DE2849904A1

DE2849904A1 - Filtersystem fuer zigaretten

Info

Publication number: DE2849904A1
Application number: DE19782849904
Authority: DE
Inventors: Warren Edward Claflin; Louis Francis Filosa
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1977-11-18
Filing date: 1978-11-17
Publication date: 1979-05-23
Also published as: GB2012554A; AU4119078A; DE7839040U1; CH633421A5

Description

Die Erfindung betrifft Filterzigaretten und insbesondere solche mit Einrichtungen zur Vereinigung des Rauchs mit Außenluft.

Der Rauch einer herkömmlichen filterlosen Zigarette enthält Bestandteile, die allgemein als Gasphase (GP) und Gesamtmenge an teilchenförmigen Stoffen (TPM) bezeichnet werden. Allgemein verwendete Filter, die zur Entfernung der teilchenförmigen Stoffe wirksam sind, können hinsichtlich der Entfernung der Gasphase eine nur geringe Wirkung aufweisen. Die Konzentration an Gasphasenbestandteilen kann vermindert werden, indem man den Zigarettenrauch durch Einführung von Außenluft verdünnt. Eine vorherrschende Methode zur Verdünnung besteht darin, Luft unmittelbar in radialer Richtung in den Filterpfropfen durch die Umhüllung des Filters mittels Perforationen in der Umhüllung oder durch von vornherein poröses, luftdurchlässiges Zigarettenspitzenpapier einzuführen.

Eine andere Möglichkeit besteht Luft in Längsrichtung entlang getrennter Kanäle in den Mund des Rauchers zu leiten, damit sie sich dort mit dem Rauch vermischt. Verschiedene Durchführungsformen dieser Einrichtung von getrennten Kanälen sind aus den US-PS 3 490 461 und 3 596 663 bekannt.

Der Zweck dieser Systeme besteht selbstverständlich darin, den Gasphasengehalt und den Gehalt an teilchenförmigen Stoffen in ein ausgewogenes Verhältnis zu bringen. Venn jedoch Gasphasengehalt und Gehalt an teilchenförmigen Stoffen auf diese Weise in ein Gleichgewicht gebracht and (bei mittleren und niedrigen

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Werten für die Abgabe von teilchenförmigen Stoffen) wird der Zugwiderstand (resistance to draw; RTD), d.h. der Druckabfall längs der Zigarette vermindert, was auch die Freude am Rauchen verringert. Um den Zugwiderstand wieder auf einen erwünschten Wert zu bringen, kann ein Filter mit höherer Dichte verwendet werden. Jedoch kann ein dichteres Filter wieder die Filterwirkung verstärken und die Abgabe an teilchenförmigen Stoffen (total particulate matter; TPM) verringern, wodurch ein Verlust an Aroma sowie eine Störung des Gleichgewichtes zwischen Gasphase und teilchenförmigen Stoffen hervorgerufen werden kann. Daher erschien es zweckmäßig, eine andere Methode zur Wiederherstellung des Zugwiderstandes zu finden, die einen geeigneten, subjektiv annehmbaren Wert für die Abgabe an teilchenförmigen Stoffen zur Beibehaltung des Aromas erlaubt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Zigarette, die aus einem Strang aus rauchbarea Material und einem daran angebrachten · Filter besteht, und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Filter einen geringeren Querschnitt als der Strang aufweist.

Die erfindungsgemäße Zigarette besitzt somit ein Mundstück mit dicker Wand, das eine engere axiale Filteröffnung in der Mitte enthält, durch die der Rauch aus dem Tabakstrang in den Mund des Rauchers geführt wird, wobei der Filter einen Querschnitt von 30 bis 90# des Querschnittes des Mundstücks aufweist. Dieses Merkmal wird vorzugsweise in Verbindung mit Lüftungsöffnungen für atmosphärische Luft verwendet, wobei sichergestellt wird, daß sich der Rauch mit der Luft bei gesteuerter Verdünnung und mit einem erwünschten Ausmaß an Zugwiderstand vermischt.

Der Umfang des Mundstückes stimmt normalerweise mit der Größe und der Form des Tabakstranges im Hauptkörper der Zigarette überein. In der Filteröffnung ist ein Filtermaterial, wie beispielsweise ein Filz aus Celluloseacetat von yorbestimmter Dichte vorgesehen, die von dem gewünschten Ausmaß

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an Filterwirkung abhängt. Die enge Öffnung besitzt eine derartige Größe, daß der erwünschte Zugwiderstand erzeugt wird, und das Filter wird so verdichtet, daß der gewünschte Grad an Filterwirkung erreicht wird. Die Lüftungsöffnungen sind von einer derartigen Größe und sind an dem Mundstück derart angeordnet, daß das gewünschte Ausmaß an Verdünnung des Rauches durch Luft erzielt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert, worin

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Zigarette,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Filterende der in Fig. dargestellten Zigarette,

Fig. 3 einen partiellen Längsschnitt durch eine Zigarette gemäß Fig. 1, bei der jedoch keine Einlaßperforationen zur Verdünnung vorgesehen sind,

Fig. 4 einen partiellen Längsschnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 2, auf dem Einlasse zur Verdünnung zu sehen sind,

Fig. 5 praktisch die gleiche Ansicht wie Fig. 4 mit andersartigen Einlassen zur Verdünnung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Filterende einer Zigarette, die der in Fig. 1 dargestellten ähnelt, bei der jedoch eine andere Art der Verdünnung mit Luft unter Verwendung von getrennten Luft- und Rauchkanälen angewandt wird,

Fig. 7 einen partiellen Längsschnitt der Zigarette gemäß Fig. 6 längs Linie VII-VII,

Fig. 8 einen partiellen Längsschnitt einer anderen Zigarettenkonstruktion mit einem herkömmlichen Filterpfropf, der zwischen dem Strang aus rauchbarem Material und einem Filter gemäß der Erfindung angeordnet ist, und

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Flg. 9 einen partiellen Längsschnitt durch eine noch andere Zigarettenkonstruktiom gemäß der Erfindung, bei der ein herkömmliches Pfropffilter am Mundstückende angebracht ist,

darstellen.

Gemäß Fig. 1 besteht die Zigarette aus einem Strang aus rauchbarem Material 10 und einem Mundstück 11, das von Ende zu Ende mit dem Strang 10 verbunden ist, wobei Strang 10 und Mundstück 11 aneinander in herkömmlicher Weise befestigt sind.

Mundstück 11, wie es in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, entspricht in der Querschnittsform und in der Größe im wesentlichen dem Strang 10 und enthält ein Filter 12 von konstantem kreisförmigem Querschnitt (Fig.2), jedoch erfindungsgemäß mit verringertem Querschnitt gegenüber dem Strang 10. Filter 12 stößt an den Strang 10 an einem Ende an und erstreckt sich über die volle Länge des Mundstückes 11 bis zu dessen Ende.

Das Filter 12 kann aus beliebigem bekanntem Filtermaterial oder aus Kombinationen daraus aufgebaut sein, wobei das bevorzugte Filtermaterial Celluloseacetat (CA) darstellt. Sein Querschnitt (Strömungsquerschnitt) beträgt etwa 30 bis etwa 90% von dem des Stranges TO und kann jede geeignete geometrische Form oder Gestalt besitzen. Das Filter 12 kann auch mehrere (mehr als ein) kleine Filter aufweisen, die parallel zueinander angeordnet sind und von denen sich jedes über die gesamte Länge des Mundstücks 11 hinweg erstreckt. Wichtig, ist nicht die Form, die Anzahl oder die Gestalt des Filters oder der Filter 12, sondern die verminderte Größe des gesamten Strömungsquerschnittes durch das Filter im Verhältnis zu dem Strang 10.

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Das Mundstück 11 dient weiter dazu, die Strömung des Rauches zu blockieren mit der Ausnahme, daß er in, in Längsrichtung durch das Filter sowie aus dem Filter 12 herausströmen kann, und es kann außerdem Einlasse 17 zur Verdünnung des Rauches 20 mit von außen herangeführter Luft 21 aufweisen. In Fig. 4 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der die Strömungsbarriere durch einen ringförmigen, rauchundurchlässigen Pfropfen 13 gebildet wird, der an den Strang

10 anstößt und sich durch die Gesamtlänge des Filters 12 erstreckt, wobei er am Auslaßende eine glatte Oberfläche aufweist. Die innere Oberfläche 15 des Pfropfens 13 wird durch den Umfang des Filters 12 bestimmt, während die äußere Oberfläche 16 des Pfropfens 13 die Größe und Formd.es Mundstüde 11 bl· det. Daher stimmt der Pfropf praktisch mit der Größe und Form des Stranges 10 überein.

Der Pfropf 13 kann aus beliebigem, rauchundurchlässigem Material hergestellt werden; da er jedoch auch das Mundstück

11 bildet, muß er aus festem oder geschlossenzelligem Schaumkunststoff von hinreichender Festigkeit hergestellt sein, daß seine Form unter dem Biß des Rauchers erhalten bleibt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine besondere Bauart des Mundstücks 10 beschränkt, sondern soll auch jede beliebige geeignete Kombination aus Durchflußkanalisierung und Mundstückgrundlage umfassen, wie beispielsweise die Verwendung von radialen Rippen als Grundlage, einer rauchundurchlässigen Scheibe mit einer Öffnung zur Kanalisierung des Rauches 20 sowie einer rauchundurchlässigen Filterumhüllung, um eine radiale Strömung aus dem Filter zu verhindern.

Der Pfropf 13 umfaßt typischerweise Einlasse zum Einführen, von Luft 21.unmittelbar in das Filter 12, damit sie dort zugemsicht werden kann. Die bevorzugten Einlasse gemäß Fig. 4 dienen dazu, die Verdünnung mit Hilfe von mindestens einer öffnung 17, die in dem Pfropf 13 angeordnet sind und sich von der äußeren Oberfläche 16 des Pfropfes radial nach innen mindestens bis zur Innenoberfläche 15 des

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Pfropfes 13 erstrecken und zu beiden Seiten offen sind, herbeizuführen. Derartige Einlasse sind vorzugsweise zwischen etwa 9 und etwa 20 mm vom Auslaßende 14 der Zigarette angeordnet. Größe und Anzahl der Öffnungen 17 können verschieden sein, um die Menge an erwünschter Verdünnungsluft 21 zu steuern.

Wenn der Rauch 20 durch den Strang 10 strömt, trifft er auf den rauchundurchlässigen Pfropf 13 und wird gezwungen, in Längsrichtung durch die Gesamtlänge des Filters 12 hindurchzuströmen, wobei der Druckabfall längs der Zigarette erhöht wird (vergl. Tabelle I). Die Erhöhung des Druckabfalls, die durch den verrengten Strömungsweg hervorgerufen wird, gestattet die Verwendung eines Filtermaterials mit geringerer Oberfläche in einer Zigarette mit einem vorgegebenen Druckabfall, so daß bei gegebenem Zugwiderstand mehr teilchenförmige Stoffe und Aromastoffe abgegeben werden.

Wenn der Rauch 20 durch das Filter 12 strömt, wird er mit Außenluft 21 derart verdünnt, daß der austretende Strom 22 eine Kombination aus Luft und Rauch liefert, die durch ein ausgewähltes Verhältnis von Gasphase und teilchenförmigem Material gekennzeichnet ist. Die Wirkung der Verdünnung besteht darin, die Konzentration bestimmter Bestandteile sowohl gasförmiger als auch teilchenförmiger Natur zu verringern, und den Rauch 20 zu kühlen. Eine weitere Nebenwirkung der Verdünnung ist eine Verminderung des Druckabfalls oder Zugwiderstandes.

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so σ (O co no

ο σ?

Tabelle_I

Druckabfall Δ P in Zoll H₂O
Filterfilz aus Celluloseacetat (Denier je Paden/Gesamtdenier χ 1000)

ID (mm)	¥	7.4 3.2 1.5 0.9 0.6	8.0 3.4 2.0 1.0	2.2	öojb	11.5 4.0 1.6	21.0 7.6 3.5	³U	ia9 8.0 2.4 1.0	19.6 5.1 1.8 1.0	4.0 T	4.0 TT	4.0 "39~	6.6 3.1 1.5 0.8	9.0 3.6 1.7 0.9	14.0 4.2 2.0	8.0	8.0	16.8 6.0 2.3 0.9
3 4 5 6 7 8	16.0 5.0 1.9 1.1 0.8 0.6
							7.5 2.0 0.9 0.5 0.2	17.8 6.1 2.2 0.9	12.0 5.8 2.4			14.0 4.1 1.7 0.8 0.4	1\.5 3.5 1.3 0.7
		21.0 7.1 3.2	8.4 4.0 1.9 0.9		1777 5.63 2.25

Länge 25 mm

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung: Beisgiel_;1

Angenommen, eine Filterzigarette besitzt ohne Verdünnung einen Gesamtzugwiderstand von 152,4 mm (6 Zoll) Wasser, von dem 101,6 mm (4 Zoll) auf das Filter und 50,8 mm (2 Zoll) auf den Strang entfallen. Weiter sei angenommen, daß ein Verdünnungsstrom mit einem Zugwiderstand von 101,6 mm (4 Zoll) Wassersäule in der Mitte der Filterlänge eingeführt wird, so daß genau eine Hälfte des Filterzugwiderstandes stromaufwärts des Verdünnungspunktes und die anderen 50,8 mm (2 Zoll) Wassersäule stromabwärts gebildet werden. Da die Zugwiderstände von Strang und Filter hintereinander geschaltet sind, kann der Zugwiderstand der Zigarette in zwei Zugwiderstände aufgeteilt werden, von denen der eine 101,6'fflm (4^VZ31) Wassersäule stromaufwärts des Verdünnungspunktes und der andere in Höhe von 50,8 mm (2 Zoll) Wassersäule stromabwärts des Verdünnungspunktes gebildet wird. Der Verdünnungsstrom ist parallel zu dem stromaufwärts gebildeten Anteil und in Serie mit dem stromabwärts gebildeten Anteil. Der schließlich erhaltene Zugwiderstand der Zigarette ist gleich der Summe des Zugwiderstandes aus dem stromabwärts gelegenen Anteil und des Zugwiderstandes der Kombination aus den Parallelströmen, der dem Produkt aus dem Zugwiderstand des Verdünnungsstromes und dem Zugwiderstand des stromabwärtsliegenden Anteils der Zigarette, dividiert durch die Summe aus dem Zugwiderstand des Verdünnungsstromes und dem Zugwiderstand des stromaufwärts liegenden Anteils entspricht:

2"H₂O + ^(4"H₂O)(4"H₂O)/(4"H₂O + 4"H₂O)S = 4"H₂O. Die Wirkung der Verdünnung beträgt in diesem Falle somit 2 Zoll oder 50,8 mm Wassersäule, um die der Zugwiderstand der Zigarette erniedrigt wird.

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Herkömmliche Mittel zur Wiederherstellung des Zugwiderstandes, der durch die Verdünnung verlorengegangen ist, d.h. Verdichtung oder Verlängerung des Filters 12, erhöhen die Filterwirkung und führen zu einer Verringerung der Abgabe von teilchenförmigem Material. Dies wiederum stört das Gleichgewicht, zwischen.teilchenförmigem Material und Gasphase im Auslaßstrom 22. Daher wird eine größere Menge an Gasphase je mg teilchenförmigem Material abgegeben als bei einer im . Gleichgewicht befindlichen Zigarette. Ein herkömmliches Filter mit einer Größe und Form, die praktisch mit dem Strang 10 übereinstimmen, besitzt einen beschränkten Bereich an ausgeglichenen Abgaben innerhalb annehmbarer Zugwiderstandsbereiche, so daß bei Abgaben von teilchenförmigem Material zwischen etwa 2 mg und etwa 12 mg die Verdünnungswirkung und die herkömmliche Wiederherstellung des Zugwiderstandes zu einer unausgewogenen, weniger aromatischen Zigarette führen.

Ein wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen annehmbaren Zugwiderstand für eine ausgeglichene Abgabe in dem oben erwähnten Bereich für den Gehalt an teilchenförmigem Material zu ermöglichen. Dies wird durch die folgenden Beispiele erläutert, die die Erfindung nicht beschränken sollen.

BeisDiel_2

Eine 85 mm lange Filterzigarette (65 mm Tabakstrang und 20 mm Filter) gibt etwa 16 mg Kohlenmonoxidgas und 34,3 mg teilchenförmiges Material an das Vorderende des Filters ab, wobei ein Druckabfall (Zugwiderstand) längs des Stranges von 45,7 mm (1,8 Zoll) Wassersäule erfolgt. Die Filterzigarette soll lediglich 7»5 mg teilchenförmiges Material bei einem Druckabfall zwischen 114,3 und 139,7 mm (4,5 und 3₉5 Zoll) Wassersäule und einem ausgeglichenen Verhältnis von Gasphase zu teilchenförmigem Material derart, daß je mg teilchenförmigem Material 0,8 mg Kohlenmonoxid als Indikator für die Gasphase abgegeben werden, abgeben. Das zu verwendende Filtermaterial ist Celluloseacetat in einem Filz

aus 3»4/46 Denier je Faden/Gesamtdenier χ 1000.

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Das Verhältnis von Gasphase zu teilchenfönaigem Material verlangt, daß lediglich 6 mg Kohlenmonoxid an den Raucher abgegeben werden. Um den Gehalt an Kohlenmonoxid entsprechend zu erniedrigen, wird eine 60%ige Verdünnung erforderlich. Dieser Verdünnungsgrad verringert aber auch die Abgabe an teilchenförmigem Material um 57,5% oder 19,7 mg. Da die erforderliche Entfernung von teilchenförmigem Material 26,8 mg beträgt, muß das Filter 7,1 mg oder 48,7% der verdünnten, ungefilterten Abgabe von teilchenförmigem Material entfernen.

Der Druckabfall vor der Verdünnung (bei 8 mm Filterdurchmesser) für ein zu 48,7% wirksames Filter beträgt 77,5 mm (3,05 Zoll) Wassersäule, bei einem Gesamtdruckabfall der Zigarette vor der Verdünnung von 123,2 mm (4,85 Zoll) Wassersäule. Jedoch verringert die 60%ige Verdünnung auch den Druckabfall um 37,5% auf 76,9 mm (3,03 Zoll) Wassersäule, d.h. unterhalb einen annehmbaren Wert.

Wiederherstellung des annehmbaren Mindestdruckabfalls durch Erhöhung der Oberfläche in einem 8-mm-Filterpfropf führt zu einer 64%igen Wirksamkeit und einer damit einhergehenden Abgabe an teilchenförmigem Material von 5,25 mg, wodurch das Gleichgewicht zwischen Gasphase und teilchenförmigem Material gestört wird. Jedoch führt eine Durchmesserverringerung des Filters gemäß der Erfindung auf 7 mm zu einem Filterdruckabfall von 142,2 mm (5,6 Zoll) Wassersäule (gemäß Tabelle I) und einem Endzugwiderstand (Druckabfall) von 116,8 mm (4,6 Zoll) Wassersäule, wobei trotzdem ein Filter aus Celluloseacetat mit einem Filz von 3,4/ 46000 Denier je Faden/Gesamtdenier verwendet wird. Auf diese Weise kann das Gleichgewicht zwischen Gasphase und teilchenförmigem Material aufrechterhalten werden, weil die Erhöhung des Zugwiderstandes ohne Vergrößerung der Oberfläche des Filters erzielt worden ist.

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Beis£iel_3

Die gleiche Art Zigarettenstrang, wie sie gemäß Beispiel 2 verwendet wurde, wurde zur Erläuterung einer Zigarettenart mit sehr niedriger Abgabe an teilchenförmigem Material und an Gasphase verwendet. Die 34,3 mg teilchenförmigen Materials und 16 mg an Kohlenmonoxid sollten auf einen Wert von 3 mg teilchenförmigem Material bzw. 2,4 mg Kohlenmonooxid verringert werden, wobei ein Druckabfall zwischen 114,3 und 139,7 mm (4,5 und 5,5 Zoll) Wassersäule aufrechtzuerhalten war. Das gewünschte, zu verwendende Filtermaterial bestand aus Celluloseacetat mit geeigneter zu bestimmender Denierzahl und Gewicht.

Zur Verringerung der Kohlenmonoxidabgabe ±i der Zigarette um 85% auf den gewünschten Wert ist eine 76%ige Verdünnung mit Luft erforderlich. Dieses Verdünnungsausmaß führt außer-, dem zu einer Verringerung der Abgabe an teilchenförmigem Material um 85% oder 29,2 mg. Da die Gesamtverringerung an teilchenförmigen Stoffen 31,3 mg betragen soll, muß das Filter daher 2,1 mg oder 41# der verdünnten, ungefilterten Abgabe an teilchenförmigem Material entfernen.

Gemäß Tabelle II ergibt ein 6-mm-Filz von 8/4Ö000 Denier je Faden/Gesamtdenier einen Zugwiderstand von 177,8 mm (7,0 Zoll) Wassersäule sowie eine Filterwirkung von 40#. Die Verwendung dieses Filtermaterials in der Zigarette ergibt einen Zugwiderstand von 223,5 mm (8,8 Zoll) Wassersäule im unverdünnten Zustand und einen End-Zugwiderstand von 119,4 mm ((4,7 Zoll) Wassersäule, die beide gut innerhalb des erwünschten und annehmbaren Bereiches liegen.

Gemäß der Erfindung können daher ausgeglichene Verhältnisse zwischen Gasphase und teilchenförmigem Material in Zigaretten aufrechterhalten werden, die zwischen etwa 2mg und 12 mg teilchenförmiges Material abgeben. Die Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern kann sich innerhalb der Grenzen bewegen, die von der Industrie und ihren

Bedürfnissen gesetzt werdei..

i/UöJö

Tabelle II

Cellulose- acetat- Filter	id, m	Zugwiderstand der Zigarette (Zoll H₂O)	Zugwiderstand des Filters (Zoll H₂O)	Filter wirkung 00	8-mm-Filter- wirkung bei demselben Filter-Zug widerstand 00	8-mm-Filter- zugwiderstand bei derselben Filterwirkung (Zoll H₂O)
8/17	5	6.4	4.9	16.2	62	0.5
8/40	6	8.5	7.0	39.8	70	2.2
8/10	4	7.9	6.2	19.1	67	0.7
5/32	6	6.1	4.6	37.6	60	2.0
5/10	5	5.5	3.8	30.6	55	1.4
2.2/6.3	4	6.8	5.0	27.8 .	63 I	1.2

-F-CO CD CD

Gemäß Fig. 5 ist eine Abwandlung der Einlasse zur Einführung von Luft 21 in den Filter 12 möglich. Bei dieser Ausführungsform ist der Pfropf 13 aus radial, jedoch nicht in Längsrichtung porösem Material hergestellt. Der Pfropf 13 ist ferner mit luftundurchlässigem Papier 23 umhüllt, das mindestens eine Perforation 24 aufweist, durch die Luft 21 radial einwärts durch den Pfropf 13 in das Filter 12 gelangen kann, wenn der Raucher an der Zigarette zieht. Diese Ausführungsform ist jedoch nicht auf luftundurchlässiges Papier beschränkt, sondern kann auch natürliches, poröses Papier umfassen. Der Pfropf 13 ist wiederum ringförmig, wobei das Filter 12 in seiner zylindrischen Ausnehmung, die durch seine innere Oberfläche 15 definiert ist, gehalten wird. Wie bei der schon beschriebenen Ausführungsform verlassen Luft 21 und Rauch 20 das Filter in einem vereinigten Strom 22. Dieser Abstrom besteht aus Luft 21 und Rauch 20 in ausgewählten Konzentrationen, die durch die Größe und Anzahl der Perforationen 24 sowie der Oberfläche (surface area) und Größe des Filters 12 bestimmt werden. Die Perforationen müssen zwischen etwa 9 und etwa 20 mm vom Filterende der Zigarette entfernt sein, um die Verdünnung zu erleichtern.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 sind Mittel zur Abgabe von Luft 21 unmittelbar in den Mund des Rauchers vorgesehen, damit sie dort mit dem Rauch vermischt werden kann. Der Pfropf 13 ist auch rauchundurchlässigem Material hergestellt und grundsätzlich ringförmig.-Wiederum wird das Filter 12 in der zylindrischen Ausnehmung des Pfropfes 13 gehaltert. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Pfropf 13 mindestens eine Längsrille oder einen Längskanal 25, die in seiner äußeren Oberfläche hergestellt sind und sich über etwas weniger als die Gesamtlänge des Pfropfes 13 erstrecken. Der Pfropf 13 ist mit luftundurchlässigem Papier 23 umhüllt, das mit dem Pfropf 13 so zu-

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sammenwirkt, daß der Kanal bzw. die Kanäle 25 gebildet werden. Jeder Kanal 25 ist an dem dem Raucher zugewandten Ende 14 offen und steht außerdem über eine Perforation 24 in der Pfropfumhüllung 23, die mit dem Kanal 25 zusammenfällt und zwischen 9 und 20 mm vom Filterende 14 angeordnet ist, mit der Atmosphäre in Verbindung. Luft 21 wird in den Kanal durch die Perforation 24 eingezogen und anschließend durch den Kanal 25 als ein von dem Rauchstrom 22", der durch den Filter 12 hindurchführt, getrennter Strom 22' durch den Kanal 25 zum Auslaßende gezogen. Bei dieser Ausführungsform verläuft der Luftverdünnungsstrom 21, 22' parallel zu dem Rauchstrom 20, 22" der gesamten Zigarette. Die Konzentrationen an Gasphase und teilchenförmigen! Material in dem Endgemisch können wiederum durch Variieren des Querschnittes des Filters und der Oberflächendichte sowie von Zahl und Größe der Perforationen 24 und Kanäle 25 festgelegt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zigarette, wie sie in den Figuren 8 und 9 gezeigt wird, enthält diese Kombination. nacheinander geschalteter Filterabschnitte, beispielsweise eines Abschnittes 27 aus einem Filter gemäß der Erfindung mit einem Abschnitt 26 aus einem herkömmlichen Filter, se daß der Rauch 20 mindestens durch einen Abschnitt aus einem erfindungsgemäß ausgeführten Filter strömen muß.

In Fig. 8 ist ein zweistufiges Filtermundstück 11 dargestellt, in dem ein herkömmliches Filter 26 aus beliebigem geeignetem Filtermaterial zwischen den Strang 10 und den Abschnitt 27 mit vermindertem Filterquerschnitt eingeschaltet ist. Der Abschnitt 26 mit dem herkömmlichen Filter besitzt praktisch die gleiche Form und Größe wie der Strang 10 und der Pfropf 13, der das Filter 12 mit vermindertem Querschnitt umgibt. Das gesamte Mundstück 11 ist mit Papier 18 umhüllt, so daß es wie ein einziges Filterelemt aussieht. Anschließend wird das Mundstück auf herkömmliche Weise an

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dem Strang befestigt, beispielsweise mit Spitzenpapier (tipping paper) 23.

Jeder einzelne Filterabschnitt ist in seiner Länge verringert, so daß das Mundstück 11 eine herkömmliche Länge aufweist.

Gemäß Fig. 9 ist ein alternatives Zweistufenfilter dargestellt, bei dem der herkömmliche Filterabschnitt 26 am Ende des Abschnittes 27 mit vermindertem Filterquerschnitt angeordnet ist. Die Mehrstufenfilter sind jedoch nicht auf die dargestellten Zweistufenfilter beschränkt, sondern können auch weitere Stufen umfassen, so lange nur eine Stufe gemäß der Erfindung vorhanden ist.

Die Erfindung umfaßt auch beliebige Kombinationen aus Filtern mit vermindertem Querschnitt. D.h., es können auch zwei oder mehrere Abschnitte vorhanden sein, von denen jeder gemäß der Erfindung ausgeführt ist, jedoch einen unterschiedlichen Filterquerschnitt aufweist. Die Mehrstufenf.ilteranordnung ist auch nicht auf Zigaretten ohne Luftverdünnung beschränkt, vielmehr kann in Verbindung mit dem Mehrstufenfilter auch jede Art von bekannter oder oben beschriebener Verdünnung angewandt werden.

wa/pö

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Claims

Ä.^V^-f/i!Si 23 49004

■ύ!θί;ϊ 13 _g255

PHILIP MORRIS INCORPORATED, New York, N.Y. 10017, VSt.A.

Patentansprüche

=s SS=SSS=SSs: sfsssssis) ss

¹T) Zigarette, bestehend aus einem Strang aus rauchbarem Material und einem daran befestigten Filter, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (12) einen geringeren Querschnitt als der Strang (10) aufweist.
2. Zigarette gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Filter (12) einen Querschnitt von 30 bis 90% des Querschnittes des Stranges (10) aufweist.
3. Zigarette gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Filter (12) in einem Mundstück (11) von praktisch demselben Querschnitt wie dem des Stranges (10) eingeschlossen ist.
4. Zigarette gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Filter (12) in einer zylindrischen Ausnehmung enthalten ist, die sich durch ein Mundstück (11) aus rauchundurchlässigem Material der Länge nach erstreckt.
5. Zigarette gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Mundstück (11) in seiner umhüllenden Wand mindestens einen Lufteinlaß (21) aufweist.

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6. Zigarette gemaäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Mundstück (11) mindestens einen getrennten, sich der Länge nach erstreckenden Belüftungskanal (25) zum Hindurchleiten von Luft aus dem Einlaß (21) zum Auslaßende des Mundstückes aufweist.
7. Zigarette gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Einlaß (21) aus einem in radialer Richtung porösen Pfropf (13) besteht, der in einer luftundurchlässigen, jedoch mindestens eine Perforation (24) aufweisenden luftundurchlässigen Umhüllung (23) eingeschlossen ist.
8. Zigarette gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Mundstück (11) mindestens einen seitlichen Lufteinlaß (21) aufweist, der sich radial in die Ausnehmung erstreckt.
9. Zigarette gemäß Anspruch 5 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Filter eine Filterwirkung besitzt, aufgrund deren 10-75 Gew.% der gesamten teilchenförmigen Bestandteile in einem hindurchgeleiteten Rauchstrom entfernt werden, der Lufteinlaß (21) derart ausgebildet ist, daß in den Rauchstron Luft mit einem gesteuerten Verdünnungsverhältnis von 10 - 90# Luft in der gesamten Gasphase eingeleitet wird, und daß Lufteinlaß (21) und Abmessungen und Wirksamkeit des Filters (12) derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein Zugwiderstand von 88 - 165 mm (3,5 - 6,5 Zoll) Wassersäule erzielt wird.

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10. Filtermundstück (11) für eine Zigarette, gekennzeichnet durch

einen Körper (13) aus rauchundurchlässigem Material, der eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung aufweist, die 30 - 90% des Querschnittes des Körpers (13) ausmacht, sowie durch ein Filterelement (12), das die Ausnehmung ausfüllt.
11. Filtermundstück gemäß Anspruch 10,. dadurch gekennzeichnet,

daß der Körper (13) mindestens einen seitlichen Einlaß (21) zur Einführung von Luft unmittelbar in das Filterelement (12) aufweist.
12. Filtermundstück gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch

mindestens einen getrennten Belüftungskanal (25) parallel zur Längsachse des Körpers (13) zur Einführung von Luft unmittelbar in den Mund des Rauchers.

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