DE2361970C3 - Filterelement für ein Rauchprodukt - Google Patents

Description

, 2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch ge- erreicht.

kennzeichnet, daß der Kanal (4, 12, 22, 22') am 25 Obwohl der gesteigerte Wirkungsgrad häufig er-

' Umfang des Hauptfiltrierelements (1, 11, 21) ge- strebenswert ist, haben die ersten Züge mit einem

bildet ist. solcnen Filter im allgemeinen keinen Geschmack

3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch bzw. keine Wirkung für den Raucher. Bei diesen

„i gekennzeichnet, daß der Kanal (4, 12, 22, 22', ersten Zügen hat nämlich nicht nur das Filter mit

32, 53, 52) axial in dem Hauptfiltrierelement (.1, 30 hohem Wirkungsgrad die Wirkung, einen beträcht-

|| 11, 21,31,41,51) ausgebildet ist. liehen Teil der gesamten, partikelförmigen Substanz

4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 zu entfernen, sondern es addiert sich die Filterwir-

I. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger kung der gesamten Tabaksäule zu der Wirkung des

| Kanal (4, 32, 43, 52) in dem Hauptfiltrierelement Filters. Dadurch wird fast die gesamte partikelför-

(1, 31, 41, 51) ausgebildet ist. 35 mige Substanz entfernt, so daß der Raucher aus die-

5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 sen ersten Zügen keine Befriedigung erhält.

und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ka- Es sind bereits Filterelemente mit einem Kanal be-

näle (12, 18; 22, 22') vorgesehen sind, von denen kannt. Beispielsweise beschreibt die DT-AS 19 48 336 jedem wenigstens eine Öffnung (14, 20; 24, 24') einen Rauchartikel mit in zwei zu filternde Anteile in der Nähe seines Endes zugeordnet ist. 40 unterteiltem Raucherstrom derart, daß während des

6. Filterelement nach Anspruch 5, dadurch ge- letzten Zeitabschnitts eines jeden Zuges beide Anteile kennzeichnet, daß zwei Kanäle (12, 18; 22, 22') über eine sich erst während des Zuges öffnende Vengebildet sind. tilanordnung zur Wirkung kommen. Dieser bekann-

7. Filterelement nach einem der Ansprüche 5 ten Ausführung liegt die Feststellung zugrunde, daß und 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der 45 jeweils im ersten Teil des gleichen Zuges ein größerer Kanäle (22, 22') die gleiche Länge hat. Anteil unerwünschter Bestandteile im Rauch enthal-

' 8· Filterelement nach einem der Ansprüche 5 ten ist, weshalb der erste Teil stärker gefiltert wird,

und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle Die Anordnung mit Ventil innerhalb des Filters ist

(12,18) unterschiedliche Längen haben. natürlich relativ verwickelt. Außerdem ist die Ar-

9. Filterelement nach einem der vorhergehen- 50 beitsweise dieses bekannten Filterelements natürlich den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die praktisch für jeden Zug die gleiche, und zwar unabWeite des Kanals (32) in der Nähe des Tabak- hängig davon, wie weit der betreffende Rauchartikel abschnittes (36) größer ist als in der Nähe seines bereits aufgeraucht wurde.

Endes. Weiter ist aus der DL-PS 92 197 bei Filterelemen-

10. Filterelement nach einem der vorhergehen- 55 ten die Anordnung seitlicher Kanäle.bekannt, die zum den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Elements hin offen sind und durchlässige Umfang des Hauptfiltrierelements (1, 11, 21, 31, Wände aufweisen. Der Rauch soll auf diese Weise 41, 51) in einen Kunststoffmantel (3) gehüllt ist. gezwungen werden, diagonal durch das Filtermate-

11. Filterelement naciti einem der vorhergehen- rial von einem Kanal zum anderen zu strömen und den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die 60 dadurch einen längeren Weg zurückzulegen. Typisch Öffnungsgröße zwischen 12 und 30 Stubs-Ein- für diese bekannte Ausführung ist, daß jeweils minheiten liegt. destens zwei Kanäle etwa einander gegenüberliegend

12. Filterelement nach Anspruch 11, dadurch vorgesehen werden müssen, um eine Diagonalströgekennzeichnet, daß die Öffnungsgröße zwischen mung zu ermöglichen. Auch hier vollzieht sich der 12 und 21 Stubs-Einheiten Ii igt. 65 Filtervorgang praktisch für jeden Zug in der gleichen

13. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch Weise und unabhängig davon, ob es sich um den gekennzeichnet, daß der Kanal (43) außerhalb ersten oder letzten Zug an dem Tabakprodukt des Hauptfiltriermateriails (42) liegt. handelt.

Weiter sind in der US₇PS 32 70 750 Kanäle in üblicherweise niedrigen Gesamtgehalt an partikel-

einem Filter mit unterschiedlichen räumlichen An- förmiger Substanz. Zum großen Teil beruht das auf

Ordnungen und Formen der Kanäle beschrieben, wo- dem Filtriereffekt der Tabaksäule, so daß auf keinen

bei jeder Kanal sich jeweils über die gesamte Länge Fall eine maximale Filtration durch das Filterelement

des Filterabschnitts erstreckt. Die Kanalwände sind 5 erforderlich ist

dabei zusammendrückbar so daß der Raucher durch Die Erfindung schafft also sozusagen ein program-

Fingerdruck Einfluß auf den Quersonmtt der Kanäle miertes Filterelement Für ein Rauchprodukt mit einem

nehmen kann. Dies erfordert Übung und Aufmerk- Tabakabschnitt.

samkeit, zumal der Raucher im allgemeinen nicht Die Erfindung wird im folgenden an Hand von

gewöhnt ist, eine Filterzigarette ausgerechnet am 10 Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die

Mundstück zu fassen. Es ist dabei leicht möglich, daß schematischen Zeichnungen näher erläutert,

der gesamte Rauch ungefiltert eingesogen wird. Es zeigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bevor-

eingangs erwähnten Schwierigkeiten dadurch zu be- zugten programmierten Filters gemäß der vorliegen-

seitigen, daß ein Filterelement geschaffen wird, wel- 15 den Erfindung mit einem einzelnen Kanal auf dem

ches selbsttätig die Länge des unverbrauchten Tabak- Umfang,

abschnitts berücksichtigt, weil dieser bereits eine Fig. 2 eine Draufsicht des Filterelementes nach

eigene Filterwirkung ausübt, die bei den ersten Zu- Fig. 1 in einem Rauchprodukt,

gen wesentlich wirksamer ist entsprechend der grö- F i g. 3 eine Draufsicht eines Filterelementes gemäß

ßeren Länge des unverbrauchten Tabakabschnitts. 20 der vorliegenden Erfindung mit zwei Kanälen, wobei

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Kanäle ungleiche Längen haben,

ein Filterelement der eingangs genainnten Art gelöst, F i g. 4 eine Draufsicht eines Filterelementes gemäß

das sich dadurch kennzeichnet, daß der Kanal an dem der vorliegenden Erfindung in einem Rauchtabak -

dem Mundstückende gegenüberliegenden Ende des produkt, wobei die in dem Filterelement gebildeten

Hauptfiltrierelements ein zu dem Tabakabschnitt of- 25 Kanäle gleiche Länge haben,

fenes Ende aufweist, das mit dem Tabakabschnitt in F i g. 5 eine Draufsicht eines Filterelementes geVerbindung stehend Rauch von diesem aufnehmen maß der vorliegenden Erfindung, wobei der auf dem kann, während das andere Ende des. Kanals geschlos- Umfang des Filterelementes gebildete Kanal kegeisen ist und mit Abstand von dem Mundstückende artig zuläuft.

des Hauptfiltrierelements liegt; daß die Wände des 30 F i g. 6 eine Draufsicht eines Filterelementes gemäß

Kanals, die mit dem Hauptfiltrierelement in Verbin- der vorliegenden Erfindung in einem Rauchprodukt,

dung stehen, für Rauchströmung undurchlässig sind; wobei der Kanal sich außerhalb des Filterelementes

und daß das geschlossene Ende des. Kanals mit min- befindet,

destens einer Öffnung ausgebildet ist. F i g. 7 eine Draufsicht eines Filierelementes ge-

Mit einem solchen Filterelement erhält der Rau- 35 maß der vorliegenden Erfindung in einem Rauch-

cher bei den ersten Zügen Rauch, der im wesent- produkt, wobei der Kanal in dem Hauptteil des FiI-

lichen nur durch den Tabakabschnitt selbst gefiltert terelementes und nicht längs des Umfangs ausge-

ist, während im weiteren Verlauf die Öffnung am an bildet ist,

sich geschlossenen Ende des Kanals sich durch Ab- F i g. 8 einen Schnitt längs Linie 8-8 von F i g. 7,

lagerungen mehr und mehr zusetzt. Mit entsprechend 40 F i g. 9 ein Diagramm, bei dem in Milligramm die

seiner abnehmenden Länge abnehmender Filterwir- partikelförmige Gesamtsubstanz angegeben ist, die

kung des Tabakabschnitts wird daher immer mehr für programmierte und nicht programmierte Filter

Rauch durch das Hauptfiltrierelement gezwungen, auf einer Pro-Zug-Basis abgegeben wird,

weil der Nebenschluß, also der unmittelbar an den Fig. 10 ein Diagramm mit einer Darstellung des

Tabakabschnitt anschließende Kanal, immer gerin- 45 Wirkungsgrades — auf einer Pro-Zug-Basis — für

gere Rauchmengen aufnimmt, in dem Maße, wie die programmierte und nicht programmierte Zigaretten

relativ kleine öffnung an seinem geschlossenen Ende filter und

sich zusetzt. Fig. 11 eine Darstellung der abgegebenen, parti-

Das Filterelement ist so ausgebildet, daß es allge- kelförmigen Gesamtmenge — auf einer Pro-Zug-

mein widerstandsfähig gegen Zusammendrücken ist, 50 Basis — zur Erläuterung der Wirkung unterschied-

so daß der Kanal während der gesamten Zeit, in der licher Öffnungsgrößen,

das Rauchprodukt geraucht wird, offen bleiben kann. In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Filterelement 1

Wegen der Größe des Kanals und der Mündung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das

strömt auf Grund der Beziehung zu dem Wirkungs- Filterelement enthält ein Filtermaterial 2 mit hohem

grad des Filterelements in den Anfangsphasen des 55 Wirkungsgrad, das sich in einer Ummantelung 3 au;

Rauchens wenigstens ein Teil des durch Verbrennen steifem Kunststoff befindet, in der ein Kanal odei

des Tabakproduktes erzeugten Rauchs durch den Ka- eine Nut 4 ausgebildet ist. An dem Ende des Kanal«

nal und die Öffnung und dann durch einen verkürz- oder der Nut befindet sich eine Öffnung 5. In F i g. 2

ten Teil des Filterelementes. Die Wände des Kanals ist das in F i g. 1 gezeigte Filterelement 1 in einer Zi·

sind mit Ausnahme der öffnung im wesentlichen un- 6° garette dargestellt, die einen Tabakabschnitt 6 unc

durchdringlich für den Rauch, so daß durch diese eir. Deckblatt? enthält, das sowohl den Tabak

Wände keine Filtration erfolgt. abschnitt 6 als auch das Filterelement 1 als äußer«

Obwohl ein Filter mit hohem Wirkungsgrad ver- Hülle umgibt. In F i g. 2 läßt sich erkennen, daß da:

wendet wird, vermitteln die Züge wegen des ver- offene Ende 8 des Kanals 4 benachbart zum Tabak

kürzten Weges der ersten, wenigen Züge durch das 65 abschnitt liegt, während an dem Mundstückende ί

Filterelement einen im allgemeinen vollen Ge- des Rauchtabakproduktes keine Nut vorgesehen ist.

schmack. Wie bekannt ist, haben meistens die ersten, In Fig. 3 ist ein Filterelement 11 in einem Rauch

wenigen Züge einer Zigarette auf jeden Fall einen tabakprodukt mit einem Tabakabschnitt 16 darge

stellt, wobei sowohl das Filterelement 11 als auch der gen und Größen werden im Detail im folgenden an-

Tabakabschnitt 16 von einem Deckblatt 17 als Hülle gegeben werden.

umgeben werden. Das in F i g. 3 gezeigte Filterele- Beim Entwurf eines brauchbaren Filters des hier

ment 11 hat einen längeren Kanal 12, wobei sein beschriebenen Typs sind verschiedene Faktoren von

offenes Ende 13 in der Nähe des Tabakabschnittes 5 besonderer Bedeutung. Der Gesamtwirkungsgrad die-

.16 und eine öffnung 14 an dem Ende des Kanals lie- ses Typs von Filtern wird in einem hohen Maße durch

gen. Weiterhin ist in dem Filterelement ein kürzerer den speziellen Typ von Filterelement bestimmt, das

Kanal 18 ausgebildet, wobei das offene Ende 19 die- für den Hauptteil des Filters ausgewählt wird. Eben-

ses Kanals ebenfalls in der Nähe des Tabakabschnit- falls üblicherweise bedeutende Parameter sind unter

tes liegt; an dem geschlossenen t-nde des Kanals ist io anderem die Wergart, das Gewicht des Stabs, der

eine öffnung 20 ausgebildet. Wieder enden die Ka- Umfang und die Faserverteilung. Diese Parameter

näle kurz vor dem Mundstückende der Zigarette. sind auch hier von Bedeutung.

In F i g. 4 ist ein dem Filterelement 11 ähnliches Bei dem programmierten Filter gernäß der vor-

Filterelement 21 dargestellt. Das Filterelement ist liegenden Erfindung sind zusätzliche wichtige Fakto-

mit einem Tabakabschnitt 26 durch ein Deckblatt 27 15 ren die Größe der Öffnung an dem Ende des Kanals,

verbunden. Die beiden Kanäle 22 und 22' des Filter- die den Kanal auskleidenden nicht porösen Wände

elementes 21 weisen jeweils offene Teile 23 und 23' und die anfängliche Beziehung zwischen dem Wider-

der Kanäle in der Nähe des Tabakabschnittes auf, stand des Strömungsweges für den Rauch durch den

während die geschlossenen Teile der Kanäle mit öff- Kanal und die öffnung im Vergleich mit dem an-

nungen 24. 24' ausgebildet sind. 20 fänglichen Widerstand durch den Hauptteil des FiI-

In I i g. 5 ist wieder ein Filterelement 31 mit einem terelementes. Ebenfalls von Bedeutung sind die Form

Jabakabschnitt 36 verbunden, wobei die beiden Teile und die räumliche Anordnung der öffnung, die Pres-

von einem Deckblatt 37 ummantelt werden. Das FiI- sung des Wergs, die Dimensionen der Nut und die

terelement 31 enthält einen einzigen Kanal 32, wobei Orientierung der Fasern in dem Hauptfilteirelement,

sich dieser Kanal von den in den vorherigen Figuren 25 insbesondere in dem Teil von ihm, der in der Nähe

beschriebenen Kanälen durch seine kegelförmig zu- der Öffnung liegt.

laufende Form unterscheidet, wobei der weiteste Teil Das anfängliche Widerstandsverhältnis des pro-

des Kanals das offene Ende 33 in der Nähe des Ta- grammierten Filters wird definiert als der Druck-

bakabschnittes 36 ist. Der Kanal verjüngt sich all- abfall des Hauptfilterabschnittes, geteilt durch den

mählich kegelförmig in Richtung auf die öffnung 34, 3° Druckabfall des verkürzten Strömungsweges, der die

die an dem geschlossenen Ende des Kanals ausgebil- Nut, die öffnungen und den kurzen Abschnitt des

det ist. Der Kanal endet wieder kurz vor dem Mund- Filterelementes enthält. Diese Werte werden, un-

stückende der Zigarette. abhängig, mit einer Luftströmung von 17,5 cm³/sec

In F i g. 6 ist ein Filterelement 41 mit einem FiI- erhalten.

triermaterial 42 von hohem Wirkungsgrad dargestellt. 35 Die Prozentsätze des anfänglichen Zugs beim Rau-Das Filtriermaterial befindet sich benachbart einem chen, der durch die Nut und die Öffnung strömt, Tahakabschnitt 46; das Filtriermaterial 42 und der sind im Vergleich mit dem Strom durch den Haupt-Tabakabschnitt 46 werden durch einen Teil 47 zu- filterabschnitt bei unterschiedlichen Widerstandsversammengehalten. der ein Bestandteil eines Zigaretten- hältnissen unten in Tabelle 1 dargestellt:
halters sein kann. In dem Teil 47 ist ein Kanal 43 40
ausgebildet, der den Teil des Tabakabschnittes, der Tabelle 1

sich am nächsten bei dem Filterelement 42 befindet, Anfängliches Widerstandsverhältnis im Vergleich mit

mit dem Filterelement 42 in der Nähe, jedoch nicht Rauchstrom
an dem Mundstückende 44 des Rauchprodukts verbindet.

In F i g. 7 ist ein Filterelement 51 in Kombination
mit einem Tabakabschnitt 56 dargestellt, wobei die
beiden Abschnitte von einem gemeinsamen Deckblatt
57 umhüllt werden. Ein Kanal 52 ist in dem Filtriermaterial 53 mit hohem Wirkungsgrad und nicht auf 50
dem Umfang dieses Materials ausgebildet. Das offene
Ende des Kanals 54 befindet sich wieder in der Nähe
des Tabakabschnittes 56, und in dem geschlossenen
Ende des Kanals ist eine Öffnung 55 ausgebildet. Ohne Rücksicht auf das verwendete Hauptfilter

Man kann erkennen, daß die in jeder der Figuren 55 element wird im allgemeinen der programmierte FiI

gezeigten Filterelemente nicht notwendigerweise maß- ter mit dem größten Widerstandsverhältniii den nie

stahlich gezeichnet sind, sondern nur unterschiedliche drigsten Anfangswirkungsgrad und den größten Zu

Ausführungsformen darstellen, die innerhalb des Kon- wachs an Wirkungsgradsteigerang in späteren Züsei

zepts der vorliegenden Erfindung möglich sind. Mei- ergeben. Die für die programmierten Filter gemäi

stens haben die Kanäle gemäß der Darstellung eine 60 der vorliegenden Erfindung angestrebten anfängliche!

Länge, die ungefähr 80 ° 0 der Gesamtlänge des FiI- Widerstandsverhältnisse liegen zwischen 0,5 und 5,C

terelementes beträgt. Üblicherweise sollten der Kanal bevorzugt zwischen 1,0 und 3,0. Wenn das anfäng

oder die Kanäle Längen haben, die von 50 bis 85 ° 0 liehe Widerstandsverhältnis unterhalb von 0,5 lieg·

der Länge des Filterelementes ausmachen. In jedem so ergibt sich kein Programmiereffekt. Oberhalb eine

Fail sind die Größen der Kanäle und der öffnungen 65 Widerstandsveihälinisses von 5,0 treten Problem

im allgemeinen größer dargestellt, als sie wirklich auf. da einmal die öffnung zu groß sein kann, ui

gebildet würden, um die Darstellung klarer zu gc- während der Anfangszüge wirkungsvoll blockiert ζ

stalten. Die Parameter für die unterschiedlichen Lan- werden, oder es ergeben sich Blockierungen, die bf

45 Verhältnis	Present des Zugvolumens durch	Hauptfikcrelernent
	Nut-Öffnung	90
0,1	10	67
0,5	33	50
50 1,0	50	25
3,0	75	17
5,0	83

den späteren Zügen gebrochen werden. In dem bevorzugten Bereich von 1 bis 3 ist der anfängliche Widerstand durch die Nut-Öffnung in dem kurzen Filterabschnitt offensichtlich gleich dem oder weniger als der Widerstand durch das Hauptfilterelement. iAls Ergebnis hiervon passieren während des ersten Zugs 50 bis 75% des Rauchs die Nutöffnung mit niedrigerem Wirkungsgrad. Wenn dieser Weg langsam ansteigend allmählich blockiert wird, passieren immer größer werdende Anteile des Rauchs den Hauptfilterabschnitt. Im allgemeinen ist bei dem vierten oder fünften Zug der Widerstand durch die Nutöffnung größer als der Widerstand durch das Hauptfilterelement, so daß der größte Teil des Rauchs durch das Hauptfilterelement geführt wird. Normalerweise ist bei dem letzten Zug die öffnung fast total blockiert, so daß praktisch der gesamte Rauch durch das Hauptfilterelement geführt wird.

Der Effekt dieses programmierten Ablaufs läßt sich aus den Fig. 9 und K) erkennen. In Fig. 9 ist die Gesamtabgabe von partikelförmiger Substanz pro Zug sowohl für einen Standard-Zellulose-Azetat-Filter α als auch für einen programmierten Filter b nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Man kann erkennen, daß bei dem programmierten Filter die pro Zug abgegebenen Milligramm für den ersten wie für den neunten Zug im wesentlichen gleich sind; im Gegensatz hierzu hat sich bei dem üblichen Zellulose-Azetat-Filter die Gesamtabgabe von partikelförmiger Substanz pro Zug in diesem Zugbereich mehr als verdoppelt. Der Grund für diese Nivellierung der Teerabgabe pro Zug läßt sich in Fig. 10 erkennen, in der der Wirkungsgrad des Filters für jeden Zug dargestellt ist. Hier ändert sich der Wirkungsgrad des Standard-Zellulose-Azetat-Filters zwischen dem erstein und dem neunten Zug sehr wenig, während der Wirkungsgrad des programmierten Filters während dieser gleichen Rauchperiode von ungefähr 40 auf 60 °/o ansteigt.

Wenn ein einziger Kanal und eine öffnung verwendet werden, dann liegt die optimale Größe der an dem Ende des Kanals ausgebildeten öffnung zwischen 12 und 30 Birmingham oder Stubs-Einheiten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Öffnungsgröße für ein solches Filterelement zwischen 12 und 21 Birmingham oder Stubs-Einheiten. Der zu dem Loch führende Kanal sollte einen Durchmesser von ungefähr 1 bis 3 mm haben und im allgemeinen etwas größer als die öffnung sein. Obwohl hier die Kanalgröße als Durchmesser ausgedrückt wird. ist die Querschnitisfläche des Kanals und nichi seme Konfiguration oder sein Durchmesser der kritische Faktor.

Die Fläche des Kanals sollte nicht zu groß sein, da sonst die Gefahr besteht, daß die Fläche des Hauptteils des Filtriermaterials zu klein sein wird; der Kanal stellt einen Teil des zu entfernenden Hauptfiltriervolumens dar. Die Länge des Kanals ist keine kritische Größe; sie wird in der Weise ausgewählt, daß der relative Widerstand zwischen dem Hauptteil des Filtriermaterials und dem Kanal, der öffnung und dem kurzen Abschnitt des Filtriermaterials sich innerhalb der oben zusammengestellten Bereiche befindet.

Es ist eine gewisse Auftreffkraft nötig, um einen Aufbau des partikelförmigen Materials in dem Teil des Filtriermaterials. der sich in der Nähe der öffnung an dem Ende des Kanals befindet, zu erreichen. Die "eeeignete Geschwindigkeit dazu ergibt sich durch entsprechende Auslegung der Größe, wie z. B. des Durchmessers, des Kanals, wie oben angedeutet wurde.

Wenn mehr als ein Kanal und eine öffnung verwendet werden, wie z. B. in den Füg. 3 und 4 dargestellt ist, dann sollte die Gesamtfläche der Vielzahl von Öffnungen etwas größer sein als die Fläche einer einzigen öffnung, um das gleiche Resultat zu erreichen. Da das rund um die Öffnung in dem Filtriermaterial angesammelte partikelförmige Material eine im v\esentlichen halbkugelförmige Konfiguration einnimmt, ist eine größere Menge partikelförmige Substanz erforderlich, um eine öffnung zu blockieren, al? eine Vielzahl von öffnungen mit der gleichen Fläche. Deshalb wird also relativ zu der einzigen Öffnung die Größe der Vielzahl von öffnungen erhöht, so daß im wesentlichen die gleiche Menge an partikelförmiger Substanz erforderlich ist, um die Vielzahl von öffnungen zu blockieren, wie sie für eine einzige öffnung erforderlich wäre; dadurch wird die gleiche Art von programmiertem Ablauf erreicht. Bei einer Vielzahl von öffnungen, wie sie z. B. in F i g. 3 dargestellt sind, bei denen die Kanäle keine gleiche Länge haben, kann ein Kanal, z. B. der Kanal 12, der Kanal sein, durch den der Rauch während der ersten, wenigen Züge der Zigarette strömt; danach kann der Rauchstrom sich zu einem zweiten Kanal, wie z. B. Kanal 18 verschieben, und schließlich kann der Rauch durch den Hauptteil des Filtriermaterials strömen. Obwohl in F i g. 3 nur zwei Kanäle dargestellt sind, kann natürlich auch eine andere Anzahl von Kanälen verwendet werden.

Die Wirkung der innerhalb des oben festgestellter Bereichs variierenden Öffnungsgröße 15 bis 19 Stub« ist in F i g. 11 dargestellt. Hierbei wird in jedem Fall das gleiche Filterelementmaterial verwendet; in derr Diagramm ist die Gesamtabgabe partikeliörniigei Substanz in Milligramm pro Zug gegen die Ziigzahler von 1 bis 9 aufgetragen. Es läßt sich erkennen, daE bei Konstanthaltung der anderen Faktoren eine größere Nivelierung der Abgabe von partikelförmigei Substanz pro Zug erreicht wird, wenn die Öffnungsgröße kleiner wird. Wieder läßt sich leicht die Nivelierung der Abgabe von partikelförmiger Substanz im Vergleich mit einer Kontollprobe α feststellen.

Falls es erwünscht ist, kann der einzelne Kana der meisten dargestellten Ausführungsformen odei einer oder mehrere der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Kanäle mit einem bestimmten Material gefüllt oder teilweise gefüllt werden, um ein besondere! Ergebnis zu erreichen. Zum Beispiel kann eine aromatische Substanz in den Kanal eingebracht werden um den ersten Rauchzügen einen besonderen Ge schmack zu verleihen. Enthält der Kanal ein solche: Material, dann sollte eine solche Art und eine solche Menge verwendet werden, daß der Programmiereffek des Filters nicht verlorengeht.

Das Hauptfiltrierelement, z.B. 2 in Fig. 1, kam aus unterschiedlichen Filtermaterialien gebildet wer den. Es kann z. B. aus Papier oder Zellulose-Azeta bestehen. Im allgemeinen wird es wegen seines FiI trierwirkungsgrades ausgewählt, wobei bei einem FiI terelement gemäß der vorliegenden Erfindung de Fiitrierwirkungsgrad für partikelfönnige Substart wenigstens ungefähr 50 ° 0 betragen sollte.

Wie in F1 g. 1 dargestellt ist, wird der Haupttei des Filtriermaterials durch eine Kunststoffhülse um geben, wobei der Kanal in dieser Hülse und die öff

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ίο

nung an dem Ende des Kanals durch die Hülse ausgebildet sind. Die Plastikhülse hat eine zweifache Funktion:

1. Sie verhindert ein Zusammendrücken des Filters, das den Kanal zerstören würde.

2. Sie macht die Wände des Kanals undurchdringlich, so daß durch diese Wände keine Filtrierung stattfinden kann.

Die Plastikhülse gehört nicht zu den kritischen Merkmalen der vorliegenden Erfindung, solange diese beiden Funktionen erfüllt sind. So kann z. B. nach der Bildung des Kanals in dem Filtriermaterial der Umfang des Filtriermaterials beschichtet werden, um die notwendige Abdichtung zu liefern und die mechanische Festigkeit zu erhöhen. In Abhängigkeit von dem besonderen verwendeten Filtriermaterial kann auch eine Wärmeabdichtung eingesetzt werden.

Die Wirkungen der verschiedenen, obenerwähnten Parameter auf den Betriebsablauf des programmierten Filters sind in Tabelle 2 dargestellt. Dort sind die verschiedenen Parameter angegeben sowie der Effekt einer Erhöhung eines dieser Parameter in Bezug auf den anfänglichen Druckabfall des Filters, den anfänglichen Wirkungsgrad des FiI: ers, die anfängliche Strömungsmenge durch den Kanal und die Öffnung, den letzten Druckabfall am Filter und den letzten Wirkungsgrad des Filters. Eine Erhöhung irgendeines dieser gemessenen Effekte ist als » + «, eine Verringerung als »-« und keine Veränderung als »0« dargestellt.

Um dem Fachmann eine bessere Möglichkeit zu geben, die vorliegende Erfindung in der Praxis durchzuführen, werden im folgenden einige Beispiele zusammengestellt. Diese Beispiele sollten jedoch nur als Erläuterung und nicht als Begrenzung des vollen Umfangs der vorliegenden Erfindung verstanden werden.

Beispiele 1 bis 3

In diesen Beispielen wurde das Filterelement aus Zellulose-Azetat-Filtern mit 1,6 Denier pro Faser

Tabelle 2

und 24 000 Denier pro Filter gebildet. Sie hatten eine injizierte sekundäre Kräuselung. Aus diesem Material wurden drei Filter gebildet, die jeweils Öffnungsgrößen von 19, 17 und 15 Stubs-Einheiten oder Durchmesser von jeweils 1,1, 1,5 und 1,8 mm hatten. Die Gesamtabgabe an partikelförmiger Substanz in Milligramm pro Zigarette, die anfänglichen Druckabfälle in Zoll Wassersäule, die anfänglichen Widerstandsverhältnisse und die Filterwirkungsgrade sind

ίο in Tabelle 3 dargestellt. Man kann erkennen, daß sich bei jedem dieser Filter ein wesentlicher Anstieg im Filterwirkungsgrad vom ersten bis zum letzten Zug ergab.

Beispiel 4

In diesem Beispiel hatte das Zellulose-Azetat-Filterelement 1,6 Denier pro Faser und insgesamt 48 000 Denier. Der Öffnungsdurchmesser betrug 1,8 mm, die Stubs-Einheit war 15. Die gesamte Abgabe an partikelförmiger Substanz war 12,2 Milligramm pro Zigarette, und der anfängliche Druckabfall in Zoll-Wassersäule betrug 3,7. Das anfängliche Widerstandsverhältnis war 0,9. Die Zigarette zeigte insgesamt einen Filtenvirkungsgrad von 50 ⁰Zo, der einen Anfangswirkungsgrad von 34⁰Zo und einen Endwirkungsgrad von 65 ⁰Zo enthält.

Bei spiel 5

In diesem Beispiel wurde ein Zellulose-Azetat-Filterelement mit 2,5 Denier pro Faser und insgesamt 44 000 Denier verwendet. Der Öffnungsdurchmesser war 1,8 mm, also Stubs-Einheit 15. Die Gesamtabgabe an partikelförmiger Substanz für die Zigaretten betrug 17,6 Milligramm. Der anfängliche Druckabfall war 2,2 Zoll Wassersäule und das anfängliche Widerstandsverhältnis war 1,4. Die Zigarette zeigte einen Gesamtwirkungsgrad von 31⁰Zo, der einen Anfangswirkungsgrad von 16⁰Zo und einen Endwirkungsgrad von 47 ⁰O enthielt.

Parameter erhöht	Anfänglicher Druckabfall des Filters	Anfänglicher Wirkungs grad des Filters	Anfängliche Strömung durch Kanal und öffnung	Enddnick- abfall des Filters	Endwirkungs grad des Filters	38	71
Öffnungsgröße	—	—	-L.	0	0	34	65
Kanalfläche	+	—	+	+	0	33	61
Wirkungsgrad des Filterelementes		+	+	τ-	+
Entfernung der Öffnung vom Ansaugende des Filters	+	+		0 +	0 i-
Tabelle 3
Lochdurchmesser Stubs-Einheiten	Anfänglicher !Druckabfall Zoll/Wasser-Säule	Anfängliches Widerstands verhältnis	Filtenvirkungsgrad in Prozent insgesamt Anfang Ende
19	3,6	1,4	58
17	3,0	1,7	49
15	2,6	2,2	47
	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

J 14. Rauchprodukt, dadurch gekennzeichnet, Patentansprüche: daß es ein Filterelement (1, 11, 21, 31, 41, 51)

1. Filterelement für ein einen Tabakabschnitt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält

enthaltendes Rauchprodukt, wobei ein Hauptfil- 15. Zigarette nut emem fabakabschnitt und

trierelement mit einem Mundstückende zum An- 5 einem Filterelement, dadurch gekennzeichnet daß bringen in Reihe mit dem Tabakabschnitt vorge- das Filterelement nach einem der Ansprüche 1

sehen ist, in dem mindestens ein Kanal geformt bis 13 ausgebildet ist.

ist, dadurch gekennzeichnet, daß der

Kanal (4, 12, 22, 32, 43, 52) an dem dem Mund- .

stückende (9) gegenüberliegenden Ende des io Die Erfindung betrifft ein Filterelement fur em Hauptfiltrierelements (1, 11, 21, 31, 41, 51) ein einen Tabakabschnitt enthaltendes Rauchprodukt, zu dem Tabakabschnitt (6, 16, 26, 36, 46, 56) wobei ein Hauptfilterelement mit einem Mundstückoffenes Ende (8) aufweist, das mit dem Tabak- ende zum Anbringen in Reihe mit dem Tabakababschnitt in Verbindung stehend Rauch von die- schnitt vorgesehen ist, in dem mindestens ein Kanal sem aufnehmen kann, während das andere Ende 15 geformt ist.

des Kanals geschlossen ist und mit Abstand von In den letzten Jahren hat sich in der Tabakmdu-

dem Mundstückende (9) des Hauptfiltrierelements strie eine Tendenz entwickelt, Filtermaterialien für

% ltegt; daß die Wände des Kanals, die mit dem Rauchtabakprodukte, insbesondere Zigaretten, mit

"i Hauptfiltrierelement in Verbindung stehen, für immer größeren Wirkungsgraden zu verwenden. In

; Rauchströmung undurchlässig sind; und daß das 20 diesem Zusammenhang wird der Wirkungsgrad als

{ {!leschlossene Ende des Kanals mit mindestens die Menge der gesamten, partikelförmigen Substanz

* einer Öffnung (5, 14, 24, 34, 43, 55) ausgebil- definiert, die aus dem durch den brennenden Tabak

~ ,ilet ist. erzeugten Rauch entfernt wird, bevor er den Raucher