hierbei gefiltert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten axialen Bereich die Außenfläche der Wandung des Innenelementes (36) mit der Innenfläche des Außenelementes (34) im Eingriff steht, so daß in diesem Bereich ein Durchgang von Rauch zwischen den beiden Elementen (36, 34) hindurch im wesentlichen ausgeschlossen ist und daß in einem zweiten axialen Bereich des Innenelementes (36) sich die Innenflächen von dessen Wandung miteinander ao im Eingriff befinden, so daß in diesem Bereich ein axialer Durchgang von Rauch zwischen diesen Flächen im wesentlichen ausgeschlossen ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Innenelementes (36) as aus Papier, gebundenen Faserbahnen, porösen Kunststoffen, Kunststoffschäumen, gebundenen Fäden odei Fasern, gegebenenfalls diese Materialien in Kombination, besaht.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanduug de Innenelementes (36) aus gebundenen Fäden oder Fasern aus Zelluloseazetat besteht.

4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Substanz enthält, die aus der Dampfphase des Tabakrauchs Bestandteile entfernt oder dieser Bestandteile zusetzt, wobei diese Substanz im Material der Wandung des hohlen Innenelementes (36) enthalten oder von der Wandung umschlossen ist.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Innenelement (36) in zwei ersten axialen Bereichen, nämlich an seinen beiden Enden, mit dem Außenelement (34) im Eingriff befindet und daß der zweite axiale Bereich zwischen den Enden liegt.

6. Filter nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innerelement und dem Außenelement (36, 34) um den zweiten axialen so Bereich herum eine granulatförmige Substanz angeordnet ist, z. B. eine Substanz, die aus ocr Dampfphase des Tabakrauches Bestandteile entfernt oder dieser Bestandteile hinzufügt.

7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten axialen Bereich ein Teil der Außenfläche des Innenelementes (36) nahe der Innenfläche des Außenelementes (34) liegt, wodurch dieses gegen radiale Deformation abgestützt ist.

8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Inncnelement (36) im zweiten axialen Bereich mit einer Mehrzahl von Rippen versehen ist.

9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen des Innenclenientcs (36) in Schrauben- oder Spiralform angeordnet sind und daß deren Radius etwa gleich dem halben Innendurchmesser des Außenelementes (34) im zweiten axialen Bereich ist

10. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Wandung, durch die Rauch hindurchströmt, zwischen 3,0 und 16,0 cm* beträgt.

11. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Innenelemeutes (36) aus Filtermaterial besteht, dessen Packungsdichte zwischen 0,1 und 0,4 beträgt.

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial eine Packungsdichte von etwa 0,35 aufweist.

13. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Innenelementes (36) im wesentlichen aus Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 25 Mikron besteht.

14. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser von etwa 14 Mikron aufweisen.

15. Verfahren zur Herstellung von Tabakrauchfiltern nach ?inem der Ansprüche 1 bis 14, die aus einem gasdurchlässigen, hohlen Innenelement und einem das Innenelement umgebenden Außenelement gebildet sind, wobei der Tabakrauch durch die Wandung des Innenelementes hindurchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß aus gasdurchlässigem Filtermaterial eine als Innenelement dienende Röhre (68, 156) gebildet wird, deren Innenfläche in zweiten axialen Bereichen miteinander in Eingriff gebracht wird und die mit einer als Außenelement dienenden Umhüllung versehen wird, worauf die Außenfläche des Innenelementes (36) in ersten axialen Bereichen mit der Innenfläche des Außenelementes (34) in Eingriff gebracht wird und daß vor oder nach dem Umhüllen des Innenelementes (36) durch das Außenelement (34) dieses entweder in den ersten oder in den zweiten axialen Bereichen durchschnitten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenelement (36) zuerst in den einen axialen Bereichen und dann in den anderen axialen Bereichen durchschnitten wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den einen oder in den beiden axialen Bereichen die Flächen miteinander durch Klebstoff verbunden werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (68), aus der die Innenelemente (36) geformt werden, aus einem oder mehreren länglichen Streifen eines gasdurchlässigen Materials hergestellt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß die Röhre (68) geformt wird indem ein Streifen um eine Längsachse geboger wird und dessen Längsränder (70) aneinander gelegt und miteinander verbunden werden (F i g. 2 3).

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß ein oder mehl ere Streifen durcl schraubenförmiges Wickeln und Verbinden de überlappenden Teile zu einer Röhre geformt wer den.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein oile mehrere tier Streifen aus thermoplastischem Mate

rial bestehen und daß die Verbindung eines Streifens mit einem benachbarten oder überlappenden Streifen durch Zufuhr von Wärme erfolgt.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Formen des Streifens zu einer Röhre dieser mit Querstreifen aus Klebstoff versehen wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (156), aus der die Innenelemente (36) hergestellt werden, durch Verbindung von thermoplastischen Fäden oder Fasern, vorzugsweise aus Zelluloseazetat, miteinander gebildet wird (F i g. 9).

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Fasern durch - Zufuhr von Wärme und unter Verwendung eines flüssigen Weichmachers miteinander verbunden werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (68, 156), aus der die Innenelemente (36) hergestellt werden, kontinuierlich geformt und anschließend durch beheizte Elemente verformt wird, um deren Innenflächen in den zweiten axialen Bereichen miteinander in Eingriff zu bringen, worauf die Umhüllung zur Bildung des Außenelementes (34) erfolgt.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Wandung der durchlässigen Röhre (68, 156) in den-zweiten axialen Bereichen erwärmt und geformt wird, wodurch abstehende Teile gebildet werden, deren Ränder (44) nach dem Umhüllen durch das Außenelement (34) nahe dessen Innenfläche liegen.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung in eine Vielzahl von Rippen verformt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch Zufuhr von Dampf erfolgt, während die Fäden oder Fasern durch einen Ringraum (140) treten, worauf die so hergestellte Röhre (156) durch beheizte Elemente (144), durch welche das Material der Fäden oder Fasern plastifiziert wird, verformt wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Röhre (68, 156), aus der die Innenelemente (36) geformt werden, unterteilt wird, worauf die Innenflächen miteinander in Eingriff gebracht werden.

30. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die als Innenelement (36) dienende Röhre mit granulatförmigem Material umgeben und darauf umhüllt und in den ersten axialen Bereichen unterteilt wird.

31. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (64, 140), durch die eine fortlaufende Röhre (68, 156) erzeugt wird, eine Einrichtung (80, 144) mit Backen oder Prägeblöcken (152), durch welche die Wand der Rohre (68, 156) verformt wird, eine Einrichtung (90, 162), durch die die verfoimte Röhre (86, 160) mit einer Umhüllung versehen wird und eine Trenneinrichtung (100, 168) vorgesehen sind (F i g. 2, 9).

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Röhre (156) eine Zuführeinrichtung (130) für Material und einen Strömungskanal (134) enthält, innerhalb dessen ein Dorn angeordnet ist, wobei zwischen dem Strömungskanal und dem Dorn ein Ringspalt gebildet ist, dem Dampf zuführbar ist (F i g. 9).

33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Röhre (68) durch eine Formatkammer (64) gebildet ist, durch welche ein endloses Förderband (66) kontinuierlich hindurchgeführt wird, durch welches ein von einer Rolle (62) abgezogenes Materialband in die Röhre (68) verformt wird (F i g. 2).

34. Vorrichtung nach 'aspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (144) zur Verformung der Röhre (156) aus einer Kammer (146) gebildet ist, in der eine Mehrzahl von Blöcken (152) vorgesehen ist, die mit Prägestempel versehen sind und die mit einem Kanal (154) ausgebildet sind, der zur Aufnahme der Röhre (156) dient, wobei die Blöcke (152) durch eine in sich geschlossene Fördereinrichtung (148) bewegt werden und dadurch die Bahn der Röhre (156) kreuzen, worauf die Prägestempel durch die Innenwand der Kammer (146) so bewegt werden, daß sie in Kanälen der Blöcke (152) verschoben werden und dadurch die Röhre (156) verformen.

35. Filter nacli einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Element vom Mundstückmaterial, beispielsweise Korkpapier, einer Zigarette gebildet ist, welches das Innenelement mit dem papierumwickelten Tabakstab verbindet.