DE3201101C2 - Zigarettenfilterstab - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zigarettenfilterstab gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß der Anteil von schädlichem Kohlenmonoxid (CO) im Rauch einer Filterzigarette durch ein ventiliertes oder mit Luftverdünnung arbeitendes Zigarettenfilter herab­ gesetzt werden kann. Bei den bekannten Filterstrukturen ist jedoch die Verringerung des CO-Gehalts im allgemeinen proportional zum Grade der Verdünnung des Rauches mit Luft, die jedoch von einer entsprechenden proportionalen Verringe­ rung der im Rauch enthaltenen geschmacksbildenden Komponenten begleitet ist. Die gewünschte hohe Verringerung des CO-Gehalts des Rauches erforderte daher eine so hochgradige Verdünnung durch Luft, daß der Rauch in unannehmbarer Weise an Geschmack leidet.

Aus der US-PS 2,819,720 ist ein Zigarettenfilter bekannt, bei dem zwei Filterelemente durch einen Hohlraum voneinander getrennt sind. In dem Hohlraum vermischt sich der Rauch mit Umgebungsluft, die durch seitliche Ventilationslöcher in den Hohlraum eintritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Zigarettenfilter anzugeben, das den CO-Gehalt ohne übermäßige Geschmackseinbuße herabzusetzen gestattet.

Diese Aufgabe wird durch einen Zigarettenfilterstab der ein­ gangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein Zigarettenfilterstab gemäß der Erfindung enthält also einen Stopfen aus Tabakrauchfiltermaterial, eine mit diesem in Längsrichtung fluchtende rohrförmige Wand, die sich bis zu dem mundseitigen Ende des Filterstabes erstreckt, und eine den Stopfen sowie die rohrförmige Wand umgebende Umhüllung, so daß der Filterstab einen Hohlraum aufweist, der sich von dem Filtermaterialstopfen bis zum mundseitigen Ende des Stabes erstreckt.

Die Umhüllung oder die Umhüllung und die rohrförmige Wand ermöglichen, wenn bei der Verwendung des Filterstabes an diesem gezogen wird, den Eintritt von äußerer Luft von der Seite in den Hohlraum hinein.

Bei manchen Ausführungsformen erstreckt sich die rohrför­ mige Wand oder das rohrförmige Bauteil bis zum Filter­ materialstopfen und besteht aus einem porösen, luftdurch­ lässigen Material, z. B. Tabakrauchfiltermaterial, und die umgebende Umhüllung ist perforiert und/oder aus einem von Natur aus luftdurchlässigen Material; das rohrförmige Bauteil kann statt dessen auch aus einem von Natur aus luftundurchlässigen Material (z. B. aus einer Kunststoff- oder Papphülse) bestehen, das durchgehende Löcher hat und die umgebende Umhüllung kann dann aus einem luft­ durchlässigen Material bestehen und/oder Perforationen, die mit den Löchern in dem rohrförmigen Bauteil kommuni­ zieren, aufweisen. Wenn das rohrförmige Bauteil oder die rohrförmige Wand aus einem luftdurchlässigen Material be­ steht, kann sie außerdem noch durchgehende Löcher auf­ weisen, um das seitliche Eintreten äußerer Luft zu er­ leichtern.

Bei anderen Ausführungsformen hat die rohrförmige Wand oder das rohrförmige Bauteil in Längsrichtung einen Ab­ stand von dem Filtermaterialstopfen und die Umhüllung ermöglicht das seitliche Eintreten von äußerer Luft durch die Umhüllung in den Raum zwischen dem Stopfen und dem rohrförmigen Bauteil. In diesem Falle kann das rohrförmi­ ge Bauteil undurchlässig sein, so daß die gesamte Venti­ lation direkt in den genannten Zwischenraum erfolgt, oder die Umhüllung und die rohrförmige Wand können wie bei den oben als erstes beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein und ein gewisses Eintreten von äußerer Luft durch die Umhüllung und das rohrförmige Bauteil gestatten. Wie in allen Ausführungsformen kann die Umhüllung perforiert sein und/oder aus einem von Natur aus luftdurchlässigen Mate­ rial bestehen, wo ein seitliches oder radiales Hindurch­ treten der Luft erwünscht ist.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen des vor liegen­ den Filterstabes werden bei Verwendung in einer Filter­ zigarette gewöhnlich an dem umhüllten Tabak durch eine Spitzenumhüllung befestigt sein; die Spitzenumhüllung wird normalerweise aus einem im wesentlichen luftundurch­ lässigen Material bestehen, das in dem Bereich, in dem sie das rohrförmige Bauteil und/oder einen etwaigen Zwischenraum zwischen dem Stopfen und dem rohrförmigen Bauteil umgibt, eine Perforation aufweist.

Bei den Filterstäben gemäß der Erfindung tritt gewöhn­ lich im wesentlichen keine äußere Luft von der Seite her in den Filtermaterialstopfen ein. Die äußere Luft, die seitlich in den Hohlraum eintritt, kann die einzige Ver­ dünnungsluft oder Ventilation sein, die bei der Verwen­ dung der vorliegenden Filterstäbe durch die Kombination aus dem Stopfen, dem rohrförmigen Bauteil und der Um­ hüllung geliefert wird. Bei Filterzigaretten, die einen Filterstab gemäß der Erfindung enthalten, ist das den Tabakstab umgebende Zigarettenpapier vorzugsweise im wesentlichen luftundurchlässig, so daß die Luftverdünnung oder Ventilation beim Rauchen im wesentlichen nur durch den Filterstab erfolgt; wenn das Zigarettenpapier in nennenswertem Ausmaße luftdurchlässig ist, kann sich näm­ lich der Grad der Luftverdünnung und der CO-Entfernung beim Rauchen der Zigarette zwischen dem ersten und dem letzten Zug in untragbarer Weise ändern und der Rauch der ersten Züge kann dabei einen untragbar niedrigen Geschmacks­ stoffgehalt aufweisen.

Die verschiedenen Abmessungen der vorliegenden Filter­ stäbe (z. B. die Länge des Stopfens und des rohrförmigen Bauteils sowie eines etwaigen Zwischenraumes zwischen diesen, und die Dicke des rohrförmigen Bauteils) sowie die Struktur und Zusammensetzung der Komponenten kann den geforderten Eigenschaften, z. B. Druckabfall, Grad der Luftverdünnung, Filterwirkungsgrad, entsprechend gewählt werden; die Filtereigenschaften werden vorzugsweise ent­ sprechend den Eigenschaften des umhüllten Tabakstabes gewählt, mit dem das Filter verwendet werden soll, so daß sich eine Filterzigarette mit den geforderten Rauch­ eigenschaften ergibt.

Bei den vorliegenden Filterstäben ist die Anordnung vor­ zugsweise so getroffen, daß der überwiegende Teil (am vorteilhaftesten der weitaus überwiegende Teil, d. h. im wesentlichen der ganze) des durch die Kombination aus dem Filterstopfen und dem rohrförmigen Bauteil verursach­ te Druckabfall durch den Filterstopfen verursacht wird und entsprechend wenig (d. h. praktisch kein) Druckabfall durch den Teil mit der rohrförmigen Wand, d. h. das rohr­ förmige Bauteil verursacht wird.

Der Filter­ hohlraum ist zum Mundende der Filterzigarette hin offen, wobei die Anordnung vorzugsweise so getroffen ist, daß der über­ wiegende Teil oder praktisch der ganze Druckabfall am Filter stromaufwärts (d. h. zum Tabakstab hin) von dem Bereich, wo die Außenluft von der Seite in den Hohlraum eintritt, d. h. wo der Filter- und der Tabakstab durch eine Spitzenumhüllung, die Ventilationsperforationen auf­ weist, verbunden sind, wobei letztere vorzugsweise Strom abwärts vom Stopfen angeordnet sind, auftritt. Bei sol­ chen Filterzigaretten gemäß der Erfindung, insbesondere solchen, bei denen praktisch der ganze Druckabfall am Filter stromaufwärts von dem Ventilationsbereich statt­ findet, kann die Teerabgabe mehr durch Luftverdünnung als durch mechanische Filtration verringert werden. Die bekannten konventionellen Filter, die für einen niedri­ gen mechanischen Filtrierungswirkungsgrad mit hoher Luft­ verdünnung ausgelegt sind, weisen den schweren Nachteil auf, daß sie einen zu niedrigen Druckabfall erzeugen, was für den Raucher enttäuschend und unannehmbar ist. Bei der vorliegenden Filterzigarette mit dem Stopfenteil beim Tabakstab und der Öffnung des Hohlraumes beim Mund ende können dagegen hohe Ventilationsgrade bei annehm­ barem Gesamtdruckabfall und einem gewünschten niedrigen Rückhaltegrad (mechanischer Filterung) erreicht werden. Die mit hoher Verdünnung und niedriger Rückhaltung ar­ beitenden Filterzigaretten gemäß der Erfindung, bei denen der Hohlraum der Filterspitze am Mundende offen ist, können niedrigere CO/Teer-Werte aufweisen, als sie mit den konventionellen Filtern erreicht werden können. Mit den Filtern gemäß der Erfindung, bei denen sich die Öff­ nung des Hohlraumes am Mundende befindet, kann ein an­ sprechendes Aussehen sowohl vor dem Rauchen als auch nach Beendigung des Rauchens erreicht werden; wenn der Rauch durch den Hohlraum aus diesem herausströmt, bleibt das Material des rohrförmigen Bauteils während des Rauchens im wesentlichen unverfärbt und behält daher sein ursprüng­ liches sauberes Aussehen.

Die Filterstäbe gemäß der Erfindung werden normalerweise kontinuierlich in fortlaufenden Stücken hergestellt, die dann auf die für die Handhabung und den Gebrauch erfor­ derlichen endgültigen Längen zugeschnitten werden. Bei der Herstellung von Filterzigaretten wird normalerweise ein Filterstab doppelter Länge zwischen zwei Tabakstäbe ein­ gefügt und mit diesen durch die Spitzenumhüllung verbun­ den; die so erhaltene Anordnung wird dann in der Mitte zertrennt, so daß sich zwei Filterzigaretten ergeben; der anfänglich hergestellte kontinuierliche oder endlose Stab wird normalerweise in Stücke mehrfacher (z. B. sechs­ facher) Länge zertrennt, die dann an den Filterzigaretten­ hersteller geliefert werden, welcher diese mehrere Filter­ einheiten enthaltenden Stücke in die Einheiten doppelter Länge zerschneidet um sie in der oben erwähnten Weise weiterzuverarbeiten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auch auf die endlos hergestellten Stäbe aus alternierenden Stopfen und rohrförmigen Bauteilen mit der sie umgebenden Umhüllung und die Stäbe mehrfacher, z. B. doppelter Länge, die aus diesen endlosen Stäben dadurch erhalten werden, indem man erstere in den die Stopfen und/oder die rohrförmigen Bauteile enthaltenden Abschnitten quer zerschneidet. Die Stopfen und rohrför­ migen Bauteile oder Abschnitte können aneinander angrenzen oder in Längsrichtung beabstandet sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 und 2 vereinfachte Schnittansichten von Filterzigaretten mit Filtern gemäß der Erfindung, bei denen der Filterhohlraum zum Mundende der Zigarette hin offen ist.

In den Figuren sind gleiche Komponenten mit gleichen Be­ zugszeichen bezeichnet, die Figuren sind jedoch nicht maßstäblich.

Die in Fig. 1 dargestellte Filterzigarette enthält einen gewöhnlichen Tabakstab 2, der von konventionellem, im wesentlichen luftundurchlässigen Zigarettenpapier 4 um­ hüllt und mit einem Filter 6 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch eine konventionelle Spitzenumhüllung 8 aus im wesentlichen luftundurchlässigen Papier verbunden ist. Das Filter 6 enthält einen Stopfen 10 aus Tabakrauch­ filtermaterial, der an eine rohrförmige Wand oder ein rohrförmiges Bauteil 12 aus Tabakrauchfiltermaterial an­ grenzt und mit diesem durch eine luftdurchlässige Um­ hüllung 14 verbunden ist. Der Stopfen 10 kann irgendein konventionelles Rauchfilterelement sein und z. B. aus gewelltem Papier oder Zelluloseacetatfasern, die an den Berührungspunkten miteinander verbunden sind (Acetatkabel), bestehen, und das getrennte rohrförmige Bauteil 12 kann in ähnlicher Weise aus Rauchfiltermaterial hergestellt sein. Die Spitzenumhüllung 8 weist eine ringförmige Per­ foration auf, welche das rohrförmige Bauteil 12 in Um­ fangsrichtung umgibt und Ventilationslöcher 16 bildet, durch die beim Rauchen, wenn an der Filterzigarette ge­ zogen wird, Außenluft durch die Umhüllung 14 und das rohr­ förmige Bauteil 12 in einen durch das rohrförmige Bauteil gebildeten Hohlraum 18 gezogen wird.

Der Stopfen 10 kann z. B. aus verbundenen Zelluloseacetat­ fasern (Acetatkabel) bestehen und gemäß den Lehren der GB-PS 1 169 932 hergestellt sein; das rohrförmige Bauteil kann aus dem gleichen Material bestehen und beispielsweise so hergestellt sein, wie es in der oben erwähnten GB- Patentschrift beschrieben ist, wobei sich jedoch ein mittiger Dorn durch die Bohrung der Dampfkammer erstreckt, oder so, wie es in der GB-PS 970 8.17 beschrieben ist. Das rohrförmige Bauteil 12 kann, obwohl es aus einem von Natur aus luftdurchlässigen Material besteht, seitliche oder radiale Perforationen 20 aufweisen, wie es strichpunktiert angedeutet ist, um die Luftverdünnung zu erleichtern; solche Löcher sind für das Ziel der vorliegenden Erfindung wesentlich, wenn das rohrförmige Bauteil 10 aus einem von Natur aus undurchlässigen Material besteht, wie es bei anderen Ausführungsformen der dargestellten Struktur der Fall sein kann.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 darin, daß der Filterstopfen 10 und das rohrförmige Bauteil 12 durch einen Zwischenraum 22 ge­ trennt sind, wobei die Perforationen 16 in der Umhüllung 8 einen Ring um diesen Zwischenraum bilden. Die Länge des Filterstopfens 10 kann beispielsweise etwa 10 mm betragen, die des Zwischenraumes 22 etwa 5 mm und die des rohrförmi­ gen Filterelements oder Bauteils 12 etwa 15 mm, und der Stopfen, das rohrförmige Filterelement und die Spitzen­ umhüllung können aus den in Verbindung mit Fig. 1 erwähnten Materialien bestehen.

In jedem Falle kann der dem umhüll­ ten Tabakstab 2 benachbarte Stopfen verhältnismäßig wenig teilchenförmige Substanz zurückhalten, jedoch praktisch den ganzen Druckabfall am Filter verursachen, und die Luftverdünnung durch die Perforationen 16 in den Hohlraum 18 findet zur Gänze stromabwärts vom Stopfen 10 statt, so daß ein hohes Maß an Luftverdünnung und eine geringe mechanische Zurückhaltung bei einem annehmbar hohen Gesamtdruckabfall erreicht werden kann.

Eine Luftdurchlässigkeit von nD bedeutet hier eine Luft­ durchlässigkeit von n × 1000 ml/Minute/10 cm²/100 mm WS Druck und wird durch Messung des Druckes p in mm Wasser­ säule bestimmt, der durch eine Strömung von 1050 ml Luft/ Minute durch 10 cm² Papier erzeugt wird, wobei die Luft­ durchlässigkeit gemäß der folgenden Gleichung errechnet wird:
Luftdurchlässigkeit = 1050 × 0.1/p

Claims (3)

1. Zigarettenfilterstab mit einem Stopfen (10) aus Tabakrauch-Filtermaterial, ferner mit einem rohrförmigen Element (12), das mit dem Stopfen (10) fluchtet, und mit einer den Stopfen (10) sowie das rohrförmige Element (12) umgebenden Umhüllung (14), dadurch gekennzeichnet,
daß das rohrförmige Element (12) an dem für die Mundseite vorgesehenen Ende des Filterstabes angeordnet ist, und daß zur Einführung von Ventilationsluft in das rohrförmige Element (12)

• - die Umhüllung (14) aus einem luftdurchlässigen Material besteht und/oder perforiert ist und
• - das rohrförmige Element (12) an den Stopfen (10) angrenzt und luftdurchlässig ist.

2. Zigarettenfilterstab mit einem Stopfen (10) aus Tabakrauch-Filtermaterial, ferner mit einem rohrförmigen Element (12), das mit dem Stopfen (10) fluchtet, und mit einer den Stopfen (10) sowie das rohrförmige Element (12) umgebenden Umhüllung (14) dadurch gekennzeichnet,
daß das rohrförmige Element (12) an dem für die Mundseite vorgesehenen Ende des Filterstabes angeordnet ist, und daß zur Einführung von Ventilationsluft in das rohrförmige Element (12)

• - die Umhüllung (14) aus einem luftdurchlässigen Material besteht und/oder perforiert ist und
• - das rohrförmige Element (12) mit axialem Abstand vom Stopfen (10) angeordnet ist, wobei Ventilationsluft dann durch die aus luftdurchlässigem und/oder perforiertem Material bestehende Umhüllung (14) in einen Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Element und dem Stopfen eintritt.

3. Mehrfach-Zigarettenfilterstab, der mehrere Abschnitte enthält, die jeweils einen Zigarettenfilterstab gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 bilden.