CH658977A5 - Zigarettenfilter. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Filter für Zigaretten. Gemäss einem Gesichtspunkt betrifft sie ein Filter mit einem strö-mungsrichtenden Ablenkkörper am Mund- oder Auslassende eines Filters. Gemäss einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Filter für eine Zigarette mit einem Mittel, um die Strömung des das Filter verlassenden Rauchs in eine Richtung, im allgemeinen in einem vom Mundende des Filters nach aussen gerichteten Winkel, zu richten. Gemäss einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Zigarettenfilter der beschriebenen Klasse mit darin ausgebildeten Ventilationsluft-richtenden Rillen, um ventilierende Luft zum Mundende des Filters zu richten.

Bei der Herstellung von Filtern für Zigaretten, die zur Kategorie mit niedrigen und äusserst niedrigen Teergehalten (1 bis 10 mg) gehören, wird bei den meisten Filtern eine grosse Menge ventilierender Luft verwendet, die in das Filter eingeführt wird, um den Teer im Rauchstrom durch Verdünnung zu verringern. Bei den meisten der im Handel erhältlichen Produkte wird der Rauch im Zentrum des Filters konzentriert und tritt während des Rauchzuges horizontal oder in Längsrichtung in den Mund des Rauchers ein, ohne dass viele der «Geschmacksknospen» berührt werden, wobei somit nur sehr wenig Geschmack vermittelt wird.

Es wurden spezielle Filterarten für Zigaretten vorgeschlagen, bei denen die Filter mit Mitteln versehen sind, um den Strömungsverlauf des hindurchgehenden Rauchstroms zu ändern, in der Erwartung, die Wirksamkeit des Filters zu verbessern. Die US-PSen 2 833 289 und 3 496 945 geben Beispiele für Filter, welche die Einschränkung des Rauchstroms in dem Filter lehren, wobei dann der Rauch kurz vor dem Austritt aus dem Filter an dessen Mundende mit ventilierender Luft vermischt wird. Ein weiteres Beispiel ist die US-PS 2 849 005, welche ein auf dem belichteten Ende des Filters gebildetes Patentbild eines Emblems lehrt, das durch den während der Anwendung hindurchtretenden Rauch entwik-kelt wird. Es sind viele andere Beispiele zum Vermischen von Rauch mit ventilierender Luft in der Technik bekannt, das Konzept, den Rauch vom Zentrum abzulenken, sowie er das Filter verlässt, wird jedoch nicht beschrieben. Die I-PS 655 251 beschreibt einen Ablenkkörper in Form einer Scheibe am Auslassende eines Filters. Die US-PS 4 256 122 beschreibt schliesslich die Anwendung des Vermischens ventilierender Luft in getrennten Kanälen entlang der Aussen-oberfläche und des Mischens mit dem austretenden Rauch im Zentrum des Filters im Mund des Rauchers.

Die vorliegende Erfindung schafft in vorteilhafter Weise eine einfache Anordnung eines Filters für eine Zigarette, welches in einer Form mit geringer bis mässiger Filterwirksamkeit normalen Zigarettendruckabfall erzielt. Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Zigarettenfilter, um den Strom des das Filter verlassenden Rauchs in eine im allgemeinen winkelförmige Auswärtsrichtung vom Mundende des Filters zu richten. Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Filter für eine Zigarette unter Anwendung eines

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Ablenkkörpers auf dem Mundende des Filters, um den Rauchstrom in eine im allgemeinen winkelförmige Auswärtsrichtung zu richten. Die vorliegende Erfindung schafft ebenfalls ein Ventilations-Zigarettenfilter unter Anwendung von Rillen in dem Filterstab und eines Ablenkkörpers am Mundende des Filters.

Zahlreiche andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung offensichtlich.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Filter für eine Zigarette, umfassend einen porösen Filterstab mit zylindrischer Konfiguration und entgegengesetzten Einlass- und Auslassenden; und ein im allgemeinen konisch geformtes, strömungsrichten-des Mittel am Auslassende des Filterstabs, das in der allgemeinen Richtung des Rauchstroms durch den Filterstab divergiert, um den das Mundende des Filters verlassenden Rauch in eine im allgemeinen winkelförmige Auswärtsrichtung zum Filter zu richten.

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung; es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsge-mäss bevorzugten Filters, das an eine Zigarette mit der Verschlussumhüllung und dem Mundstückmaterial, in aufgewickeltem Zustand gezeigt, angebracht ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Filters gemäss Fig. 1 entlang der Linien 2—2;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines anderen, erfin-dungsgemäss bevorzugten Filters, das an eine Zigarette angebracht ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht des Filters gemäss Fig. 3 entlang der Linien 4—4;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines anderen, erfin-dungsgemäss bevorzugten Filters, das an eine Zigarette angebracht ist; und

Fig. 6 eine Schnittansicht des Filters gemäss Fig. 5 entlang der Linien 5—5.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Filter 10 gezeigt, das an eine Zigarettensäule 12 mit einem Mundstückpapier oder -material 14 angebracht ist. Das Filter 10 umfasst einen Filterstab 16 aus Celluloseacetat oder jedes andere aus faserförmigen oder geschäumten Materialien für Tabakrauch hergestelltes Filter, wie in der Technik bekannt, der mit einem Umhüllungsmaterial 18, allgemein als Verschlusshülle bezeichnet, umgeben ist. Der Filterstab 16 hat im allgemeinen eine zylindrische Konfiguration mit entgegengesetzten Einlass- und Auslassenden. Die Verschlusshülle 18 kann porös oder nichtporös sein, ebenso kann die Verschlusshülle Aussen-oberflächen aus geschäumtem Material, die mit dem Filterelement integriert sind, umfassen, sowie ein Umhüllungsmaterial, das nicht mit dem Filterverschluss integriert ist. Weiterhin muss es bei Verwendung einiger Filtermaterialien nicht gerade notwendig sein, eine Verschlusshülle zu verwenden. Bei den meisten herkömmlichen Zigaretten mit geringem und sehr geringem Teergehalt ist die Verschlusshülle 18 porös und das Mundstückmaterial 14 mit einer Vielzahl von Ventilationsluftöffnungen 17 darin versehen, um ventilierende Luft in das Filterelement 16 einzulassen, um den hindurchtretenden Rauchstrom zu verdünnen.

Auf dem Mundende oder Rauchauslassende des Filters 10 befindet sich eine Stau- oder Ablenkeinrichtung 19, die im allgemeinen zentral zum Filterstab 16 angeordnet und darin eingelagert ist. Wie gezeigt, ist die Ablenkeinrichtung 19 im allgemeinen konisch geformt und mit ihrer konisch geformten Wand 20 divergierend in der Hauptrichtung des Rauchstroms durch den Filterstab angeordnet, um den das Filter verlassenden Rauch in eine im allgemeinen winkelförmige Auswärtsrichtung vom Mundende des Filters zu richten. Bei den meisten Zigaretten und insbesondere bei denen der Reihe mit niedrigen und sehr niedrigen Teergehalten tritt nahe658 977

zu der gesamte, das Filter verlassende Rauch in einem längsgerichteten Strom am Zentrum aus, wobei sehr wenig an der Peripherie austritt. Um eine Beschränkung des Strömungsverlaufs am Mundende des Zigarettenfilters zu erzeugen, so dass der Rauch nicht in Längsrichtung, sondern im allgemeinen winkelförmig nach aussen von der Peripherie des Filters abgelenkt wird, ist die Stau- oder Ablenkeinrichtung 19 vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 2 ist die Ablenkeinrichtung beispielsweise hergestellt aus einem überwiegend rauchundurchlässigen Material und ist am Zentrumsbereich des Mundendes oder Auslassendes des Filterstabs angeordnet, um den Zentrumsbereich im wesentlichen rauchundurchlässig zu machen. Das Basisende 21 des konischen Ablenkkörpers 19 bedeckt gewöhnlich 10 bis 80% der Querschnittsfläche des Filters. Es hat sich gezeigt, dass bei Zugabe einer grossen Menge ventilierender Luft zum Rauchstrom in dem Filter, wobei der Rauch beträchtlich verdünnt wird, das Basisende 21 des Ablenkkörpers umso grösser sein muss, um diese seitliche oder turbulente Bewegung des das Filter verlassenden Rauchstroms zu erhalten.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen einen festen Ablenkkörper 29 aus Kunststoff. Der Ablenkkörper 29 umfasst einen zentral angeordneten, im allgemeinen konisch geformten Abschnitt 30, der in den Filterstab 16 eingelagert und mit seiner konisch geformten Wand divergierend in der Hauptrichtung des Rauchstroms durch das Filterelement 16 angeordnet ist. Der Ablenkkörper 29 umfasst, wie veranschaulicht, einen umlaufenden Flansch 31, der sich in einem Winkel ausserhalb der Peripherie des Basisendes 32 des konisch geformten Abschnitts 30 erstreckt. Das Basisende 32 und der umlaufende Flansch 31 bedecken im wesentlichen das gesamte Auslass- oder Mundende des Filterelements 16 und sind in das Filterelement 16 eingelagert. Eine Vielzahl von Öffnungen 33 ist umlaufend zur Peripherie des konischen Abschnitts 30 des Ablenkkörpers 29 durch den umlaufenden Flansch 31 vorgesehen, um Mittel zum Herauslassen des Rauchs zu schaffen. Vorzugsweise ist jede der Öffnungen 33 mit der Längsachse der Öffnungen 33 in einem Winkel zur Längsachse des Filterelements 16 ausgerichtet und weggeneigt von der Längsachse des Filterelements in der Hauptrichtung des hindurchgehenden Rauchstroms. Wie gezeigt, ist jede der Öffnungen 33 in einem Winkel, der im allgemeinen der Neigung des konisch geformten Abschnitts 30 entspricht, geneigt.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Filter 110 gezeigt, das durch ein Mundstückpapier oder -material 114 an eine Zigarettensäule 112 angebracht ist. Das Filter 110 umfasst einen Filterstab 116 aus Celluloseacetat oder jedes andere, aus faserför-migem oder geschäumtem Material für Tabakrauch hergestelltes Filter, wie in der Technik bekannt, der mit einem Umhüllungsmaterial 118, im allgemeinen als Verschlusshülle bezeichnet, umgeben ist. Der Filterstab 116 besitzt im allgemeinen eine zylindrische Konfiguration mit entgegengesetzten Einlass- und Auslassenden. Die Verschlusshülle 118 ist luftundurchlässig und das Mundstückmaterial 114 luftdurchlässig. Das Mundstückmaterial kann porös oder, wie gezeigt, nichtporös und mit einer Vielzahl von Ventilations-Luftöffnungen 117 hierdurch versehen sein.

Das Filter 110 umfasst weiterhin eine Vielzahl von Rillen 122, die in der luftundurchlässigen Verschlusshülle 118 ausgebildet und in den Filterstab 116 eingelagert sind. Jede der Rillen 122 ist an einem ihrer Enden 124 zum Mundende des Filterstabs 116 des Filters 110 hin offen und erstreckt sich hiervon allgemein in Längsrichtung des Filterstabs 116 über eine Distanz, die kürzer als die Länge des Filterstabs 116 ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind vier Rillen 122 in gleichem Abstand voneinander um den Umfang des Filterstabs 116 herum unterteilt.

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Der umhüllte Filterstab 116 ist an die Zigarettensäule 112 durch das Mundstückmaterial 114, welches den mit der Umhüllung bedeckten Filterstab 116 umgibt, angebracht, um eine Filterzigarette zu bilden. Wie bereits früher erwähnt, ist das Mundstückmaterial 114 luftdurchlässig, so dass ventilierende Luft durch und in die Rillen 122 strömt. Zu diesem Zweck stehen die Ventilations-Luftöffnungen 117 in dem Mundstückmaterial 114 mit den Rillen 122 in dem umhüllten Filterstab 116 in Verbindung, um einen ventilierenden Luftstrom in die Rillen 122 vorzusehen. Die ventilierende Luft strömt nicht in den Filterstab 116 infolge der luftundurchlässigen Verschlusshülle 118, so dass ebenso vom Filterstab 116 in die Rillen 122 kein Rauch strömt. Somit strömt nur ventilierende Luft in die Rillen 122.

Am Mundende oder Rauchauslassende des Filters 110 ist eine Stau- oder Ablenkeinrichtung 119 angeordnet. Die Ablenkeinrichtung 119 ist im allgemeinen zentral innerhalb des Filterstabs 116 angebracht. Wie gezeigt, besitzt der Ablenkkörper 119 im allgemeinen eine konische Form und ist mit seiner konisch geformten Wand 120 divergierend in der Hauptrichtung des Rauchstroms durch den Filterstab 116 positioniert, um den das Filter verlassenden Rauch in eine im allgemeinen winkelförmige Auswärtsrichtung vom Mundende des Filters zu richten. Das Basisende des konischen Ablenkkörpers 119 bedeckt gewöhnlich etwa 10 bis 30% der Querschnittsfläche des Filters. Es ist zu beachten, dass die optimale Basisfläche von der Grösse der Rillen, der Geschwindigkeit des durch die Rillen strömenden Fluids sowie der Anzahl von Rillen abhängen wird. Wie im Zusammenhang des Filters gemäss den Fig. 1—2 und 3—4 erörtert, kann der Ablenkkörper 119 aus einem im wesentlichen rauchundurchlässigen Material, wie Kunststoff, hergestellt sein. Wie jedoch in den Fig. 5 und 6 gezeigt, umfasst die Ablenkeinrichtung eine in dem Filtermaterial des Filterstabs 116 ausgebildete Vertiefung, wobei deren konische Wand 5 120 rauchundurchlässig gemacht wurde, beispielsweise durch Wärmebehandlung oder chemische Behandlung, um die Poren des Filtermaterials zu versiegeln. Beispiele verschiedener, für diesen Zweck geeigneter Chemikalien sind Äthylcellulose, Natrium-CMC und Methylcellulose. io Wenn ein Raucher beim Rauchen der Zigarette am Mundende des Filters zieht, wird ventilierende Luft durch die Ventilations-Luftöffnungen 117 in dem Mundstückmaterial 114 in die Rillen 122 hineingezogen und wandert entlang der Rillen direkt zu den offenen Enden 124 der Rillen am 15 Mundende des Filterstabs 116. Gleichzeitig wird Rauch durch den Filterstab 116 gezogen. Die Ablenkeinrichtung 119 erzeugt eine Beschränkung des Strömungsverlaufs am Mundende des Filters, so dass der Rauch im allgemeinen winkelförmig nach aussen von der Peripherie des Filters ab-20 gelenkt wird, im allgemeinen in die Bahn der die offenen Enden 124 der Ventilationsrillen 122 verlassenden, ventilierenden Luft. Streu- bzw. Wirbelströme, die in den ventilierenden Luftströmen, welche die offenen Enden 124 der Rillen 122 verlassen, gebildet werden, dispergieren den Rauch im 25 Mund des Rauchers, um den empfundenen Geschmack der Zigarette zu steigern.

Zwar ist die allgemein konische Form der Ablenkkörper als rechter, kreisförmiger Konus veranschaulicht, diese kann jedoch selbstverständlich beispielsweise auch stumpf oder 30 halbkugelförmig sein.

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3 Blatt Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Filter für eine Zigarette, gekennzeichnet durch einen porösen Filterstab (16,116) mit zylindrischer Konfiguration und entgegengesetzten Einlass- und Auslassenden; und ein im allgemeinen konisch geformtes, strömungsrichten-des Mittel (19,29,119) am Auslassende des Filterstabs (16, 116), das in der allgemeinen Richtung des Rauchstroms durch den Filterstab (16,116) divergiert, um den das Mundende des Filters verlassenden Rauch in eine im allgemeinen winkelförmige Auswärtsrichtung zum Filterstab (16,116) zu richten.
2. 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das strömungsrichtende Mittel (19,29,119) ein Mittel, das eine in dem Auslassende des Filterstabs (16,116) gebildete Vertiefung definiert, und ein Mittel, das die Wand (20,120) rauchundurchlässig macht, umfasst.
3. 3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das strömungsrichtende Mittel (19,29,119) ein in dem Mundende des Filterstabs (16,116) eingelagerter Ablenkkörper (19,29,119) ist.
4. 4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisende (21,32,124) des konischen Ablenkkörpers (19,29,119) 10 bis 80% der Querschnittsfläche des Filterstabs (16,116) bedeckt.
5. 5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im allgemeinen konische, strömungsrichtende Mittel (19, 29,119) zentral zum Filterstab (16,116) angeordnet ist.
6. 6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im allgemeinen konisch geformte, strömungsrichtende Mittel (19,29,119) einen konisch geformten Abschnitt (30) und einen umlaufenden Flansch (31), der sich im allgemeinen winkelförmig nach aussen zu der Peripherie des Basisendes (32) des konisch geformten Abschnitts (30) erstreckt, wobei das Basisende (32) und der umlaufende Flansch (31) im wesentlichen das Mundende desporösen Filterstabs (16) bedecken, sowie eine Vielzahl von Öffnungen (33), die umlaufend zu dem konischen Abschnitt (30) durch den umlaufenden Flansch (31) angeordnet sind, umfasst.
7. 7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse jeder der Öffnungen (33) von der Längsachse des Filterstabs (16) in der Hauptrichtung des Rauchstroms durch den Filterstab (16) weg geneigt ist.
8. 8. Filternach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (33) zur Längsachse des Filterstabs (16) in einem Winkel geneigt sind, der im allgemeinen der Neigung des konisch geformten Abschnitts (30) entspricht.
9. 9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Filterstabumhüllung (18,118) umfasst, die sich in Längsrichtung des Stabs (16,116) erstreckt und diesen umgibt und die entgegengesetzten Enden in einer Durchströmungsbeziehung zurücklässt.
10. 10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Filterstabumhüllung (18,118) rauchundurchlässig ist.
11. 11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (18,118) weiterhin mit mindestens einer Rille (122), die in den Filterstab (16,116) eingelagert ist, ausgebildet ist, wobei diese Rille (122) am Auslassende des Filterstabs (16,116) offen ist und sich von hieraus im allgemeinen in Längsrichtung des Filterstabs (16,116) über eine Distanz, die kürzer als die Länge des Filterstabs (16,116) ist, erstreckt.
12. 12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisende (124) des konischen Ablenkkörpers (119) 10 bis 30% der Querschnittsfläche des Filters bedeckt.
13. 13. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Filterstabumhüllung (18,118) luftdurchlässig ist.
14. 14. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    dass der Filterstab (16,116) weiterhin mit mindestens einer Rille (122), die in den Filterstab (16,116) eingelagert ist, ausgebildet ist, wobei diese Rille (122) am Auslassende des Filterstabs (16,116) offen ist und sich im allgemeinen in Längsrichtung des Filterstabs (16,116) über eine Distanz, die geringer als die Länge des Filterstabs (16,116) ist, erstreckt, und wobei die eingelagerte Wand (120) rauchundurchlässig ist.