EP0213081B1 - Zigarettenfiltereinheit - Google Patents

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Publication number
EP0213081B1
EP0213081B1 EP86810377A EP86810377A EP0213081B1 EP 0213081 B1 EP0213081 B1 EP 0213081B1 EP 86810377 A EP86810377 A EP 86810377A EP 86810377 A EP86810377 A EP 86810377A EP 0213081 B1 EP0213081 B1 EP 0213081B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
filter unit
openings
cross
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP86810377A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0213081A1 (de
Inventor
Serge Veluz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baumgartner Papiers SA
Original Assignee
Baumgartner Papiers SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baumgartner Papiers SA filed Critical Baumgartner Papiers SA
Priority to AT86810377T priority Critical patent/ATE58820T1/de
Publication of EP0213081A1 publication Critical patent/EP0213081A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0213081B1 publication Critical patent/EP0213081B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure

Definitions

  • the invention relates to a cigarette filter unit with at least one switching element arranged in the flue gas flow cross-section for gradually switching automatically when smoking from an initial flue gas path to at least one further flue gas path within the filter unit.
  • a filter cigarette is known from DE-A-2 209 763, in which a stopper provided with openings is arranged between the tobacco section and a ventilation area. These openings can be obtained either by mechanically perforating the plug material or by using a paper material which is inherently porous. If the openings are achieved by mechanical perforation of a stopper, the opening cross section and the thickness of the stopper are too large, since too much tar is then required when smoking in order to achieve a usable switching effect.
  • the object of the present invention is, in particular, to create a cigarette filter unit which, even in the case of large series production, makes it possible to adhere to precisely defined switchover conditions and thus to precisely defined pollutant values when used in filter cigarettes, while limiting the maximum possible suction resistance in use to a relatively precisely predetermined value.
  • Ventilation openings (4) extending between the inside and the outside of the filter unit are provided downstream of the membrane (3).
  • the thickness of the membrane in the range of 30 microns to 100 and the cross-sectional area of the individual, sieve-like openings provided in the membrane in a range from 100 to 2500 pm 2, preferably in a range from 100 to 1800 Jl m 2, is .
  • the membrane consists of natural textile and / or synthetic fibers, preferably in the form of a fabric or a perforated film .
  • a ventilation air path if provided, has ventilation openings in such a number and with such a cross section that an initial dilution with ventilation air in a range of 30 to 70%, preferably in a range of 45 to 55%.
  • the number of membrane openings provided in the membrane and their cross-sectional areas are matched to one another in such a way that when an air quantity of 17.5 ml / s is extracted from the suction-side end of the filter unit, the latter causing a pressure drop in the range from 25 to 150 mm WS.
  • the distance between individual openings of the membrane and the size of the cross-sectional areas of these openings deviate less than 10% from the specified value.
  • the membrane has openings of different cross-sectional areas with a precisely defined size after a precisely predetermined distribution.
  • the inner cross section of the filter unit is provided at the location of the membrane with the exception of the latter with a partition and carrier intermediate wall connected to the latter and consisting of at least approximately gas-impermeable material.
  • partition and support wall and / or the membrane are provided with one or more flow openings, the individual cross-sectional areas of which are larger than 10 4 p M 2 .
  • the membrane is arranged in the flow cross-section of a tube consisting of at least approximately gas-impermeable material and the remaining cross-section is between the outside of the tube and the outside of the filter unit is filled with tobacco smoke filtering material over at least part of the tube length. It is expedient for the tube serving to form two separate flow channels to be filled with granular and / or fibrous filter material at least over part of its length.
  • a filter element which changes the composition of the tobacco smoke is arranged in the flow cross-section of the filter unit before and / or after the membrane.
  • the cigarette filter unit 2 ′ which is shown very schematically there and is fastened to a tobacco part 1 in the usual way by means of so-called tipping paper, has a sieve-shaped membrane 3 arranged in its flue gas flow cross section.
  • this membrane 3 the spatial distribution of the membrane openings over the entire membrane surface and the cross-sectional areas of the membrane openings in size and shape are precisely known in order to achieve precisely reproducible application behavior, and it consists of a synthetic fiber, e.g. Polymer fibers, manufactured fabrics.
  • the membrane 3 arranged in the filter unit 2 ' is not intended to filter aerosols out of a flue gas stream flowing through them.
  • the filtering capacity of the membrane 3 for the particular phase of the flue gas stream flowing through is measurable, but in practice it is very small and negligible.
  • the membrane 3 is therefore not intended to serve as a filter element, but rather as a switching element.
  • the thickness of the membrane 3 must be very small, so that the latter causes a relatively small initial flow resistance.
  • the effect of the membrane 3 in the filter unit 2 ' is such that when a flue gas aerosol flows through the membrane 3, a very small proportion of the aerosol particles adhere to the membrane 3, but this proportion is large enough to cause a noticeable reduction of the free cross sections of the membrane openings and thereby to cause a sharp increase in the flow resistance caused by the membrane 3 thus loaded.
  • the thickness of the membrane 3 is in a range from 30 to 100 ⁇ m, the number of membrane openings in a range from 500 to 25,000, and the cross section of the individual membrane openings in a range from 100 to 2500 ⁇ m 2 .
  • the membrane 3 In order to be sure that in the large-scale production of such cigarette filter units 2 ', exactly reproducible characteristic values of the latter are achieved, the membrane 3 must not consist of a material in which the spatial distribution of the flue gas through openings as well as their cross sections and cross-sectional shapes is random, as is the case e.g. the use of a thin, highly porous paper membrane would be the case where the loose paper fiber arrangement and thus the distribution and size of the passage openings formed in this way are very different locally.
  • the latter are provided in such a number and with such cross sections that, for example, an initial dilution of the tobacco smoke extracted from the tobacco part 1 of 50% is achieved.
  • the inner cross section of the filter unit 2 ' is provided at the location of the membrane 3 except for the latter with a partition and support intermediate wall 5 connected to it and made of at least approximately gas-impermeable material.
  • the partition and support partition 5 is provided with a plurality of flow openings 6 to achieve a flue gas diversion, the cross sections of which are, however, much larger than those of the membrane openings, for example at least ten times are bigger.
  • a flue gas diversion allows a flue gas flow to be maintained even when the membrane 3 is almost or completely blocked, and limits the maximum possible suction resistance in use to a relatively precisely predetermined value.
  • the through-flow openings are provided in the latter instead of in the partition and support wall 5 holding the membrane 3 by additional perforation 6 'of the latter.
  • the membrane 3 is arranged in the flow cross-section of a tube 7 made of practically gas-impermeable material and the remaining cross-section forming the second flow channel 11 between the outside of the tube 7 and the inside of the outer casing of the filter unit (2 '' ') is filled with filter material 9 which filters through tobacco smoke and which is provided with at least one through-opening whose cross-section is at least ten times larger than the cross-section of the largest membrane opening.
  • the tobacco smoke initially passes unfiltered through the first flow channel 10 and through the membrane 3 into the smoker's mouth.
  • the flow resistance of the membrane 3 increases, as already described above, and the increasingly concentrated tobacco smoke flowing out of the tobacco part 1 is thereby increasingly conducted via the second flow channel 11 through the filter material 9 filtering through the tobacco smoke, so that also by means of a such design of the filter unit 2 ′′, the concentration of the various smoke gas components and thus the smell felt by the smoker can be kept relatively constant over the entire smoking period of the tobacco part 1 without the suction resistance determined by the smoker during smoking changing significantly or in an unpleasant manner.
  • the interior of the tube 7 forming the first flow channel 10 is filled with a granular filter material 12, which can also be loaded with an aroma, and on the outside of the tube 7, a chamber filter 9 'is arranged in the second flow channel 11, in which an annular chamber 16 for receiving a free-flowing filter and / or aromatic carrier material is formed between an annular cellulose and an annular acetate plug.
  • the increasing flow diversion through the second flow channel 11, which is caused by the diaphragm 3 as the tobacco part 1 becomes more and more worn, is analogous to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • a cellulose or an acetate filter plug 13 or 14 is arranged in front of and behind the membrane 3 in the flow cross-section of the filter unit 2 "" analogously to a conventional dual filter, as seen in the flow direction.
  • FIGS. 6 and 7 in complete contrast to the cigarettes previously on the market, it is possible to produce such a cigarette end piece according to the invention, with the aid of which a smoking characteristic can be achieved, according to which after an initial increase in the condensate stop / train the same decreases with increasing smoking of the cigarette (FIG. 6) or decreases and thereafter remains approximately constant (FIG. 7).
  • FIGS. 8, 9 and 10 In principle, different membrane sieves are shown in FIGS. 8, 9 and 10.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zigarettenfiltereinheit mit mindestens einem im Rauchgasdurchströmquerschnitt angeordneten Umschaltelement zum beim Abrauchen selbsttätigen allmählichen Umschalten von einem anfänglichen Rauchgasweg auf mindestens einen weiteren Rauchgasweg innerhalb der Filtereinheit.
  • Beim Abrauchen einer ohne ein Zigarettenfilter, mit oder ohne Ventilation, und/oder mit einem konventionellen Zigarettenfilter versehenen Zigarette nimmt der Kondensatgehalt während dem Abrauchen derselben im durch das saugseitige Zigarettenende in den Mund des Rauchers einströmenden Rauch relativ stark zu, was unerwünscht ist.
  • Aus der DE-A-2 243 349 ist es bekannt, ein aus einer Scheibe einer dichtgepackten Schicht kleiner faser- oder kugelförmiger Teilchen eines Rauchfiltermaterials bestehendes Tabakrauchfilter zu verwenden. Ein solches Scheibenmaterial weist jedoch den Nachteil auf, dass die Porengrösse und Porenverteilung örtlich zu stark variiert, um bei einer Grossserienproduktion von aus einem solchen Material herausgearbeiteten Filterscheiben Filterelemente mit genügend genaue und identische Filterwerten herstellen zu können.
  • Aus der DE-A-2 209 763 ist eine Filterzigarette bekannt, bei welcher zwischen dem Tabakabschnitt und einem Ventilationsgebiet ein mit Oeffnungen versehener Stopfen angeordnet ist. Diese Öffnungen können dabei entweder durch mechanisches Perforieren des Stopfenmaterials oder durch Verwendung eines im selben Masse inhärent porösen Papiermaterials erhalten werden. Werden die Öffnungen durch mechanische Perforation eines Stopfens erzielt, dann ist der dabei bewirkte Öffnungsquerschnitt und die Dicke des Stopfens zu gross, da dann beim Abrauchen zu viel Teer benötigt wird, um einen brauchbaren Umschalteffekt zu erzielen. Wird ein inhärent poröses Papiermaterial verwendet, dann ist bei einer Grossserienproduktion bei der Herstellung der einzelnen Stopfen aus einen grossfiächigen hochporösen Papiermaterial infolge der bei solchem Papier für solche Zwecke zu unregelmässigen Papierfaserstruktur keine für die Zigarettenindustrie genügend genaue, für alle Stopfen identisch reproduzierbare Porengrösse und Porenverteilung erzielbar.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Schaffung einer Zigarettenfiltereinheit, welche es selbst bei Grossserienherstellung ermöglicht, genau definierte Umschaltbedingungen und damit bei deren Einsatz in Filterzigaretten genau definierte Schadstoffwerte bei Begrenzung des im Einsatz maximal möglichen Saugwiderstandes auf einen relativ genau vorbestimmbaren Wert einzuhalten.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Zigarettenfiltereinheit der eingangs genannten Art erfindungsgemäss nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
  • Dabei kann es erwünscht sein, dass in Durchströmrichtung gesehen nach der Membrane (3) zwischen dem Innern und der Aussenseite der Filtereinheit sich erstreckende Ventilationsöffnungen (4) vorgesehen sind.
  • Es ist zweckmässig, wenn die Dicke der Membrane im Bereich von 30 bis 100 µm und die Querschnittsfläche der einzelnen, siebartig vorgesehenen Öffnungen der Membrane in einem Bereich von 100 bis 2500 pm2, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1800 Jlm2, liegt.
  • Da die Materialien aus denen die Membrane hergestellt werden kann, den für die Tabakindustrie geltenden Gesetzen entsprechen müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Membrane aus natürlichen Textil- und/oder aus synthetischen Fasern, vorzugsweise in der Form eines Gewebes oder aus einer perforierten Folie besteht.
  • Zur Erzielung einer möglichst gleich hohen Kondensatmenge pro Zug des Rauchers ist es zweckmässig, wenn ein gegebenenfalls vorgesehener Ventilationsluftweg Ventilationsöffnungen in einer solchen Anzahl und mit einem solchen Querschnitt aufweist, dass eine Anfangs-Verdünnung mit Ventilationsluft in einem Bereich von 30 bis 70%, vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 55%, erreicht wird.
  • Zur Erzielung von für den Raucher angenehmen Abraucheigenschaften einer mit der erfindungsgemässen Zigarettenfiltereinheit versehenen Zigarette ist es ferner vorteilhaft, wenn die Anzahl der in der Membrane vorgesehenen Membranöffnungen und deren Querschnittsflächen derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Absaugen einer Luftmenge von 17,5 ml/s vom saugseitigen Ende der Filtereinheit von der letzteren ein Druckabfall im Bereich von 25 bis 150 mm WS bewirkt wird.
  • Um zu starke Variationen in den Filtrierkennwerten zu vermeiden, ist es zweckmässig, wenn der Abstand zwischen einzelnen Öffnungen der Membrane und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Öffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
  • Zur Erzielung spezieller Filtercharakteristiken kann es vorteilhaft sein, wenn die Membrane nach einer genau vorbestimmten Verteilung Öffnungen unterschiedlicher, in ihrer Grösse genau bestimmter Querschnittsflächen aufweist.
  • Es kann zweckmässig sein, dass der Innenquerschnitt der Filtereinheit an der Stelle der Membrane bis auf die letztere mit einer mit dieser verbundenen, aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Trenn- und Trägerzwischenwand versehen ist.
  • Zur Erzielung einer Bypass-Strömung ist es zweckmässig, wenn die Trenn- und Trägerwand und/oder die Membrane mit einer oder mehreren Durchströmöffnungen versehen ist, deren einzelne Querschnittsflächen grösser als 104 pM 2 sind.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Membrane im Durchströmquerschnitt eines aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Röhrchens angeordnet und der verbleibende Querschnitt zwischen der Aussenseite des Röhrchens und der Aussenseite der Filtereinheit mindestens über einen Teil der Röhrchenlänge mit Tabakrauch filtrierendem Material ausgefüllt ist. Dabei ist es zweckmässig, wenn das zur Bildung von zwei voneinander getrennten Strömungskanälen dienende Röhrchen in seinem Innern mindestens über einen Teil seiner Länge mit granulat- und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllt ist.
  • Es kann auch zweckmässig sein, wenn in Durchströmrichtung gesehen vor und/oder nach der Membrane im Durchströmquerschnitt der Filtereinheit ein den Tabakrauch in seiner Zusammensetzung veränderndes Filterelement angeordnet ist.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 schematisch im Längsschnitt eine erste beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig. 2 schematisch im Längsschnitt eine zweite beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig. 3 schematisch im Längsschnitt eine dritte beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig. 4 schematisch im Längsschnitt eine vierte beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig. 5 schematisch im Längsschnitt eine weitere beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen, an einem Tabakteil befestigten Zigarettenfiltereinheit;
    • Fig. 6 und 7 mögliche Verläufe der Kondensatmenge C pro Zug B bei Verwendung von weiteren möglichen Ausführungsformen von erfindungsgemässen Zigarettenfiltereinheiten; und
    • Fig. 8, 9 und 10 verschiedene mögliche Membranstrukturen.
  • Bei allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zueinander analoge Teile mit gleichen Ueberweisungszeichen versehen, so dass sich eine mehrfache Beschreibung der gleichen Teile erübrigt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die dort sehr schematisch dargestellte, auf übliche Weise mittels einem sogenannten Tippingpapier an einem Tabakteil 1 befestigte Zigarettenfiltereinheit 2' eine in ihrem Rauchgasdurchströmquerschnitt angeordnete, siebartig ausgebildete Membrane 3 auf. Bei dieser Membrane 3 ist zur Erzielung genau reproduzierbarer Einsatzverhalten die räumliche Verteilung der Membranöffnungen über der gesamten Membranfläche sowie die Querschnittsflächen der Membranöffnungen in Grösse und Form genau vorbekannt, und sie besteht aus einem aus synthetischen Fasern, z.B. Polymerfasern, hergestellten Gewebe.
  • Die in der Filtereinheit 2' angeordnete Membrane 3 ist nicht dazu bestimmt, Aerosole aus einem durch sie hindurchströmenden Rauchgasstrom heraus zu filtrieren. Das Filtriervermögen der Membrane 3 für die Partikularphase des durchströmenden Rauchgasstromes ist zwar messbar, jedoch in der Praxis sehr klein und vernachlässigbar.
  • Die Membrane 3 ist daher nicht dazu bestimmt, als Filterelement zu dienen, sondern als Umschaltelement. Dazu muss die Dicke der Membrane 3 sehr klein sein, so dass die letztere einen verhältnismässig kleinen Anfangs-Strömungswiderstand bewirkt. Die Wirkung der Membrane 3 in der Filtereinheit 2' ist derart, dass wenn die Membrane 3 von einem Rauchgas-Aerosol durchströmt wird, ein sehr kleiner Anteil der Aerosolteilchen auf der Membrane 3 haften bleibt, dieser Anteil jedoch genügend gross ist, um eine merkliche Verringerung der freien Querschnitte der Membranöffnungen und dadurch eine starke Erhöhung des durch die derart beladene Membrane 3 bewirkten Strömungswiderstandes zu verursachen. Dazu befindet sich die Dicke der Membrane 3 in einem Bereich von 30 bis 100 µm, die Anzahl der Membranöffnungen in einem Bereich von 500 bis 25,000, und der Querschnitt der einzelnen Membranöffnungen in einem Bereich von 100 bis 2500 pm2.
  • Um sicher zu sein, dass bei der Grossserienproduktion derartiger Zigarettenfiltereinheiten 2' genau reproduzierbare Kennwerte der letzteren erreicht werden, darf die Membrane 3 nicht aus einem Material bestehen, bei dem die räumliche Verteilung der Rauchgas-Durchtrittsöffnungen sowie deren Durchtrittsquerschnitte und Querschnittsformen zufällig ist, wie dies z.B. bei Verwendung einer dünnen, hochporösen Papiermembrane der Fall wäre, wo die lockere Papierfaseranordnung und damit die Verteilung und Grösse der derart gebildeten Durchtrittsöffnungen örtlich sehr stark unterschiedlich ist.
  • Dazu hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn der Abstand zwischen einzelnen Oeffnungen der Membrane 3 und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Oeffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
  • Wie ferner aus Figur 1 ersichtlich, sind in Durchströmrichtung der Filtereinheit-2' gesehen nach der Membrane 3 zwischen dem Innern und der Aussenseite der Filtereinheit 2' sich erstrekkende Ventilationsöffnungen 4 vorgesehen. Die letzteren sind dabei in einer solchen Anzahl und mit solchen Querschnitten vorgesehen, dass zum Beispiel eine Anfangs-Verdünnung des aus dem Tabakteil 1 abgesogenen Tabakrauches von 50% erreicht wird.
  • Der Innenquerschnitt der Filtereinheit 2' ist an der Stelle der Membrane 3 bis auf die letztere mit einer mit dieser verbundenen, aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Trenn- und Trägerzwischenwand 5 versehen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Trenn-und Trägerzwischenwand 5 zur Erzielung einer Rauchgasumleitung mit einer Mehrzahl von Durchströmöffnungen 6 versehen, deren Querschnitte jedoch viel grösser als jene der Membranöffnungen, zum Beispiel mindestens zehnmal grösser, sind. Eine solche Ausbildung erlaubt die Aufrechterhaltung einer Rauchgasdurchströmung auch dann, wenn die Membrane 3 beinahe oder ganz verstopft ist, und begrenzt den im Einsatz maximal möglichen Saugwiderstand auf einen relativ genau vorbestimmten Wert.
  • Wird nun eine mit einem solchen wie aus Figur 1 ersichtlichen Zigarettenendstück 2' versehene Zigarette geraucht, dann strömt beim ersten Zug des Rauchers an dieser entzündeten Zigarette der Tabakrauchstrom mit einem verhältnismässig kleinen, durch die Membrane 3 verursachten Anfangs-Druckabfall von beispielsweise 30mm WS durch die letztere, wobei im Tabakrauch sich befindende Aerosolteilchen auf der Membrane 3 haften bleiben und den freien Querschnitt der einzelnen Membranöffnungen mit jedem Zug an der Saugseite der Filtereinheit 2' zunehmend verkleinern und damit den durch die Membrane 3 verursachten Druckabfall zunehmend vergrössern, so dass über die Abrauchdauer des Tabakteiles 1 gesehen mit zunehmender Verstopfung der Membrane 3 durch Rauchaerosolteilchen dem vom Raucher eingesogenen Rauch über die Ventilationsöffnungen 4 zunehmend mehr Luft beigemischt wird. Dadurch wird erreicht, dass die mit zunehmender Verkürzung des Tabakteiles 1 zunehmende Konzentration des in die Filtereinheit 2' einströmenden Tabakrauches nachfolgend nach der Membrane 3 in der Filtereinheit 2' wiederum zunehmend mit Luft verdünnt wird, und so die Konzentration des bei den aufeinanderfolgenden Zügen des Rauchers eingesogenen Rauches im Gegensatz zu früher in relativ engen Grenzen konstant gehalten werden kann, und das Aroma des durch den Raucher eingesogenen Tabakrauches über die ganze Abrauchzeit des Tabakteiles 1 praktisch unverändert bleibt.
  • Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Beispiel die Durchströmöffnungen anstatt in der die Membrane 3 haltenden Trenn-und Trägerwand 5 durch zusätzliche perforation 6' der Membrane 3 in der letzteren vorgesehen.
  • Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Erzielung von zwei voneinander getrennten internen Strömungskanälen 10 und 11 die Membrane 3 im Durchströmquerschnitt eines aus praktisch gasundurchlässigem Material bestehenden Röhrchens 7 angeordnet und der verbleibende, den zweiten Strömungskanal 11 bildende Querschnitt zwischen der Aussenseite des Röhrchens 7 und der Innenseite der Aussenumhüllung der Filtereinheit (2''') mit den durchströmenden Tabakrauch filtrierendem Filtermaterial 9 das mit mindestens einer Durchströmöffnung deren Querschnitt mindestens zehnmal grösser ist als der Querschnitt der grössten Membranöffnung versehen ist, ausgefüllt.
  • Bei dieser Ausführungsform gelangt der Tabakrauch anfänglich unfiltriert über den ersten Strömungskanal 10 und durch die Membrane 3 hindurch in den Mund des Rauchers.
  • Mit zunehmender Rauchzeit wächst der Strömungswiderstand der Membrane 3 wie bereits weiter oben beschrieben, und der dabei aus dem Tabakteil 1 ausströmende, zunehmend konzentriertere Tabakrauch wird dadurch zunehmend über den zweiten Strömungskanal 11 durch das den durchströmenden Tabakrauch filtrierende Filtermaterial 9 geleitet, so dass auch mittels einer solchen Ausbildung der Filtereinheit 2"' die Konzentration der verschiedenen Rauchgasbestandteile und damit das vom Raucher empfundene Aroma über die gesamte Abrauchdauer des Tabakteiles 1 relativ konstant gehalten werden kann, ohne dass sich der durch den Raucher beim Rauchen festgestellte Saugwiderstand wesentlich beziehungsweise in unangenehmer Weise verändert.
  • Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu dem in Figur 3 dargestellten Beispiel das den ersten Strömungskanal 10 bildende Innere des Röhrchens 7 mit einem granulatförmigen Filtermaterial 12, das auch mit einem Aromastoff beladen sein kann, gefüllt, und auf der Aussenseite des Röhrchens 7, im zweiten Strömungskanal 11 ein Kammerfilter 9' angeordnet, bei dem zwischen einem kreisringförmigen Zellulose- und einem kreisringförmigen Azetatstöpsel eine kreisringförmige Kammer 16 zur Aufnahme eines rieselfahigen Filter- und/oder Aromaträgermaterials gebildet wird.
  • Die mit zunehmendem Abrauchen des Tabakteiles 1 durch die Membrane 3 bewirkte zunehmende Strömungsumleitung durch den zweiten Strömungskanal 11 ist analog zu dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • Mit einer solchen Filtereinheit ist es möglich, den durchströmenden Tabakrauch über die gesamte Abrauchdauer sehr differenziert zu filtrieren und/oder mit Aroma anzureichern, da in der ersten Rauchphase praktisch nur der erste Strömungskanal 10 und dann zunehmend der zweite Strömungskanal 11 vom Tabakrauch durchströmt wird.
  • Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Beispiel in Durchströmrichtung gesehen vor und nach der Membrane 3 im Durchströmquerschnitt der Filtereinheit 2"" analog zu einem herkömmlichen Dualfilter ein Zellulosebeziehungsweise ein Azetatfilterstöpsel 13 bzw. 14 angeordnet.
  • Die mit zunehmendem Abrauchen des Tabakteiles 1 und zunehmender Erhöhung des durch die zunehmend verstopfende Membrane 3 bewirkten Strömungswiderstandes wird über die Ventilationsöffnungen 4 durch den Raucher zunehmend mehr den angesogenen Tabakrauch verdünnende Ventilationsluft angesogen, die über Kanäle 15 in den Mund des Rauchers gelangt.
  • Wie aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich, ist es in vollständigem Gegensatz zu den bisher auf dem Markt sich befindlichen Zigaretten möglich, ein solches erfindungsgemässes Zigarettenendstück herzustellen, mit dessen Hilfe eine Abrauchcharakteristik erzielt werden kann, gemäss welcher nach anfänglicher Erhöhung des Kondensatgehaltes/Zug derselbe mit fortschreitendem Abrauchen der Zigarette abnimmt (Fig. 6) oder abnimmt und nachher annähernd etwa konstant bleibt (Fig. 7).
  • In den Figuren 8, 9 und 10 sind prinzipiell unterschiedliche Membransiebe dargestellt.
  • Bei dem in Figur 8 dargestellten Membransieb ist die geometrische Verteilung der Membranöffnungen und deren Querschnitte vollkommen gleichmässig.
  • Bei den in den Figuren 9 und 10 dargestellten Membransieben ist die geometrische Verteilung der Membranöffnungen und deren Querschnitte variierend, jedoch nicht zufällig, sondern nach einer genau vorbestimmten Verteilungsanordnung.
  • Selbstverständlich sind auch andereAusbildungen von Maschensieben denkbar.

Claims (13)

1. Zigarettenfiltereinheit mit mindestens einem im Rauchgasdurchströmquerschnitt angeordneten Umschaltelement zum beim Abrauchen selbsttätigen allmählichen Umschalten von einem anfänglichen Rauchgasweg auf mindestens einen weiteren Rauchgasweg innerhalb der Filtereinheit, wobei das einen Teil des Querschnittes der letzteren bedeckende Umschaltelement als siebartige Membrane (3) ausgebildet ist, bei der die räumliche Verteilung der Membranöffnungen sowie deren Querschnittsflächen in Grösse und Form einer vorbestimmten Verteilung entspricht, dass die Dicke dieser Membrane (3) in einem Bereich von 10 bis 150 µm, die Anzahl der in der Membrane (3) vorgesehenen Öffnungen in einem Bereich von 500 bis 25,000, und die Querschnittsfläche dieser Öffnungen in einem Bereich von je 80 bis 3000 gM2 liegt, und dass mindestens eine Durchströmöffnung (6, 6', 11), deren Querschnitt mindestens zehnmal grösser ist als der Querschnitt der grössten Membranöffnung im Bereich der Membrane (3) im übrigen Teil des Querschnittes der Filtereinheit angeordnet ist.
2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchströmrichtung gesehen nach der Membrane (3) zwischen dem Innern und der Aussenseite der Filtereinheit sich erstreckende Ventilationsöffnungen (4) vorgesehen sind.
3. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Membrane (3) im Bereich von 30 bis 100 pm und die Querschnittsfläche der einzelnen, siebartig vorgesehenen Öffnungen der Membrane in einem Bereich von 100 bis 2500 µm2, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1800 µm2, liegt.
4. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) aus natürlichen Textil- und/oder aus synthetischen Fasern, vorzugsweise in der Form eines Gewebes, oder aus einer perforierten Folie besteht.
5. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilationsluftweg Ventilationsöffnungen (4) in einer solchen Anzahl und mit einem solchen Querschnitt aufweist, dass eine Anfangs-Verdünnung mit Ventilationsluft in einem Bereich von 30 bis 70%, vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 55%, erreicht wird.
6. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in der Membrane (3) vorgesehenen Öffnungen und deren Querschnittsflächen derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Absaugen einer Luftmenge von 17,5 ml/s vom saugseitigen Ende der Filtereinheit von der letzteren ein Druckabfall im Bereich von 25 bis 150 mm WS bewirkt wird.
7. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen einzelnen Öffnungen der Membrane (3) und die Grösse der Querschnittsflächen dieser Öffnungen weniger als 10% vom vorgegebenen Wert abweicht.
8. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) nach einer genau vorbestimmten Verteilung Öffnungen unterschiedlicher, in ihrer Grösse genau bestimmter Querschnittsflächen aufweist.
9. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Innenquerschnitt an der Stelle der Membrane (3) bis auf die letztere mit einer mit dieser verbundenen, aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Trenn- und Trägerzwischenwand (5) versehen ist.
10. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenn- und Trägerzwischenwand (5) und/oder die Membrane (3) mit einer oder mehreren Durchströmöffnungen (6,6', 11) versehen ist, deren einzelne Querschnittsflächen grösser als 104 Jlm2 sind.
11. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) im Durchströmquerschnitt eines aus mindestens annähernd gasundurchlässigem Material bestehenden Röhrchens (7) angeordnet und der verbleibende Querschnitt zwischen der Aussenseite des Röhrchens (7) und der Aussenseite (8) der Filtereinheit (2''') mindestens über einen Teil der Röhrchenlänge mit Tabakrauch filtrierendem Material (9) ausgefüllt ist. -
12. Filtereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bildung von zwei voneinander getrennten Strömungskanälen (10, 11) dienende Röhrchen (7) in seinem Innern mindestens über einen Teil seiner Länge mit granulat-und/oder faserförmigem Filtermaterial (12) gefüllt ist.
13. Filtereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchströmrichtung gesehen vor und/oder nach der Membrane (3) im Durchströmquerschnitt der Filtereinheit (2"") ein den Tabakrauch in seiner Zusammensetzung veränderndes Filterelement (13, 14) angeordnet ist.
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