DE1532121B2

DE1532121B2 - Filter fuer tabakrauch

Info

Publication number: DE1532121B2
Application number: DE19661532121
Authority: DE
Inventors: Richard Munroe; Sprinkle Robert Shields; Richmond Va. Irby jun. (V.St.A.)
Original assignee: American Brands, Inc., New York, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1965-12-21
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1973-03-01
Also published as: NL6616774A; NO115241B; US3390686A; FI43153B; CH461335A; GB1100449A; AT271289B; LU52495A1; BE690618A; DE1532121A1; FR1510006A; ES333864A1; DK133455B; DK133455C; SE320919B; DE1532121C3; FI43153C

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter für Tabakrauch mit einer elastischen, rohrförmigen äußeren Umhüllung, die einen Füllkörper aus einem zusammendrückbaren, Flüssigkeit aufnehmneden Material umgibt, der in Axialrichtung für den zu filternden Rauch durchlässig ist und dem mindestens eine durch einen auf die äußere Umhüllung des Filterelementes ausgeübten, die Umhüllung zusammenpressenden Druck zerbrechbare Kapsel angeordnet ist, die ein flüssiges Rauchbehandlungsmedium enthält, das nach dem Zerbrechen der Kapsel in das Material des Füllkörpers eindringt.

Ein derartiges Filter ist bekannt (deutsche Patentschrift 1 077 127). Das bekannte Filter besteht aus weichem Papier, in dem die zerdrückbare Kapsel untergebracht ist. Es ist auch ein Filter bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 773 725) bei dem die Kapsel an dem mundstückseitigen Ende des Filters teils in einer Vertiefung, teils vorstehend angeordnet ist. Die Kapsel weist ein in dem Filtermaterial endendes Kapilarröhrchen auf. Durch Zusammendrücken der elastischen Kapsel wird eine gewünschte Menge Flüssigkeit in das Filter eingedrückt und danach die Kapsel entfernt. Nachteilig ist bei den bekannten Filtern,

ίο daß die Kapsel wegen des angesetzten Kapillarröhrchens relativ teuer in der Herstellung ist und außerdem in einer genau vorgegebenen Lage eingebracht werden muß, damit das Kapillarröhrchen in das Filter führt. Nachteilig ist auch, daß die rauchfertige Zigarette am mundstückseitigen Ende einen Hohlraum aufweist, wodurch der den Hohlraum umgebende Bereich der Hülle leicht in den Hohlraum eingedrückt werden kann.

In der älteren deutschen Auslegeschrift 1 298 032 ist ein Zigarettenfilter vorgeschlagen worden, bei dem die Kapsel in einer Ausnehmung des Filters zuammen mit einem saugfähigen und sich unter dem Einfluß der Kapselflüssigkeit ausdehnenden Filtermaterial angeordnet ist.

Allen bekannten Filtern ist jedoch gemeinsam, daß es Schwierigkeiten bereitet, stets die Flüssigkeitsmenge zur Verfügung zu stellen, die ausreicht, um während der gesamten Rauchzeit wirksam zu sein, ohne daß sie andererseits so groß ist, daß das Filterelement durchnäßt wird, wodurch seine Filterwirksamkeii nachläßt. Zwar ist bereits bei einer der bekanntgewordenen Filteranordnungen die Flüssigkeitsmenge beeinflußbar, die dem Filter zugeführt wird; da der Raucher jedoch im allgemeinen nicht weiß, ob der in der Zigarette befindliche Tabak relativ trocken oder relativ feucht ist, kann er dennoch nicht stets die optimale Flüssigkeitsmenge dem Filter zuführen, wozu noch kommt, daß der Raucher erst eine gewisse Fertigkeit entwickeln muß und gewisse Erfahrungen sammeln muß, bis er weiß, wie stark er die Kapsel zusammendrücken muß, um die gewünschte Flüssigkeitsmenge und damit die gewünschten Filtereigenschaften zu erhalten. Es fehlte bisher eine Möglichkeit, dem Filter die optimale Flüssigkeitsmene zuzuführen, da die optimale Flüssigkeitsmenge nicht konstant ist. Es besteht stets die Schwierigkeit, nach dem Zerstören der Kapsel und dem Freigeben' der Flüssigkeit durch den Raucher eine solche Flüssigkeitsmenge zur Verfügung zu stellen, die ausreicht, um während der gesamten Rauchzeit wirksam zu sein, ohne daß von dieser Flüssigkeitsmenge das Filterelement durchnäßt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rauchfilter zu schaffen, das während der gesamten Rauchzeit wirksam ist, ohne daß das Filterelement durchnäßt und damit die Filtereigenschaft beeinträchtigt ist. Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß in dem den Füllkörper bildenden Material eine Vielzahl von Aktivkohle-Teilchen angeordnet sind, wie bei Zigarettenrauchfiltern an sich bekannt, und daß die Aktivkohle-Teilchen mit dem flüssigen Medium vorbefeuchtet sind.

War bei den vorbekannten Filtern der Flüssigkeitsinhalt der Kapsel zu groß, so wurde das Filter durchnäßt und dadurch wurden sowohl die Filtereigenschaften als auch vor allem das Zugverhalten der Zigarette beeinträchtigt. War dagegen die Zigarette länger gelagert und dabei ausgetrocknet, so war bei

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gleichem Flüssigkeitsinhalt der Kapsel die Flüssig- Netzmittel handeln, um die Verteilung des Wassers keitsmenge zu gering und bereits nach wenigen Zu- in dem Füllmaterial zu beschleunigen, wenn die Kapgen war die Flüssigkeit im Filter durch den trocke- sei zerbrochen wird. Weiterhin kann dem Wasser ein nen Rauch verdampft, wodurch die Filterwirksam- Aromastoff beigemengt sein, um das Aroma des Takeit beim Weiterrauchen beeinträchtigt war. Durch 5 bakrauches zu verbessern, anzureichern oder sogar das erfindungsgemäße Einlagern vorbefeuchteter seinen Charakter zu ändern. Es kann auch ein Medi-Aktivkohle-Teilchen sind diese Schwierigkeiten über- kament enthalten, wie beispielsweise ein Stauungen wunden. Durch das Zusammenwirken der Aktiv- entgegen wirkendes Mittel (Decongestant), oder ein kohle-Teilchen und des aus der Kapsel austretenden Metallsalz, wie ein Eisensalz, um unerwünschte Be-Flüssigkeitsvorrates wird ein Filter geschaffen, bei io standteile des Tabakrauches zu neutralisieren, dem die Flüssigkeitsmenge relativ unkritisch ist, da Ebenso können jedoch auch nicht wässrige Flüssigdie Aktivkohle-Teilchen als zusätzliches Wirkele- ?keiten wie Zitronenöl oder andere geschmacksbilment dienen. Die zerbrechbaren Kapseln mit der dende Öle ebenfalls innerhalb der Hülle der Kapsel Flüssigkeit und die vorbefeuchteten Teilchen aus Ak- eingeschlossen sein.

tivkohle wirken in dem erfindungsgemäßen Filter zu- 15 Zur Aufnahme der Flüssigkeit kann innerhalb des sammen. Die Kapseln enthalten die Flüssigkeit, bis Füllkörpers des Filterelementes eine einzige, relativ sie vom Verbraucher durch Zusammendrücken des große Kapsel vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Filters freigegeben wird. Die freigegebene Flüssigkeit Ausführungsform der Erfindung ist die Flüssigkeit in verteilt sich im Material des Füllkörper und kommt mehreren Kapseln enthalten, deren Durchmesser im mit dem durch das Filter gezogenen Rauch in Kon- 20 Bereich zwischen etwa 0,02 bis 3,0 mm liegt. Die takt. Außerdem bildet die Flüssigkeit einen Vorrat, größeren Kapseln können leicht durch übliche Techder es ermöglicht, den Feuchtigkeitsgehalt der Aktiv- niken hergestellt werden, wie sie in der pharmazeutikohle-Teilchen aufrechtzuerhalten. Die vorbefeuch- sehen Industrie Anwendung finden. Die Miniaturteten Aktivkohle-Teilchen behalten ihrerseits auch kapseln können durch Coacervationsverfahren oder während der Lagerung der Filterzigarette infolge des 25 Austauschverfahren zwischen Flüssigkeiten und Fest-Absorptionsvermögens der Aktivkohle ihren vollen stoffen hergestellt werden. Geeignete Mikrokapseln Feuchtigkeitsgehalt. Wenn Rauch durch das Filter können auch mechanisch mit einer Einkapselvorrichgezogen wird, geben die Aktivkohle-Teilchen ihre tung hergestellt werden, die eine oder mehrere Öff-Flüssigkeit an den Rauch ab. Sowohl die Fest- nungen aufweist und einzukapselnde Flüssigkeitsteilchenphase als auch die Dampfphase des Rauches 30 tröpfchen durch einen dünnen Film eines Überzugswird von den befeuchteten Aktivkohle-Teilchen materials hindurchdrückt. Zentrifugalvorrichtungen leicht absorbiert. Bei dieser Absorption wird Wärme können in gleicher Weise verwendet werden,
frei, die eine Verdampfung der Flüssigkeit unter- Die Kapseln, die gemäß der Erfindung verwendet stützt, die durch Elution aus den Kohleteilchen in- werden, weisen eine äußere, zerdrückbare Hülle auf, folge einer bevorzugten Absorption von Rauchbestand- 35 die die Behandlungsflüssigkeit umgibt. Die Hülle beteilen herausgelöst wird. Die auf diese Weise freige- steht vorteilhaft aus einem Wachs, beispielsweise setzten Dämpfe der Behandlungsflüssigkeit wirken einem harten Erdölwachs, aus einem thermoplastiauf den Rauch in zweierlei Weise. Ein Teil der Flüs- schem oder in der Wärme aushärtendem Harz, wie sigkeit steht zur Kondensation an den Teilchen der beispielsweise einem Vinyliden-Chlorid-Copolymer, Festteilchenphase des Rauches zur Verfügung und 40 Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Vinylaceverdünnt auf diese Weise die Phase mit der Behänd- tat-Copolymer, Polyester, Phenol-Formaldehydlungsflüssigkeit. Der Rest der von der Kohle freige- oder Ürea-Formaldehyd-Harz, aus Gelatine od. dgl. gebenen Flüssigkeit tritt der Dampfphase des Rau- Es besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Zuches bei, so daß der Rauch, wenn er das flüssig- sammensetzung des Hüllenmaterials, außer derjenikeits-imprägnierte Füllmaterial durchströmt, die in 45 gen, daß es in der Lage sein muß, eine die Behänddem Füllmaterial enthaltene Flüssigkeit nicht ver- lungsflüssigkeit umschließende und zurückhaltende, dampft und erschöpft, bevor die Zigarette vollständig jedoch zerbrechbare Hülle zu bilden,
ausgeraucht ist. Zwischen den einzelnen Zügen, die Die Anzahl der Mikrokapseln, die in das Füllmader Raucher macht, dient die in dem Füllkörper ent- terial eingelagert werden, hängt von ihrer Größe und haltene Flüssigkeit als Vorrat, aus dem die Aktiv- 50 der Menge der freien Flüssigkeit ab, die in dem Filter kohle-Teilchen die Flüssigkeit ersetzen, die sie an erwünscht ist. Es wurde beispielsweise festgestellt, den Rauch durch Elution während jeden Zuges ver- daß bei der Verwendung von Wasser 5 bis 80 mg lieren. Auf diese Weise wird die im Filter enthaltene Wasser auf 10 mm der Filtereinheit wirksam VerFlüssigkeit maximal ausgenutzt, ohne daß eine über- wendung finden können. Eine Wassermenge, die unmäßige Menge an Flüssigkeit verwendet werden 55 ter den oben angegebenen Grenzen liegt, führt zu muß, die sonst das Filter durchnässen würde, wenn einem weniger wirksamen Entzug der wasserlöslies vom Raucher gedrückt wird. Es findet also ein chen Bestandteile der Dampfphase des Rauches. Feuchtigkeitsaustausch zwischen den Aktiv- Eine größere als die angegebene Wassermenge kann kohle-Teilchen und dem Raum statt. Dieses Zusam- zu einem Wasserübertritt in den Tabak der Zigarette menwirken von Filtermaterial, Flüssigkeit und Aktiv- 60 führen. Bei größeren oder geringeren Filterlängen kohle-Teilchen ergibt die besonders vorteilhafte kann die Wassermenge proportional erhöht oder verWirksamkeit des erfindungsgemäßen Filters. mindert werden.

Es können unterschiedliche Behandlungsflüssigkei- Das Füllmaterial, das im erfindungsgemäßen FiI-ten bei dem erfindungsgemäßen Filter verwendet terelement Verwendung findet, muß zusammendrückwerden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der 65 bar und in der Lage sein, eine genügende Menge der Erfindung ist als Behandlungsflüssigkeit Wasser ver- freigegebenen Flüssigkeit aufzunehmen, um die Flüswendet. Es kann sich dabei um reines Wasser oder sigkeit in den Poren oder Kanälen des Füllmaterials um Wasser mit einem Gehalt an einem üblichen zu halten, durch die und an denen vorbei der Rauch

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gezogen wird. Es kann dabei das Füllmaterial eine werden kann. Der Widerstand, der einem Luft- oder genügend große Menge von Aktivkohle-Teilchen ent- Rauchstrom entgegengesetzt wird, der eine mit einem halten, um die aus den Kapseln befreite Flüssigkeit solchen Filter versehene Zigarette durchströmt, kann aufzunehmen. Durch die Aufnahme im Füllmaterial so bemessen sein, daß bei einem Saugdruck von etwa wird die freigegebene Flüssigkeit daran gehindert, in 5 65 mm WS etwa 5 bis 30 cm³ Rauch pro Sekunde die den Tabakteil einer Zigarette oder Zigarre, in den Zigarette durchströmen. Der Füllkörper enthält we-Mund des Rauchers oder in einen benachbarten Ab- nigstens eine mit einer Flüssigkeit 9 gefüllte zerschnitt eines mehrteiligen Filters einzudringen. Das brechbare Kapsel 8 und eine Vielzahl von Aktiv-Füllmaterial ist vorteilhaft nicht nur im trockenen kohle-Teilchen 10, die mit dieser Flüssigkeit be-Zustand elastisch, sondern auch dann, wenn es mit io feuchtet sind.

der Flüssigkeit befeuchtet ist, damit das Filterele- Die äußere Umhüllung 5 kann aus üblichem Wikment zum Zerstören der die Flüssigkeit enthaltenen kelpapier bestehen, wie es bei der Herstellung von Kapsel zusammengedrückt werden kann und doch im Filtereinsätzen für Zigaretten benutzt wird. Es wesentlichen in seine ursprüngliche Form zurück- braucht keine erhebliche Beständigkeit gegen Feuchkehrt, damit es innerhalb des Filterrohres die Lage 15 tigkeit zu haben, weil die Flüssigkeit in der Kapsel einnimmt, in der es eine wirksame Filterung gewähr- nicht freigegen wird, bevor das Filterelement von leistet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der dem stärkeren Mundstückpapier umhüllt wird, das Erfindung besteht der Füllkörper aus Papier, das an gewöhnlich dazu benutzt wird, das Filterelement an seiner Oberfläche eine Vielzahl von Wasser enthal- einer Zigarette, Zigarre od. dgl. zu befestigen. Es tenden Mikrokapseln und eine Vielzahl von Kohle- 20 sollte jedoch eine gewisse Stärke haben, um so elateilchen trägt, zu einem zylindrischen Filterelement stisch zu sein, daß das Filterelement zusammengezusammengefaltet ist, in dem die Mikrokapseln und drückt werden kann, wenn die Umhüllung zum Zerdie Kohleteilchen verteilt sind. Es weist dieses Füll- brechen der Kapsel zusammengepreßt wird, und um material aus üblichem Rauchfilterpapier eine gute im wesentlichen seine ursprüngliche rohrförmige GeAbsorptionsfähigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit 25 stalt wieder anzunehmen, wenn das Filterelement auf. Papier dieser Art weist auch befeuchtet genü- wieder losgelassen wird.

gend Elastizität auf, um die an ein Filterelement in Die zerbrechbaren Kapseln mit der Flüssigkeit und dieser Hinsicht gestellten Forderungen zu erfüllen. die befeuchteten Teilchen aus Aktivkohle wirken in Eine verbesserte Elastizität kann dem Papier durch den erfindungsgemäßen Filtern zusammen. Die Kapeine Beschichtung mit Stärke oder einem anderen 30 sein enthalten die Flüssigkeit, bis sie vom Verbrauporösen, versteifenden Material erteilt werden. eher durch Zusammendrücken des Filters freigegeben Celluloseacetat-Stränge, Baumwolle und Cellulose- wird. Die freigegebene Flüssigkeit verteilt sich im schwamm mit oder ohne einen versteifenden Über- Material des Füllkörpers und kann dann mit dem zug, sind ebenfalls wirksame Füllmaterialien für ein durch das Filter gezogenen Rauch in Kontakt komerfindungsgemäßes Filter. Ebenso können auch 35 men. Außerdem bildet die Flüssigkeit einen Vorrat, Kunststoffschäume oder Kunststoffschwämme aus der es ermöglicht, den Feuchtigkeitsgehalt der Koh-Polyurethan oder ein Füllkörper aus Kohleteilchen kohleteilchen aufrechtzuerhalten. Die befeuchteten vorteilhaft angewandt werden. Kohleteilchen behalten andererseits auch während

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- der Lagerung der Filterzigarette infolge des Absorp-

dung enthält der Füllkörper eine zylindrische Hülse 4° tionsvermögens der Aktivkohle ihren vollen Feuch-

aus einem komprimierten, schwammartigen Werk- tigkeitsgehalt. Wenn Rauch durch das Filter gezogen

stoff, in deren Inneren wenigstens eine zerbrechbare wird, geben die Kohleteilchen ihre Flüssigkeit an den

Kapsel angeordnet ist, die in dem flüssigen Behänd- Rauch ab. Sowohl die Festteilchenphase als auch die

lungsmedium suspendierte Kohleteilchen enthält. Dampfphase des Rauches wird von den befeuchteten

Bevorzugt ist bei Ausführungsformen der Erfin- 45 Kohleteilchen leicht absorbiert. Bei dieser Absorp-

dung das den Füllkörper bildende Material mit tion wird Wärme frei, die eine Verdampfung der

einem versteifenden Überzug versehen. Es wird da- Flüssigkeit unterstützt, die durch Elution aus den

durch das Zerbrechen der Mikrokapseln durch Pres- Kohleteilchen infolge einer bevorzugten Adsorption

sen des erfindungsgemäßen Filterelementes erleich- von Rauchbestandteilen herausgelöst wird. Die auf

tert. 50 diese Weise freigesetzten Dämpfe der Behandlungs-

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungen flüssigkeit wirken auf den Rauch in zweierlei Weise,

erfindungsgemäßer Filterelemente dargestellt, die Ein Teil der Flüssigkeit steht zur Kondensation an

nachfolgend beschrieben werden. Es zeigt den Teilchen der Festteilchenphase des Rauches zur

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsge- Verfügung und verdünnt auf diese Weise diese Phase

mäßes Filterelement, 55 mit der Behandlungsflüssigkeit. Der Rest der von der

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Aus- Kohle freigegebenen Flüssigkeit tritt der Dampfphase

führungsform eines erfindungsgemäßen Filterelemen- des Rauches bei, so daß der Rauch, wenn er das

tes und flüssigkeits-imprägnierte Füllmaterial durchströmt,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch das Mundstück die in dem Füllmaterial enthaltene Flüssigkeit nicht

einer mit einem Doppelfilter versehene Zigarette, bei 60 verdampft und erschöpft, bevor die Zigarette voll-

dem ein Filterelement gemäß F i g. 1 Verwendung ständig aufgeraucht ist. Zwischen den einzelnen Zü-

findet. gen, die der Raucher macht, dient die in dem Füll-

Das Filterelement nach F i g. 1 weist eine elasti- körper enthaltene Flüssigkeit als Vorrat, aus dem die

sehe äußere Umhüllung 5 auf, die einen Füllkörper 6 Kohleteilchen die Flüssigkeit ersetzen, die sie an den

aus einem zusammendrückbaren Material umgibt, 65 Rauch durch Elution während jeden Zuges verlieren.

das Durchgänge? aufweist, die so angeordnet sind, Auf diese Weise wird die im Filter enthaltene Flüs-

daß das Filterelement in Axialrichtung von Rauch sigkeit maximal ausgenutzt, ohne daß eine übermä-

mit dem üblichen Gesamtwiderstand durchströmt ßige Menge an Flüssigkeit verwendet werden muß,

die sonst das Filter durchnässen würde, wenn es vom Raucher gedrückt wird.

Es ist demnach leicht ersichtlich, daß ein echtes Zusammenwirken zwischen den Flüssigkeitskapseln und den befeuchteten Kohleteilchen besteht. Obwohl augenscheinlich ein Bedarf für ein Füllmaterial als wichtige dritte Komponente besteht, kann das Füllmaterial von einer genügend großen Menge von Kohleteilchen gebildet werden, die nicht nur die erforderliche Menge von befeuchteter Aktivkohle liefern, sondern auch das Füllmaterial bilden, um die aus den Kapseln befreite Flüssigkeit aufzunehmen.

Das Füllmaterial, das in dem erfindungsgemäßen Filterelement Verwendung findet, muß zusammendrückbar und in der Lage sein, eine genügende Menge der freigegebenen Flüssigkeit aufzunehmen, um die Flüssigkeit in den Poren oder Kanälen des Füllmaterials zu halten, durch die und an denen vorbei der Rauch gezogen wird. Darüber hinaus wird die freigegebene Flüssigkeit durch die Aufnahme im Füllmaterial daran gehindert, in den Tabakteil einer Zigarette öder Zigarre, in den Mund des Rauchers oder in einen benachbarten Abschnitt eines mehrteiligen Filters einzudringen. Das Füllmaterial ist vorteilhaft nicht nur im trockenen Zustand elastisch, sondern auch dann, wenn es mit der Flüssigkeit befeuchtet ist, damit das Filterelement zum Zerstören der die Flüssigkeit enthaltenen Kapseln zusammengedrückt werden kann und doch im wesentlichen in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, damit es innerhalb des Filterrohres die Lage einnimmt, in der es eine wirksame Filterung gewährleistet. Gegenwärtig wird als Füllmaterial übliches Rauchfilterpapier bevorzugt, das eine gute Absorptionsfähigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist. Papier dieser Art ist allgemein von genügender Elastizität, auch wenn es befeuchtet ist, um die wichtigsten Forderungen an ein Filterelement zu erfüllen. Eine bessere Elastizität kann dem Papier durch eine Beschichtung mit Stärke oder einem anderen porösen, versteifenden Material erteilt werden. Celluloseacetat-Stränge, Baumwolle und Celluloseschwamm, und zwar mit oder ohne einen versteifenden Überzug, sind ebenfalls wirksame Füllmaterialien für das erfindungsgemäße Filter. Weiterhin können auch Kunststoffschäume oder -schwämme aus Polyurethan ebenso wie natürlich der obenerwähnte Füllkörper aus Kohleteilchen mit Vorteil verwendet werden.

Zur Aufnahme der Flüssigkeit kann innerhalb des Füllkörpers des Filterelementes entweder eine einzige, relativ große Kapsel oder eine Anzahl von Kapseln mit einem Durchmesser im Bereich zwischen 0,02 bis 3 mm Verwendung finden. Die größeren Kapseln können leicht durch übliche Techniken hergestellt werden, wie sie in der pharmazeutischen Industrie Anwendung finden. Die Miniaturkapseln können durch Coacervationsverfahren oder Austauschverfahren zwischen Flüssigkeiten und Feststoffen hergestellt werden. Geeignete Mikrokapseln können auch mechanisch mit einer Einkapselvorrichtung hergestellt werden, die eine oder mehrere Öffnungen aufweist und einzukapselnde Flüssigkeitströpfchen durch einen dünnen Film eines Überzugsmaterials hindurchdrückt. Zentrifugalvorrichtungen können in gleicher Weise verwendet werden.

Die Kapseln, die gemäß der Erfindung verwendet werden, v/eisen eine äußere, zerdrückbare Hülle auf, die die Behandlungsflüssigkeit umgibt. Die Hülle besteht vorteilhaft aus einem Wachs, beispielsweise einem harten Erdölwachs, aus einem thermoplastischen oder in der Wärme aushärtenden Harz, wie beispielsweise einem Vinylidenchlorid-Copolymer,

Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyester, Phenol-Formaldehyd- oder Urea-Formaldehyd-Harz, aus Gelatine od. dgl. Es besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Zusammensetzung des Hüllenmaterials, außer derjenigen,

ίο daß es in der Lage sein muß, eine die Behandlungsflüssigkeit umschließende und zurückhaltende, aber zerbrechbare Hülle zu bilden.

Die Flüssigkeit innerhalb der Hülle kann reines Wasser oder Wasser mit einem Gehalt an einem üblichen Netzmittel sein, um die Verteilung des Wassers in dem Füllmaterial zu beschleunigen, wenn die Kapsel zerbrochen wird. Weiterhin kann dem Wasser ein Aromastoff beigemengt sein, um das Aroma des Tabakrauches zu verbessern, anzureichern oder sogar seinen Charakter zu ändern. Es kann auch ein Medikament enthalten, wie beispielsweise ein Stauungen entgegenwirkendes Mittel (decongestant), oder ein Metallsalz, wie ein Eisensalz, um unerwünschte Bestandteile des Tabakrauches zu neutralisieren. Nichtwäßrige Flüssigkeit wie Zitronenöl oder andere geschmacksbildende Öle können ebenfalls innerhalb der Hülle der Kapsel eingeschlossen sein.

Die Anzahl der Mikrokapseln, die in das Füllmater rial eingelagert werden, hängt von ihrer Größe und der Menge der freien Flüssigkeit ab, die in dem Filter erwünscht ist. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß bei der Verwendung von Wasser 5 bis 80 mg Wasser auf 10 mm der Filtereinheit wirksam Verwendung finden können. Eine Wassermenge, die unter den oben angegebenen Grenzen liegt, führt zu einem weniger wirksamen Entzug der wasserlöslichen Bestandteile der Dampfhase des Rauches. Eine größere Wassermenge, als dem oben abgegebenen Bereich entspricht, kann zu einem Wasserübertritt in den Tabak der Zigarette führen. Natürlich werden sich bei größeren oder geringeren Filterlängen die bevorzugten und im weitesten Sinne brauchbaren Bereiche der Menge an Wasser oder anderer Flüssigkeit pro Filtereinheit proportional erhöhen oder vermindern.

Wenn mehr als eine einzige Kapsel pro Filterelement benutzt wird, werden sie vorteilhaft im wesentlichen über die ganze Länge und die ganze Breite des Füllkörpers verteilt. Wenn die Kapseln von einem schwammartigen Füllkörper aufgenommen werden sollen, werden sie vorzugsweise in dem Schaum oder Schwamm während dessen Herstellung verteilt. Bei einer anderen Ausführungsform, die in F i g. 2 dargestellt ist und von einem schwammartigen Füllkörper Gebrauch macht, ist der Schwamm 11 in die Gestalt eines Zylinders 12 zusammengepreßt, und es ist das Innere dieses Zylinders mit einer oder mehreren Kapseln 13 ausgefüllt, die eine Aufschwämmung von in der Behandlungsflüssigkeit 15 suspendierten Kohleteilchen enthalten. Wenn die Kapseln zerbrochen werden, bewirkt die freigegebene Flüssigkeit, daß der Schwamm sich ausdehnt und den Hohlraum füllt, der von der zerbrochenen Kapsel freigegeben wird. Bei der Verwendung eines Füllkörpers aus Papier, der in üblicher Weise durch Kräuseln, Falten oder andersartiges Formen einer Papiermenge zu einem Rauchfilterelement hergestellt ist, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Kapseln auf die Oberfläche des

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Papiers aufzubringen, bevor es zu dem Filterelement Maschine zur Herstellung von Filterstangen zuge-

verformt wird. So wurde beispielsweise festgestellt, führt. Dieses Papier wurde gewählt, weil es eine gute

daß durch Besprühen der Oberfläche des Papiers mit Elastizität, eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und

einem Klebemittel, wie beispielsweise einer Stärkelö- ein gutes Absorptionsvermögen in sich vereinigt. Ein

sung, die Kapseln wirksam an dem Papier für die 5 geriffeltes Papier wurde gewählt, weil es einen sehr

nachfolgende Behandlung zum Haften gebracht wer- porösen Filtereinsatz bildet. Vor dem Eintritt in die

den können. Darüber hinaus erhöht das Beschich- Maschine wurde eine Fläche des Papiers mit einer

tungsmaterial die Steifigkeit und Elastizität des mit Stärkelösung besprüht. Das feuchte, mit Stärke be-

den anhaftenden Kapseln versehenen Füllkörpers. schichtete Papier lief dann unter einer Streuvorrich-

Die Steifigkeit des Papiers erleichtert das Zerreißen io tung hindurch, die auf das Papier Mikrokapseln auf-

der Mikrokapseln durch Pressen des erfindungsge- brachte, die im wesentlichen aus Wassertröpfchen in

mäßen Filterelementes. Weiterhin wurde festgestellt, einer harten äußeren Hülle aus Erdölwachs bestanden,

daß die Anwesenheit der Kohleteilchen dazu bei- Die Mikrokapseln hatten einen Durchmesser von etwa

trägt, möglichst alle der Mikrokapseln durch Zusam- 1,8 mm (0,07 Zoll), und ihr Wassergehalt betrug zwi-

mendrücken des Füllmaterials zu zerstören. 15 sehen 50 und 60% des Gesamtgewichts der Kapseln.

Die Kohleteilchen, die für das erfindungsgemäße Das mit Kapseln beschichtete Papier lief dann unter

Filterelement geeignet sind, können aus Aktivkohle einer zweiten Streuvorrichtung hindurch, mit der be-

jeder Art bestehen. Der Ausdruck »Aktivkohle«, der feuchtete Teilchen von aktivierter Holzkohle aufge-

hier und in den Ansprüchen benutzt wird, soll außer- bracht wurden. Die Teilchen hatten eine Größe im

dem alle bekannten, im Normalzustand festen Ad- 20 Bereich von etwa 0,3 mm bis 1,5 mm (50 bis 150

sorptionsmittel sein, wie z. B. Silicagel, Zeolith, Cha- Maschen) und einen Wassergehalt von etwa 40% auf

bazith usw. Die Größe der Teilchen kann zu 30% Trockenbasis. Die Menge von Kohle und Kapseln,

unter 0,044 mm bis zu etwa 0,84 mm betragen (325 die dem Papier hinzugefügt wurden, war ausrei-

Maschen bis etwa 20 Maschen der Tyler standard chend, um ein Filterelement von 10 mm Länge der

Siebreihe). Gegenwärtig wird Teilchen im Bereich 25 fertigen Zigarette mit etwa 25 bis 75 mg und hier

zwischen 0,3 mm und 0,1 mm Größe der Vorzug ge- speziell mit 50 mg befeuchteter Kohle und etwa 50

geben. bis 150 mg und hier speziell etwa 100 mg an Mikro-

Die Kohleteilchen werden auf einfache Weise be- kapseln zu versehen.

feuchtet, indem sie in die Flüssigkeit eingetaucht und Das erhaltene beschichtete Papier wurde in einer

dann bei Umgebungstemperatur oder erhöhter Tem- 30 üblichen Vorrichtung gekräuselt und gefaltet, um es

peratur getrocknet werden. Die Wahl der Trock- in eine Stange Filtermaterial umzuwandeln. Es wurde

nungstemperatur hängt natürlich von der Flüssigkeit dann ein feuchtigkeitsbeständiges, im Handel erhält-

ab. Im allgemeinen wird es jedoch gegenwärtig be- liches Hüllpapier für Filtereinsätze dazu benutzt, den

vorzugt, die Flüssigkeit enthaltenden Kohleteilchen gefalteten, die Kapseln enthaltenden Papierfüllkörper

in den Feuchtigkeitszustand zu bringen, in dem sie 35 zu umwickeln und einen rohrförmigen Körper zu

nahezu mit den Bedingungen im Gleichgewicht ste- bilden, der dann in Stäbe von einer Länge geschnit-

hen, die in der Zigarette herrschen. Die Teilchen ent- ten wurde, die zur Zuführung zu einer Maschine zur

halten daher sowohl adsorbierte als auch absorbierte Herstellung zusammengesetzter Filterstangen geeig-

Flüssigkeit, jedoch sollten sie nicht zuviel an die net war. In dieser Maschine wurden die erfindungs-

Oberfläche gebundene Flüssigkeit enthalten, wenn 40 gemäßen Filterelemente mit Filterelementen aus CeI-

sie einzeln auf das Filterelement verteilt werden sol- luloseacetat kombiniert und zu Doppelfilterstäben

len, weil sie sonst zusammenkleben. Wenn die Ak- zusammengesetzt, die zur Zuführung zu einer Ma-

trivkohle-Teilchen mit Wasser befeuchtet werden, schine zur Herstellung von Filterzigaretten geeignet

werden sie beispielsweise bis zum Erreichen des war. In der Zigaretten-Herstellungsmaschine wurde

Gleichgewichtszustandes in einer Atmosphäre von 45 das Doppelfilterelement, welches das Celluloseace-

24° C (75°F) und etwa 60% relativer Feuchtigkeit tat-Filterelement 16 und das in Fig. 1 dargestellte

getrocknet. In diesem Zustand enthalten die Teilchen Filterelement 17 umfaßte, mit Hilfe eines üblichen

etwa 33% Wasser bezogen auf die trockene Kohle. Mundstückpapiers 19 mit einem Tabakstäbchen 18

Im allgemeinen wird es jedoch gegenwärtig bevor- verbunden, wie es F i g. 3 zeigt, um eine Doppelfil-

zugt, die Kohleteilchen mit etwa 40 bis 50% Wasser 50 ter-Zigarette zu bilden,
bezogen auf die Trockenkohle zu befeuchten. Die erhaltene Filterzigarette wurde dann geprüft,

Die Flüssigkeit enthaltenden Kapseln sind dem- indem zuerst der Filterabschnitt zwischen den Finnach im ganzen erfindungsgemäßen Filterelement in gern unter ausreichendem Druck gerollt wurde, um solcher Weise verteilt, daß durch Zerreißen der Kap- das Mundstückpapier nach innen zu drücken und auf sein das flüssige Medium an alle Teile des Füllmate- 55 diese Weise die zerstörbaren Mikrokapseln in dem rials abgegeben wird. Diese ausgedehnte Verteilung erfindungsgemäßen Filterelement zu zerreißen. Die der Flüssigkeit in dem Füllmaterial und die Tatsache, Zigarette mit ihrem freies Wasser enthaltenden Filter daß dank der Wirkung der befeuchteten Kohleteil- wurde dann in einer Prüfmaschine getestet, indem sie chen die Flüssigkeit über die ganze Zeit zur Verfü- unter den in der Industrie üblichen Stangung steht, läßt die wohltuende Wirkung der Anwe- 60 dard-Rauchbedingungen abgeraucht wurde. Der senheit des flüssigen Mediums in dem Filter der Ge- Rauch wurde dann im Hinblick auf die Bestandteile samtmenge des Rauches zukommen, die durch das seiner Dampfphase analysiert, und es wurde festge-Filter gezogen wird. stellt, daß eine Reduktion der Konzentration der

Das folgende spezifische Beispiel veranschaulicht Dampfbestandteile von etwa 30% im Vergleich mit

die Herstellung eines Filterelementes nach der Erfin- 65 dem Rauch einer gleichen Zigarette, von der das FiI-

dung. Es wird ein geriffeltes Tabakrauch-Filterpa- ter entfernt worden war, erzielt wurde. Das erfin-

pier, das von der Ecusta Paper Corp. unter der Han- dungsgemäße, Wasser enthaltende Filterelement er-

delsbezeichnung »Skyline« vertrieben wird, einer höhte weiterhin den Wassergehalt der Festteilchen-

Claims

Patentansprüche:

1. Filter für Tabakrauch mit einer elastischen, rohrförmigen äußeren Umhüllung, die einen Füllkörper aus einem zusammendrückbaren, Flüssigkeit aufnehmenden Material umgibt, der in Axialrichtung für den zu filternden Rauch durchlässig ist und in dem mindestens eine durch einen auf die äußere Umhüllung des Filterelementes ausgeübten, die Umhüllung zusammenpressenden Druck zerbrechbare Kapsel angeordnet ist, die ein flüssiges Rauchbehandlungsmedium enthält, das nach dem Zerbrechen der Kapsel in das Material des Füllkörpers eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Füllkörper (7) bildenden Material eine Vielzahl von Aktivkohle-Teilchen (10) angeordnet sind, wie bei Zigarettenraiichfiltern an sich bekannt, und daß die Aktivkohle-Teilchen (10) mit dem flüssigen Medium vorbefeuchtet sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit (9) von Wasser gebildet wird.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (9) in mehreren Kapseln (8) enthalten ist, deren Durchmesser im Bereich von etwa 0,02 bis 3,0 mm liegt.

4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (7) aus Papier besteht, das an seiner Oberfläche eine Vielzahl von Wasser enthaltenden Mikrokapseln und eine Vielzahl von Kohleteilchen trägt und zu einem zylindrischen Filterelement zusammengefaltet ist, in dem die Mikrokapseln und die Kohleteilchen verteilt sind.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper eine zylindrische Hülse (12) aus einem komprimierten, schwammartigen Werkstoff enthält, in deren Inneren wenigstens eine zerbrechbare Kapsel (13) angeordnet ist, die in dem flüssigen Behandlungsmedium (15) suspendierte Kohleteilchen (14) enthält.

6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Füllkörper bildende Material mit einem versteifenden Überzug versehen ist.