DE3311902C2 - Filtermundstück für Zigaretten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ventilierendes Zigarettenfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Arten von ventilierenden Zigarettenfiltern bekannt. In der US-PS 4,034,765 wird ein ventilierendes Zigarettenfilter beschrieben, das einen inneren, zylindrischen Kernbereich mit grobem, locker gepacktem Filtermaterial und einen äußeren, rohrförmigen Teil mit kompaktem Filtermaterial aufweist. In den rohrförmigen Teil wird beim Gebrauch Umgebungsluft durch Ventilationslöcher eingesogen, die in einer Spitzenumhüllung vorgesehen sind. Mit dieser Vorrichtung wird das Ziel ver­ folgt, den Rauchstrom und die Ventilationsluft möglichst separat zum Mund des Rauchers zu führen, so daß sie sich erst dort miteinander vermischen. In der Praxis ist dies nach der in dieser Druckschrift vorgeschlagenen Konstruktion jedoch entweder nur mit einer begrenzten Kombination von Materialien oder unter Inkaufnahme einer Herabsetzung der Filterwirkung der Anordnung zu erreichen. Bei der Anordnung nach der DE-OS 32 46 898, die ebenfalls ein Zigarettenfilterelement beschreibt, ist dagegen eine getrennte Führung von Rauch und Zuluft gar nicht erst vorgesehen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zigarettenfilterelement anzugeben, mit dem gleichzeitig eine größtmögliche Trennung von Rauch und beigemischter Zuluft und eine hohe Filterwirkung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung betrifft Filtermundstücke für Zigaretten, ins­ besondere ein ventiliertes Filtermundstück mit einem den Tabakrauch filternden Kern, einer den Kern umschließenden Innenhülse, einem Rohrkörper aus luftdurchlässigem Material, der die Innenhülse umgibt, und einer den Rohrkörper umschlie­ ßenden äußeren Umhüllung, wobei das Filtermundstück so gestaltet ist, daß bei der Verwendung ein seitlicher Zuluft­ eintritt in den rohrformigen Körper möglich ist, so daß im Gebrauch der überwiegende Teil des Rauchstroms entlang dem Kern in den Mund des Rauchers gelangt und der überwiegende Teil der Zuluft, der durch die Außenumhüllung eingezogen wird, entlang dem Bereich zum Mund des Rauchers gelangt, der zwischen der Innenhülse und der Außenumhüllung liegt. Dieses Strömungsmuster ist vorzugsweise praktisch konstant, solange die Zigarette geraucht wird.

Die äußere Umhüllung kann perforiert und/oder aus luft­ durchlässigem Material hergestellt sein, um so einen Durchlaß für die ventilierende Zuluft zu bilden. Die äußere Umhüllung kann die Mundstückumwicklung sein, mit der das Filter mit der Filterzigarette verbunden ist, wobei sie dann gewöhnlich aus luftundurchlässigem Material besteht und Belüftungslöcher aufweist. Das Filter wird dann für sich zuerst hergestellt und für die Zigaretten­ herstellung als Stab ohne äußere Umhüllung zugeführt; die Erfindung umschließt auch derartige nicht umwickelte Stäbe. Statt dessen kann die äußere Umwicklung auch während der Filterherstellung zugeführt werden und sich nur über die Länge des Filters erstrecken. In einem solchen Fall kann das Filter mit der Filterzigarette mit Hilfe eines Mundstückringes oder einer ventilierenden Mundstückumwicklung verbunden sein. Alle diese Arten von Filterzigaretten sind durch die Erfindung umfaßt.

Innerhalb der aufgeführten Notwendigkeiten wie Kernfilter, innere Hülse, rohrförmiger Körper aus luftdurchlässigem Material und (wenigstens für die Filterzigarette, wenn nicht bereits für das im voraus hergestellte Filter) einer ventilierenden äußeren Umhüllung, sind vielfältig ver­ schiedene Filterkonstruktionen und Zusammensetzungen möglich, mit denen im Gebrauch das Ziel erreicht wird, wenigstens einen größeren Teil des Rauchstroms auf die Innenhülse zu beschränken und wenigstens einen größeren Teil des Zuluftstroms außerhalb der Innenhülse zu führen, so daß der Rauch und die Zuluft weitgehend im Filter getrennt bleiben und sich hauptsächlich erst im Mund des Rauchers vermischen.

Der Filterkern, der den Hauptdurchlaßweg für den Rauch bildet, kann aus den verschiedensten Tabakrauchfilter­ materialien hergestellt sein. Vorzugsweise wird er durch einen Zelluloseacetatstrang gebildet, doch kann er z. B. auch aus einem verklebten oder unverklebten Strang von Stapelfasern (aus Zelluloseacetat oder Polyolefin usw.) bestehen, aus Krepp-Papier oder einem zellartigen, rauchdurchlässigen Material. Der Kern kann gleichförmige Struktur und Zusammensetzung über seine Länge haben oder auch einen zusammengesetzten Aufbau - z. B. getrennte Stopfenkörper unterschiedlicher Eigenschaften (was den Druckabfall oder die Filterwirksamkeit betrifft) und/oder Zusammensetzungen. Der Kern kann sich über die gesamte Länge des Filters oder nur über einen Teil erstrecken (z. B. an einem oder an beiden Enden einen Hohlraum lassen), und im Falle eines aus zwei oder mehreren Stopfen zusammengesetzten Kerns können diese aneinander­ stoßen oder Zwischenräume haben. Nimmt der Kern nur einen Teil der Filterlänge ein, kann es erforderlich sein, daß die Innenhülse kaum oder gar nicht luftdurchlässig ist, damit die im Gebrauch erwünschte Trennung zwischen Rauch und Zuluft im Filter erhalten bleibt.

Die Innenhülse ist gewöhnlich ein Wickel. Der Kern oder die einzelnen Kernstopfen können mit oder ohne Umwicklung vorliegen und dann von diesem Wickelstreifen umwickelt werden, oder der Kern kann in einem kombinierten Arbeits­ gang hergestellt und zugleich umwickelt werden. Die Innenhülse kann statt dessen, wenn der Kern aus einem geeigneten Werkstoff besteht (z. B. durch Wärme oder ein Lösungsmittel erweichbare Fasern, Fäden oder Schaum) durch eine als Einheit mit dem Kern gebildete Haut (z. B. durch Wärme oder Lösungsmittel geschmolzen) ersetzt werden. Sie ist dann gewöhnlich luftundurchlässig, wenngleich nur zum Teil verschmolzene, durchlässige, integrale Hautschichten durch gesteuerte Anwendung von Wärme und/oder Lösungsmittel hergestellt werden können. Andere Formen von inneren Hülsen, z. B. mittels Extrusion oder Beschichtung durch getrocknete Flüssigkeiten, sind möglich.

Die Innenhülse kann luft- oder rauchdurchlässig oder -undurchlässig sein, je nach Wesen des übrigen Teils des Filters. Ist letzterer so, daß im Gebrauch der Rauchstrom und die Zuluft von Natur aus getrennt bleiben, könnte die Innenhülse sowohl durchlässig als auch un­ durchlässig sein. Besteht jedoch die Tendenz, daß sich im Gebrauch der Rauchstrom und die Zuluft im Filter stark zu mischen trachten, dann sollte die Innenhülse geringe oder gar keine Durchlässigkeit haben, um ein solches Vermischen zu beschränken oder zu verhindern. Die Innenhülse könnte z. B. aus Papier, Plastik oder Metallfolie oder einem Laminat aus diesen Werkstoffen bestehen, z. B. ein Papier/Plastik/Papier-Laminat.

Die Innenhülse und der rohrförmige Körper haften vorzugs­ weise aneinander, damit das Verbundprodukt nicht ausein­ anderfällt. Wo der rohrförmige Körper durch Zusammen­ fügen von mit einem Lösungsmittel plastifizierten Fäden oder Fasern um den Kern der Innenhülse herum geformt ist, ist letztere vorzugsweise aus einem durch das Plastifi­ ziermittel weichzumachenden Material hergestellt, so daß die Hülse und der rohrförmige Körper beim Zusammenfügen miteinander verkleben. Für den Fall, daß der rohrförmige Körper aus plastisch gemachten (z. B. durch Triacetin) Zelluloseacetatfasern besteht, kann zweckmäßigerweise die Innenhülse aus einem Zelluloseacetatfilm bestehen. Die Innenhülse und das Material des rohrförmigen Körpers können ganz allgemein durch irgendeinen Kleber zusammen­ haften, der vor ihrem Zusammenbringen an einem der Teile angebracht ist. Wenn die Innenhülse luft- oder rauch­ durchlässig sein soll, kann dies auf Grund der eigenen Durchlässigkeit des Hülsenmaterials und/oder von Perfo­ rationen oder größeren Löchern darin zustandekommen. Wie oben angedeutet, kann es nötig sein, daß die Innen­ hülse luft- und rauchundurchlässig ist, wenn der Kern sich nur über einen Teil der Gesamtfilterlänge erstreckt, besonders dann, wenn eine Lücke an einem oder an beiden Enden des Filters gelassen ist.

Der rohrförmige Körper um die Innenhülse kann auch aus verschiedenen luftdurchlässigen Werkstoffen bestehen - z. B. verklebten oder unverklebten Stapelfasern oder einem Faserstrang (aus Zelluloseacetat oder Polyolefin usw.) oder aus einem offen-porösen Plastikschaum. Er wird ganz allgemein aus einem Material größerer Eigenluft­ durchlässigkeit als der Kern aufgebaut sein (und/oder mit Kanälen versehen sein), so daß in ihm ein relativ geringer Druckabfall auftritt, doch ist die Gesamtanordnung derart, daß im Gebrauch der Rauchstrom vorzugsweise durch den Kern und weniger durch den rohrförmigen Körper strömt.

Die Außenfläche des rohrförmigen Körpers kann glatt sein oder mehrere, in Filterlängsrichtung verlaufende Rillen oder Nuten aufweisen. Diese Rillen oder Nuten können sich von Ende zu Ende erstrecken oder kurz vor einem oder beiden Enden aufhören. Solche Rillen vermindern den Druck­ abfall im rohrförmigen Körper und verstärken die Konzen­ tration der Zuluft im Bereich zwischen der Hülse und der Außenumhüllung. Vorzugsweise tritt wenigstens ein Teil der Zuluft durch die Außenumhüllung unmittelbar in derar­ tige Rillen ein. Die Oberfläche der Rillen ist im allge­ meinen luftdurchlässig.

Anhand von Beispielen wird die Erfindung nun in Verbin­ dung mit der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen stellen dar:

Fig. 1 eine schematisierte perspektivische Ansicht eines Filters und einer Filterzigarette gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein anderes Filtermund­ stück;

Fig. 3, 4 und 5 ähnliche Ansichten wie Fig. 1 von weiteren Zigarettenfiltermundstücken.

Fig. 1 zeigt eine Filterzigarette, bei der das Filter­ mundstück einen Rauchfilterkern 2 aus einem miteinander verklebten Zelluloseacetatfaserstrang aufweist, der mit einer luftundurchlässigen Stopfenumwicklung 4 in Gestalt eines Papier/Plastik/Papier-Laminats umwickelt ist. Die Stopfenumwicklung 4 wird von einem rohrförmigen Körper 6 aus luftdurchlässigem, verklebtem Zelluloseacetatfaserstrang umgeben, der in seiner Außenfläche Rillen 8 auf­ weist, die sich vom Mundende nur über einen Teil der ge­ samten Filterlänge erstrecken. Das Verbundelement 2, 4, 6 gemäß der Erfindung ist mit einer ventilierenden Mund­ stückumwicklung 10 mit einem mit Zigarettenpapier um­ wickelten Tabakstab 12 verbunden, wodurch eine Filter­ zigarette entsteht. Die Mundstückumwicklung 10 besteht aus luftundurchlässigem Papier mit einem Ring von Ventilationslöchern 14, von denen sich einige direkt zu den Rillen 8 hin öffnen.

Wesen und Abmessungen der Einzelteile des Verbundelemen­ tes und Filters sind derart, daß beim Rauchen der Filter­ zigarette der Rauchstrom durch den Kern 2 hindurch gezwun­ gen wird, während die Zuluft auf den Rohrkörper 6 und die Rillen 8 beschränkt ist und sich Rauch und Zuluft nur im Mund des Rauchers mischen.

Ein anderes Verbundelement 2, 4, 6 gemäß der Erfindung zeigt die Fig. 2, bei dem der Kern 2, die Stopfenum­ wicklung 4 und der Rohrkörper 6 aus demselben Material wie beim Beispiel der Fig. 1 bestehen. Die Außenfläche des Körpers 6 ist jedoch wellenförmig, wodurch sich zahlreiche Rillen 8 in Längsrichtung von einem Ende bis zum anderen des Elementes ergeben. Dieses Element kann anstelle des in Fig. 1 gezeigten im Mundstück der Filterzigarette vorhanden sein und zeigt beim Rauchen ähnliche Eigenschaften.

In Abänderung der beiden gezeigten Ausführungsformen können die Rillen 8 gänzlich weggelassen werden, so daß dann der rohrförmige Körper 6 eine glatte Mantelfläche besitzt, wie dies die Fig. 3 erkennen läßt, oder es er­ strecken sich die Rillen aus den Beispielen der Fig. 1 oder 2 über die Gesamtlänge des rohrförmigen Körpers, wie in Fig. 4, vorausgesetzt, daß aufgrund der Größe und der Zahl der Rillen im Gebrauch der Rauch trotzdem durch den Kern 2 hindurchgeht. Im Beispiel der Fig. 3 (und tatsächlich in allen Ausführungsformen) besteht, wenn der rohrförmige Körper 6 aus einem plastisch gemachten Zelluloseacetatfaserstrang oder aus Stapelfasern herge­ stellt ist, die Stopfenumhüllung 4 vorzugsweise aus einem Zelluloseacetatfilm, der damit verklebt.

In anderen Gestaltungen der einzelnen Ausführungsbei­ spiele kann die Stopfenumhüllung 4 Perforationen oder größere Löcher haben oder direkt luft- oder rauchdurch­ lässig sein, vorausgesetzt, daß die anderen Komponenten dafür sorgen, daß der Kern 2 immer noch den überwiegenden Teil des Rauches führt und der Körper 6 hauptsächlich als Durchgang für die Zuluft dient. Kern 2 kann auch kurz vor einem oder beiden Enden des Filters enden, wobei dann die Stopfenumhüllung 4 gewöhnlich luftundurchlässig sein muß, damit die gewünschte Wirkung erzielt wird, daß der Hauptteil der Zuluft parallel zum Hauptteil des Rauch­ stroms strömt, bevor der Mund des Rauchers erreicht wird.

In Abwandlung der gezeigten Beispiele könnte die Mund­ stückumwicklung 10 sich nur über die Länge des rohr­ förmigen Körpers 6 erstrecken, wobei dann das umwickelte Filtermundstück mit dem umwickelten Tabakstab durch einen Ring oder durch eine vollventilierende Mundstück­ umwicklung verbunden ist. In beiden Fällen und speziell beim letzteren könnte die Filtermundstückumhüllung, die am rohrförmigen Körper 6 angreift, aus luftdurch­ lässigem Material bestehen. Ein Beispiel mit Rillen 8 in voller Länge ist in Fig. 5 wiedergegeben.

Die Filterteile und Filter gemäß der Erfindung können fortlaufend hergestellt sein, indem ein Kern aus einem fortlaufenden Stab gebildet und fortlaufend die Innen­ hülse drum herum hergestellt wird und der mit einer Hülse umgebene Kern fortlaufend von außen ein luftdurchlässiges Material über einen Rohrformer zugeführt und dieses Ma­ terial zu einem rohrförmigen Körper um den eingehüllten Kern gebildet wird. Wenn erforderlich oder gewünscht, kann die luftdurchlässige Mundstückumwicklung kontinuier­ lich um den rohrförmigen Körper herum angebracht werden, was aber auch nach der Herstellung des Verbundstabes geschehen kann. Vor einer derartigen Umwicklung können in der Mantelfläche des Stäbchens durchlaufende oder unterbrochene Längsrillen eingeformt werden. Sind diese Rillen durchlaufend, dann können sie bei der Herstellung des rohrförmigen Körpers erzeugt werden, z. B. mit Hilfe eines entsprechend gestalteten Rohrformers. Sind sie unterbrochen, werden sie gewöhnlich in die Mantelfläche des rohrförmigen Körpers nach der Bildung des Verbund­ stabes eingeprägt. Der ununterbrochene, mit Rillen oder ohne solche ausgestattete, umwickelte oder nicht umwickel­ te Verbundstab kann dann in einzelne Mundstücklängen zerschnitten werden. Das erste Zerschneiden führt ge­ wöhnlich zu Stäbchen von der Länge eines geraden Viel­ fachen der Einzelfilterelemente einer Filterzigarette. Bei der Herstellung der Filterzigaretten wird ein Element der doppelten Länge, das möglicherweise von einem anfänglich hergestellten längeren Stab (z. B. der sechsfachen Länge) abgeschnitten worden ist, mit gegeneinanderstehenden Enden zwischen ein Paar mit der Papierhülse umgebener Tabakstäbchen eingefügt und mit diesen durch einen Verbindungsring oder durch eine ventilierende Mundstückumhüllung verbunden, woraufhin dann ein Schnitt durch den doppelt langen Filter ge­ führt wird, damit zwei Filterzigaretten entstehen.

Es versteht sich, daß für den Fall, daß gemäß Fig. 1 das einzelne Filterelement asymmetrisch ist und die Nuten sich nur an einem Ende befinden, das zunächst hergestellte Stäbchen der mehrfachen Länge symmetrisch ist und, im Fall der Gestaltung nach Fig. 1, an den Enden eine glatte Mantelfläche aufweist. Die Erfindung umfaßt sowohl die anfangs hergestellten Filterelemente mehrfacher Länge und die Filter, aus denen die Einzel­ elemente und Filter geschnitten werden können, sowie deren Produktion.

Beispiel

Ein Filter gemäß Fig. 5 ist 25 mm lang und hat einen Umfang von 24,7 mm. Der Durchmesser des Filterkerns 2 beträgt 5,3 mm und ist aus 8 dpf (Denier pro Faser) gekräu­ selten Zelluloseacetatfasernsträngen zusammengeklebt, wobei die Fasern durch Hinzufügen von Triacetin-Weich­ macher vor dem Zusammenfassen zur Stabform an ihren Kontaktpunkten miteinander verkleben. Der Druckabfall im Kern beträgt 100 mmWs (Wassersäule). Hülse 4 ist durch einen luftundurchlässigen Zelluloseacetatfilm gebildet. Der Rohrkörper 6 mit seinen vier, sich über die gesamte Länge erstreckenden äußeren Rillen 8 be­ steht aus einem gekräuselten 15 dpf Zellstoffacetat­ faserstrang, bei dem die Fasern wie beim Kern an ihren Berührungspunkten durch Vorbehandlung des Stranges mit Triacetin-Weichmacher verklebt sind. Der Weichmacher verklebt auch die Hülse 4 mit dem Kern 2 und dem rohr­ förmigen Körper 6.

Als Außenumhüllung 10 dient ein stark luftdurchlässiges (300 K) Mundstückpapier, das in einem Abschnitt der Filterherstellung hinzugeführt wird. Das gezeigte Filter aus den Komponenten 2, 4, 6 und 10 wird anfänglich durchlaufend produziert und beim Herauskommen aus der Filterherstellungsmaschine in Stücke zerschnitten. Die erste Stücklänge ist ein geradzahliges Vielfaches der Einzelfilter (z. B. 100 mm). Diese Länge kann dann in doppelt lange Filterstücke (50 mm) für die Zigaretten­ herstellung in oben beschriebener Form zerschnitten werden. Die doppelt langen Filterstücke werden dann zwi­ schen Tabakstäbchen gelegt und mit ihnen durch einen Verbindungsring oder eine ventilierende Mundstückumwicklung verbunden und dann so zerschnitten, daß Einzelzigaretten erhalten werden.

Der Druckabfall wurde nach einem von CORESTA(Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac) empfohlenen Verfahren gemessen. Hierin bedeutet eine Luftdurchlässigkeit von nK Filtrona-Einheiten eine Luftdurchlässigkeit von n×1000 ml/min/10 cm²/100 mmWs Druck, wenn der Druck "p" in mmWs gemessen wird, der durch einen Strom von 1050 ml Luft/min durch 10 cm² des Blattes, des Films oder der Folie hervorgerufen wird und die Berechnung nach folgender Gleichung erfolgt:

Claims (9)

1. Zigarettenfilter mit einem Tabakrauch filternden Kern (2) und einem rohrförmigen, den Kern umgebenden Körper (6), der von einer Ventilationslöcher aufweisenden Umwicklung (10) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern von einer Innenhülse (4) umgeben ist und daß der rohrförmige Körper eine größere Luftdurchlässigkeit als der Kern aufweist.

2. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (4) luft- oder rauchundurchlässig ist.

3. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (4) luft- oder rauchdurchlässig ist.

4. Zigarettenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (6) und die Innenhülse (4) miteinander verklebt sind.

5. Zigarettenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (6) wenigstens eine Rille (8) aufweist, die sich wenigstens über einen Teil der Länge des rohrförmigen Körpers (6) erstreckt.

6. Zigarettenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumhüllung (10) sich nur über die Länge des rohrförmigen Körpers (6) erstreckt.

7. Zigarettenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumhüllung (10) sich über die Länge des rohrförmigen Körpers (6) hinaus erstreckt.

8. Filterzigarette, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter nach Anspruch 6 durch ein Ringmundstück oder durch eine vollventilierende Umwicklung mit dem Tabakstab verbunden ist.

9. Filterzigarette, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter nach Anspruch 7 durch die Umhüllung (10) mit der Filter­ zigarette verbunden ist.