DE3504014C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter der im Ober­ begriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Ein derartiger Filter ist aus der DE-OS 31 50 078 bekannt. Der Kanal des bekannten Filters ist als Blindkanal ausge­ bildet, der sich beispielsweise in Fig. 1 vom mundseitigen Ende um eine Länge in den Filterstab hineinerstreckt, die kürzer ist als der Filterstab. Sowohl der Kanal als auch die Rillen für die Belüftungsluft treten in der gleichen senk­ rechten Ebene aus dem Filterstab aus, da das Ende des Filter­ stabes auch das Ende des gesamten Filters ist. Dadurch er­ gibt sich beim Übertritt vom Filter in den Mund des Rauchers eine Strömung, die aus einem mittigen Strahl aus weniger gefiltertem Rauch mit hoher Geschwindigkeit besteht, der von einer Strömung stärker gefilterten Rauches mit ge­ ringerer Geschwindigkeit umgeben ist, wobei außen um den Strom gefilterten Rauches mit geringer Geschwindigkeit peripher verteilt Luftstrahlen mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit in den Mund des Rauchers eintreten. Alle Strömungen vermischen und verwirbeln sich erst innerhalb des Mundes des Rauchers.

Die DE-OS 31 43 965 beschreibt zum Beispiel in Fig. 5 einen Filter, bei dem ebenfalls das mundseitige Ende des Filterstabes das mundseitige Ende des gesamten Filters bildet. In der Mitte des Filterstopfens ist ein relativ großer Rauchdurchgangskanal angeordnet, durch den unge­ filterter Rauch in den Mund des Rauchers einströmt. Auf der Außenseite des Filterstopfens sind Rillen für Be­ lüftungsluft vorgesehen, die an keinem der beiden Enden des Filterstopfens offen sind, d. h. im Abstand zum tabak­ seitigen Ende beginnen und im Abstand zum mundseitigen Ende enden. Die ansonsten luftundurchlässig ausgebildete Wandung der Rillen weist in der Nähe des mundseitigen Endes eine Öffnung auf, die die Belüftungsluft radial in den Fil­ terstopfen einleiten. Am mundseitigen Ende des Filter­ stopfens tritt somit eine Strömung aus, die aus einem mittleren, scharfen und relativ dicken Strömungsstrahl aus ungefiltertem Rauch besteht, der von einer mehr oder weniger ringförmigen Luftströmung mit kleineren Antei­ len an mitgerissenem bzw. durch das Filtermaterial zwischen den Rillen hindurchgetretenem, gefilterten Rauch umge­ ben ist. Dabei wird die ringförmige Strömung eine etwas geringere Geschwindigkeit aufweisen als die Kernströ­ mung, da die Luft bei Durchtritt durch das Filterma­ terial etwas abgebremst wird.

Die US-PS 35 03 406 beschreibt eine Filterzigarette, auf deren Filter eine Hülse aufgesetzt wurde, mit deren Hilfe die Strömungsverhältnisse beim Austritt aus der Zigarette vom Raucher selbst vorgewählt werde können. Dabei sind zwei gelochte Kontrollelemente vorgesehen, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt bzw. gegeneinander verdreht werden können. Am mundseitigen Ende der Hülse ist eine Vertiefung vorgesehen, die durch eines der Kontrollelemente begrenzt wird. Am Umfang der Hülse sind Belüftungsperforationen vor­ gesehen, die durch Drehen der Hülse mit entsprechenden Be­ lüftungsperforationen im Filter in Übereinstimmung gebracht werden können. In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12a und 12b befindet sich um den Filter herum ein ring­ förmiger Spalt, der unter Umgehung des filterseitigen Kon­ trollelementes direkt auf das mundseitige Kontrollelement trifft.

Beim Rauchen der bekannten Zigarette kann die Hülse in eine Position gebracht werden, in der die beiden Kontrollelemente eng aneinanderliegen und gegeneinander verdreht sind, so daß kein Rauch durch die Kontrollelemente durchtreten kann. Beim Zug an der Zigarette mit einer derartigen Stellung der Hülse wird somit lediglich ein Luftstrom durch den ringförmigen Spalt angesaugt. In der anderen Extremstellung haben die Kontrollelemente den größtmöglichen Abstand zueinander, so daß Rauch aus der gefilterten Zigarette in vollem Strom in den Mund des Rauchers eintreten kann, wobei durch den ringförmigen Spalt Luft zugemischt wird. Zwischen diesen beiden Extremstellungen kann sich der Raucher diejenige Stellung der Hülse aussuchen, die seinem Geschmacksempfinden und Rauchverhalten am besten entspricht.

Am mundseitigen Ende der bekannten Zigarette wird somit im Normalfall ein bereits verwirbeltes, mehr oder weniger inten­ siv vermischtes Rauch-Luft-Gemisch mit einer im wesentlichen homogenen Geschwindigkeit austreten. Lediglich im Falle der größten Rauchabsperrung wird sich eine Luftströmung mit peripheren Luftstrahlen (Fig. 10) bzw. einer mehr oder weniger ringförmigen Luftströmung (Fig. 12) aufbauen, wobei im letzteren Falle durch die Richtung der Durch­ trittsöffnungen für die Luft die Ringströmung mehr oder weniger aufgelöst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter für eine Zigarette zu schaffen, bei dem am mundseitigen Ende eine Strömung austritt, die aus einer durch einen mittigen Kapillarstrahl aus ungefiltertem Rauch verwirbel­ ten Kernströmung, die überwiegend aus gefiltertem Rauch besteht, und einer im wesentlichen laminar austretenden, die Kernströmung umgebenden, einen großen Luftanteil ent­ haltenden Ringströmung besteht, wobei sich die Ringströmung mit der Kernströmung erst im Mund des Rauchers vermischt.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird auf einfache Weise erreicht, daß ungefilterter Rauch in einer scharfen Kapillarströmung mit hoher Geschwindigkeit in die Vertiefung eintritt. Gleichzeitig wird Rauch durch den Filterstab ge­ sogen und gefiltert. Der gefilterte Rauch tritt um den scharfen Kapillarstrahl mit geringerer Geschwindigkeit in die Vertiefung ein. Durch die Geschwindigkeitsunterschiede werden beide Strömungen verwirbelt und treten in verwir­ beltem Zustand aus dem Filter aus und in den Mund des Rau­ chers ein. Gleichzeitig tritt am mundseitigen Ende des Filters zumindest ein Großteil der durch die Rillen ange­ saugten Luft, zusammen mit geringen Bestandteilen gefil­ terten Rauches in einer im wesentlichen ringförmigen Strö­ mung ein. Da die ringförmige Strömung zunächst durch das Filtermaterial geleitet wird, wird sich die Geschwindigkeit etwas homogenisieren und eine Verwirbelung kaum stattfin­ den. Die Verwirbelung zwischen der bereits verwirbelt in den Mund des Rauchers eintretenden Kernströmung und der im wesentlichen laminar eintretenden Ringströmung findet dann erst im Mund des Rauchers statt. Mit dem erfindungsgemäßen Filter wird ein normaler Druckabfall für niedrig- bis hoch­ wirksame Filter erzielt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprü­ chen 2 bis 6 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Filter, und

Fig. 2 eine pespektivische Darstellung eines an einer Tabak­ säule angeordneten Filters nach Fig. 1 im Teilschnitt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Filterpfropfen 202 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Filter­ pfropfen 202 umfaßt einen Filterstab 210, der von einer nicht-porösen Umhüllung 212 umgeben ist. Der Filter­ stab 210 ist ein Zelluloseazetat-Filter oder irgendein anderer Filter aus fasrigen oder geschäumten Materialien für Tabakrauch, wie sie in der Technik bekannt sein können. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Begriff "nicht-poröse Umhüllung" sowohl mit dem Filterstab integral ausgebildete, nicht-poröse Außenflächen von geschäumtem Material als auch nicht-poröses Umhüllungs­ material, das nicht integral mit dem Filterstab aus­ gebildet ist, umfaßt. Ein kapillarer Rauch­ durchgang 213 ist konzentrisch mit der Längsachse des Filterstabes 210 ausgebildet und erstreckt sich längs von einem Ende (Tabakende) zum anderen Ende (Mundende) des Filterstabes 210. Der kapillare Rauch­ durchgang 213 kann beispielsweise eine Extrusion sein. Die Wandung des kapillaren Durchgangs 213 kann entweder durchlässig oder undurchlässig sein. Weiterhin ist der Filterpfropfen 202 mit einer Mehrzahl von darin ausge­ bildeten Rinnen 214 versehen, die sich längs vom Mund­ ende des Filterstabes 210 über eine vorgewählte Ent­ fernung erstrecken, die geringer als die Gesamtlänge des Filterstabes 210 ist. Die Filterpfropfen 202 wer­ den im allgemeinen dadurch präpariert, daß man einen Standard-Filterstab aus Zelluloseazetat oder dergleichen nimmt, diesen Filterstab mit einem nicht-porösen Um­ hüllungsmaterial umhüllt und dann den umhüllten Fil­ terstab einer Form oder anderen Behandlungsmitteln zum Ausbilden von geeigneten Rinnen in diesem Filter­ stab zuführt. Eine derartige Methode ist in der Technik als Wärme-Formverfahren bekannt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist der Filterpfropfen 202 an einer Tabaksäule oder Zigarette 3 befestigt und in Umfangsrichtung von Mundstücksmaterial 216 umhüllt, welches eine Mehrzahl von Perforationen 218 aufweist, die den Filterpfropfen 202 in Umfangsrichtung umgeben und auf die Rinnen 214 ausge­ richtet sind. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, tritt Ventilationsluft durch die Perforationen 218 im Mundstückspapier 216 ein und strömt entlang den Rinnen 214 in Richtung auf den Mund des Rauchers. Der kapillare Rauchdurchgang 213 ist so ange­ ordnet, daß der Rauch im zentralen Bereich des Filterpfropfens 202 konzentriert ist, um eine Strömung von ungefiltertem, unverdünntem Rauch auf den Mund des Rauchers zu zu richten.

Der Filterpfropfen 202 weist ferner ein koaxial angeordnetes zylin­ drisches Band 219 aus Filtermaterial am Mundende des Filterstabes 210 auf. Die Innenfläche des zylindrischen Bandes 219 definiert eine Vertiefung 224 am Mundende des Filterstabes. Das Band 219 kann aus in der Technik bekannten faserigen oder geschäumten Materialien, wie beispielsweise Zelluloseazetat, bestehen. Der Außendurchmesser des zylindrischen Filter­ bandes 219 ist allgemein gleich dem Durchmesser des Filterstabes 210. Der Innendurchmesser des zylindrischen Filterbandes 219 ist ausreichend klein, so daß die offenen Enden der Rinnen 214 am Mundende des Filter­ elementes 210 durch das Filterband 219 abgedeckt sind. Dies bedeutet, daß die Wandung des zylindrischen Bandes 219 wenigstens so dick wie eine Rinne 214 tief ist. Zu­ sätzlich ist eine durch eine dünne, im wesentlichen zylindrische Wandung 222 definierte Hülse 220 konzentrisch innerhalb des Filterbandes 219 angeordnet. Der Außen­ durchmesser der Hülsenwandung 222 ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Filterbandes 219. Die Hülse 220 ist vorzugsweise aus einem undurchlässigen Material, wie beispielsweise einem Kunststoff, herge­ stellt. Das Filterband 219 ist durch die Hülse 220 an Ort und Stelle gehalten. Das zylindrische Band 219 aus Filtermaterial ist mittels des Mundstückpapiers 216 am Filterstab 210 befestigt. Das Mundstückspapier 216 erstreckt sich über das Mundende des Filterpfropfen 202 hinaus, wobei es in Umfangsrichtung die Außenfläche des zylindrischen Bandes 219 überlappt.

Wenn die Zigarette 3 geraucht wird, strömt ungefilterter, unverdünnter Rauch in einer konzentrierten Strömung durch den kapillaren Durchgang 213 und durch die Vertiefung 224 in den Mund des Rauchers hinein. Zu gleicher Zeit strömt der größte Teil des durch den Filterstab 210 tretenden Rauches in die Vertiefung 224 und der durch den Filterstab 210 in den Bereichen zwischen benach­ barten Rinnen 214 strömende Rauch durch das zylindrische Filterband 219. Ventilationsluft strömt in den Rinnen 214 in das zylindrische Filterband 219 hinein, wo es sich zumindest teilweise mit dem ebenfalls durch das zylin­ rische Band 219 strömenden Rauch vermischt und vom Fil­ terband 219 in den Mund des Rauchers strömt.

Claims (6)

1. Filter für eine Zigarette, mit einem porösen, im wesentlichen zylindrischen Filterstab, einem koaxial zur Längsachse im Filterstab angeordneten Kanal, einer sich um den zylindrischen Umfang des Filterstabes er­ streckenden, undurchlässigen Umhüllung, die wenigstens eine in Längsrichtung in den Filterstab eingebettete und zum Filterstab hin luftundurchlässige Rille auf­ weist, wobei die Rille am mundseitigen Ende des Fil­ terstabes offen und kürzer als der Filterstab ist und mit einem den Filter umhüllenden Mundstücksmaterial, das zum Einleiten von Belüftungsluft in die Rille ausgebildet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kanal als kapillarer, sich über die gesamte Länge des Filterstabes (210) erstreckender Rauchdurchgang (213) ausgebildet ist, daß sich das Mundstücksmaterial (216) über eine vorbestimmte Länge über das mundseitige Ende des Filterstabes (210) hinauserstreckt und eine Vertiefung (224) bildet, und daß zwischen dem Mundstückmaterial (216) und der Vertiefung (224) ein Filtermaterial (219) angeordnet ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filtermaterial (219) wenigstens das offene, mundseitige Ende der Rinne (214) zum Einleiten der Belüftungsluft überdeckt.

3. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (220) konzentrisch zum Filterstab (210) und mit Abstand zum Mundstücksmaterial (216) am mundseitigen Ende des Fil­ terstabes (210) angeordnet ist, wobei der Abstand zwi­ schen dem Außendurchmesser der Hülse (220) und dem Mund­ stücksmaterial (216) im wesentlichen mit dem Filter­ material (219) ausgefüllt ist.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filtermaterial (219) an der Hülse (220) befestigt ist.

5. Filter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenwandung (222) undurchlässig ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial als zylindrisches Filterband (219) ausgebildet ist.