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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Cigarettenfilter mit einem cylindrischen,
von einem luftundurchlässigen Umhüllungsmaterial umgebenen Filterstrang, wobei das
Umhüllungsmaterial zwischen dem tabakseitigen und dem mundstückseitigen Ende des
Filters eine luftdurchlässige Zone zum Durchtritt eines Ventilationsluftstroms aufweist
und der Ventilationsluftstrom in einer zwischen dem Umhüllungsmaterial und dem Filterstrang
vorgesehenen Strömungszone mindestens teilweise in Richtung auf das tabakseitige
Filterende geleitet, mit dem Tabakrauchstrom vereinigt sowie durch den Filterstrang
geführt wird. Der Filter der Erfindung ist insbesondere für sehr leichte Cigaretten
mit DIN-Kondensatmengen von weniger als 4 mg geeignet.
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Ein Cigarettenfilter der vorgenannten Art, der einen sehr hohen Ventilationsqrad
autweist, ist aus der DE-OS 30 11 959 bekannt.
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Der Cigarettenfilter der Erfindung ist durch die folgenden Merkmale
gekennzeichnet: a) einen ersten, tabakseitig angeordneten Abschnitt mit einem Filterkern
aus üblichem Filtermaterial, der mit dem luftundurchlässigen Umhüllungsmaterial
umgeben ist, b) einen zweiten Abschnitt, der einen aus einem luftundurchlässigen
Material bestehenden Hohlkörper, dessen QuerschnitL kleiner als der Querschnitt
des ersten Abschnitts ist und der unter Ausbildung der Strömungszone von einer konzentrisch
im Abstand zu ihm angeordneten
luftdurchlässigen Umhüllung umgeben
ist, umfaßt, wobei die luftdurchlässige Umhüllung (7) beim Ziehen eines Volumens
von 17,5 ml/s am mundstückseitigen Ende der Cigarette einen Volumenstrom von mindestens
14 ml/s über die gesamte luftdurchlässige Zone einströmen läßt.
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c) einen dritten, mundseitig angeordneten Abschnitt mit einem Filterkern,
der von dem luftundurchlässigen Umhüllungsmaterial umgeben ist, wobei d) die Strömungszone
zum ersten Abschnitt offen und zum dritten Abschnitt geschlossen ausgebildet ist,
e) der Luftvolumenstrom pro Zeiteinheit durch das Umhüllungsmaterial (7) in den
zweiten Abschnitt (5) der Beziehung V=k n folgt, in der V das durch das Umhüllungsmaterial
(7) pro Zeiteinheit strömende Luftvolumen in ml/s, p der Differenzdruck in mm WS,
k eine Materialkonstante mit der Einheit ml 5 s (mm WS)n und n eine materialabhängige
Kennzahl ist, wobei k einen Wert von mehr als 0,5 und weniger als 5 und n einen
Wert von 0,5 bis 0,7 hat, und f) das Fasermaterial des Filterkerns im dritten, mundseitigen
Abschnitt einen Einzeltiter von mindestens 8 dpf aufweist und das Verhältnis des
Zugwiderstandes in mm WS zum Retentionsgrad des Filterkerns in %, bezogen auf 1
cm Länge des Filterkerns, größer als 1,5 ist.
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Bei sogenannten Leichtcigaretten, die z.B. mit Filtern gemäß der DE-OS
30 11 959 ausgerüstet sind, ist die dem Raucher zukommende Rauchmenge sehr gering.
Es ist daher wichtig, daß die geschmackliche Rauchgualität so hoch wie möglich gehalten
wird.
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Mit dem Filter der Erfindung wird der geschmacklich relevante Teil
des Rauches, im Verhältnis zu leichtflüchtigen Gasphasenbestandteilen, z.B. CO,
nicht in dem Maße wie bei konventionellen Filtern reduziert.
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üblicherweise kann bei Leichtcigaretten die vom Tabakstrang herrührende
Rauchausbeute auf zwei Wegen reduziert werden, nämlich durch Verdünnung des Rauches
mit am Filter einfließender Luft (Filterventilation) und/oder Filtration im Filter.
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Der Cigarettenfilter der Erfindung stellt eine spezielle Entwicklung
für die Ausnutzung eines sehr hohen Filterventilationsgrades (z.B. 80 %) als Hauptmechanismus
zur Reduzierung der Rauchausbeute dar.Dabei bietet er gegenüber anderen Filtern,
z.B. gemäß DE-OS 30 11 959, unter anderem die folgenden Vorteile: 1. Die Strömungsführung
des Cigarettenfilters der Erfindung und die in dem angegebenen Bereich dimensionierte
Strömung und Filtrat ion sichert eine geschmacklich besonders vorteilhafte Version
der angestrebten Rauchzusammensetzung einer Leichtcigarette mit niedrigen DIN-Kondensatwerten.
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2. Die bei üblichen Leichtcigarettenfiltern zu beobachtende starke.Einschnürung
des aus dem Tabakstrang kommenden Rauchstromes durch die seitlich zuströmende Ventilationsluft
wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene spezielle Strömungsführung verringert.
Dies wirkt sich positiv auf den Rauchgeschmack aus und ist auch vorteilhaft bei
der Verwendung
von Füllmaterial in der Kammer, durch das unerwünschte
Rauchbestandteile adsorbiert werden sollen, denn dadurch wird die dem Rauch,zur
Verfügung stehende Oberfläche des Füllmaterials vergrößert.
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3. Die Anordnung und Art der drei Filtersegmente des Cigarettenfilters
der Erfindung gestattet, dem Raucher einen Zugwiderstand anzubieten, der auch bei
den verwendeten hohen Ventilatiqnsgraden als ausreichend empfunden wird (ein Teil
der Raucher findet insbesondere bei Leichtcigaretten einen zu niedrigen Zugwiderstand
als unbefriedigend).
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4. Die Führung der Ventilationsluft in dem Cigarettenfilter der Erfindung
garantiert eine konstante, vom Raucher nicht beeinflußbare Luftmenge bei gegebenem
Zugvolumen und damit die erwünschte Geschmackstreue.
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5. Gegenüber bekannten ventilierten Filtern die die Ventilationsluft
separat führende Außenkanäle aufweisen, z.B.
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gemäß DE-OS 30 11 959, weist der Cigarettenfilter der Erfindung zusätzlich
den Vorteil auf, daß man mit ihm einen vergleichsweise höheren und aus den vorgenannten
Gründen vorteilhafteren Ventilationsgrad erzielen kann, ohne daß auf dem Umhüllungspapier
übermäßig große Perforationen vorgesehen werden müssen. Der erzielbare Filterventilationsgrad
ist nämlich unter anderem durch die Luftdurchlässigkeit des Filterumhüllungspapiers
(in der Ventilationszone) und durch die Fläche der Ventilationszone bedingt. Letztere
ist bei dem Cigarettenfilter der Erfindung um ein Vielfaches größer als bei bekannten
Filtern mit Außenkanälen.
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Der mit einer luftundurchlässigen Umhüllung versehene erste Abschnitt
des Cigarettenfilters der Erfindung kann mit einem
üblichen Filtermaterial,
z.B. Acetat- oder Myriafasern,gefüllt sein. Unter üblichem Filtermaterial ist z.B.
ein Cellulose acetatmaterial mit einem Einzeltiter von 1,6 - 5 dpf und einem Verhältnis
von Zugwiderstand in mm WS zum Retentionsgrad des Filterkernsin %, bezogen auf 1
cm Länge des Filterkerns, von z.B. 1,1 zu verstehen.
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Der in dem zweiten Abschnitt des Cigarettenfilters der Erfindung vorgesehene
Hohlkörper besteht aus einem luftundurchlässigen Material; sein Außendurchmesser
ist um mindestens 0,2 mm kleiner als der durch die luftdurchlässige Umhüllung gegebene
Außendurchmesser des zweiten Abschnitts. Die Abdichtung der Strömungszone des zweiten
Abschnitts gegenüber dem dritten Abschnitt kann durch eine ringförmige, luftundurchlässige
Scheibe oder z.B. durch Versiegeln der angrenzenden Filterbereiche des dritten Abschnittes
erfolgen. Die Breite dieser Abdichtung ist mindestens gleich der Differenz zwischen
Außenradius des dritten Abschnitts und Außenradius des Hohlkörpers im zweiten Abschnitt
und höchstens so groß, daß eine im wesentlichen kreisrunde Öffnung mit einem Radius
von 1,5 mm zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt offenbleibt.
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Als Filtermaterial für den dritten Abschnitt wird erfindungsgemäß
ein unübliches Filtermaterial verwendet. Das Material weist einen Einzeltiter von
mindestens 8 dpf auf, es kann z.B.
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aus Acetatfasern bestehen. Das Verhältnis des Zugwiderstandes in mm
WS zum Retentionsgrad des Filterabschnittes in %, bezogen auf 1 cm Filterlänge,
soll größer als 1,5 sein. Das entsprechende Verhältnis üblicher Filter liegt bei
1,1.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an der
Außenseite des Hohlkörpers Vorsprünge bzw. im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende
Stege zur abstandsmäßigen Halterung der luftdurchlässigen Umhüllung vorgesehen.
Die Stege können regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sein. Sie können
auch
langgezogen ausgebildet sein, so daß sich Kanäle ausbilden, die parallel zur Längsrichtung
des Cigarettenfilters verlaufen. Diese Kanäle können auch schräg zur Längsrichtung
des Filters verlaufend ausgebildet werden. Die angegebene Anordnung von Vorsprüngen
oder Stegen dient zur Stabilisierun-g der Anordnung gemäß-dem zweiten Abschnitt
des Cigarettenfilters der Erfindung. Vorteilhafterweise wählt man jedoch solche
Materialien für das luftdurchlässige Umhüllungspapier aus, daß die genannten Vorsprünge
oder Stege unnötig sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht
die luftdurchlässige Umhüllung des zweiten Filterabschnitts aus einem natürlich
porösen Belagpapier.
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Man kann jedoch auch ein Umhüllungspapier verwenden, das an sich luftundurchlässig
ist, das jedoch mechanisch, elektrostatisch oder mittels Laserstrahlen perforiert
worden ist.
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Vorzugsweise erstreckt sich die luftdurchlässiqe Umhüllung über den
gesamten zweiten Filterabschnitt.
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Die Filterwirkung des in dem zweiten Abschnitt vorgesehenen Hohlkörpers
soll möglichst gering sein, d.h. die Kammer des Hohlkörpers soll so beschaffen sein,
daß der Retentionsgrad für die Partikelphase des Tabakrauches kleiner als 5 % ist.
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Hierzu wird vorzugsweise eine Hohlröhre ohne jede Füllung verwendet.
Wird eine Füllung vorgesehen, soll diese einen entsprechend niedrigen Retentionsgrad
gewährleisten.
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Der Cigarettenfilter der Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen
wird. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
des Cigarettenfilters der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ausführungsform
gemäß Fig. 1 in der Ebene A-A'; Fig. 3 einen Querschnitt durch die Ausführungsform
gemäß Fig. 1 in der Ebene B-B'; Fig. 4 einen Querschnitt durch die Ausführungsform
gemäß Fig. 1 in der Ebene C-C'; Fig. 5 einen Querschnitt durch die Ausführungsform
gemäß E''.g. 1 in der Ebene D-D', und Fig. 6 einen Querschnitt durch den zweiten
Filterabschnitt einer anderen Ausführungsform des Cigarettenfilters der Erfindung.
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Gemäß Fig. 1 umfaßt eine bevorzugte Ausführungsform des Cigarettenfilters
der Erfindung einen am tabakseitigen Filterende 1 angeordneten ersten Abschnitt
2 mit einem Filterkern der aus einem üblichen Filtermaterial, z.B. Acetatfasern,
besteht. Der Filterkern 3 ist von einem luftundurchlässigen Umhüllungsmaterial 4
umgeben.
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An den ersten Filterabschnitt 2 schließt sich ein zweiter Abschnitt
an, der einen ringförmigen Hohlkörper 6 und eine konzentrisch im Abstand hierzu
verlaufende luftdurchlässige Umhüllung 7 umfaßt. Die Luftdurchlässigkeit der Umhüllung
7 kann in der gezeigten Weise durch Perforationen. 8 erreicht werden; man kann jedoch
auch ein natürlich poröses Umhüllungsmaterial verwenden, so daß Perforationen nicht
erforderlich sind. Der Hohlkörper 6 umfaßt eine Kammer 9, die in der gezeigten Ausführungsform
leer ist.
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Zwischen der Wand des Hohlkörpers 6 und der luftciurchlässigen Umhüllung
7 sind eine Strömungszone 10 bzw. Strölnungskanäle ausgebildet, die das Einströmen
von Luft über die Perforationen 8 in den Filterkern 3 gewährleisten.
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An den zweiten Abschnitt 5 schließt sich ein dritter Filterabschnitt
11 an, der einen Filterkern 12 mit den oben genannten unüblichen Filtereigenschaften
enthält; der Filterkern 12 ist von der luftundurchlässigen Umhüllung 4 umgeben.
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Der Filterkern ist gegenüber der Strömungszone 10 des zweiten Filterabschnittes
mittels einer ringförmigen Scheibe 13 abgedichtet. Es reicht aus, wenn an Stelle
einer Anordnung der ringförmigen Scheibe 13 der Filterkern 12 im Bereich der Strömungszone
10 luftdicht versiegelt wird.
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Der gezeigte Cigarettenfilter der Erfindung funktioniert in der Weise,
daß beim Ansaugen an dem mundseitigen Filterende 14 über das tabakseitige Filterende
1 Tabakrauch und über die Offnungen 8, die Strömungszone 10 und den Filterkern 3
Ventilationsluft angesaugt wird. Das Rauch/Luftgemisch durchströmt die Kammer 9
des Hohlkörpers 6 und gelangt über den Filterkern 12 in den Mund des Rauchers.
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Die Figur 6 zeigt eine gegenüber der hier beschriebenen Ausführungsform
abgewandelte Konstruktion. Gemäß Fig. 6 können in dem zweiten Filterabschnitt Stege
15 vorgesehen werden, die die luftdurchlässige Umhüllung 7 im Abstand von dem Hohlkörper
6 halten.
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Ein Material ist im Sinne dieser Beschreibung als luftundurchlässig
zu verstehen, wenn sein Durchlässigkeitswert, bestimmt nach DIN-Entwurf 10 247,
wesentlich kleiner als 1 cm3/min ist.
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