DE1532121C3

DE1532121C3 - Filter fur Tabakrauch

Info

Publication number: DE1532121C3
Application number: DE1532121A
Authority: DE
Inventors: Richard Munroe Irby Jun.; Robert Shields Sprinkle
Original assignee: American Brands Inc New York Ny (vsta)
Current assignee: American Brands Inc New York Ny (vsta)
Priority date: 1965-12-21
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1973-09-20
Also published as: CH461335A; FR1510006A; US3390686A; DK133455C; ES333864A1; NO115241B; FI43153C; DE1532121A1; BE690618A; DE1532121B2; GB1100449A; DK133455B; NL6616774A; FI43153B; SE320919B; AT271289B; LU52495A1

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

so 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 Filterwirksainkeii 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 langer 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- so 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- schein 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 Urea-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 Behanddem 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 40 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,

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die sonst das Filter durchnässen würde, wenn es vom steht vorteilhaft aus einem Wachs, beispielsweise

Raucher gedrückt wird. einem harten Erdölwachs, aus einem thermoplasti-

Es ist demnach leicht ersichtlich, daß ein echtes sehen oder in der Wärme aushärtenden Harz, wie Zusammenwirken zwischen den Flüssigkeitskapseln beispielsweise einem Vinylidenchlorid-Copolymer, und den befeuchteten Kohleteilchen besteht. Obwohl 5 Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Vinylacetat-Coaugenscheinlich ein Bedarf für ein Füllmaterial als polymer, Polyester, Phenol-Formaldehyd- oder wichtige dritte Komponente besteht, kann das Füll- Urea-Formaldehyd-Harz, aus Gelatine od. dgl. Es material von einer genügend großen Menge von besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Zusam-Kohleteilchen gebildet werden, die nicht nur die er- mensetzung des Hüllenmaterials, außer derjenigen, forderliche Menge von befeuchteter Aktivkohle lie- ίο daß es in der Lage sein muß, eine die Behandlungsfern, sondern auch das Füllmaterial bilden, um die flüssigkeit umschließende und zurückhaltende, aber aus den Kapseln befreite Flüssigkeit aufzunehmen. zerbrechbare Hülle zu bilden.

Das Füllmaterial, das in dem erfindungsgemäßen Die Flüssigkeit innerhalb der Hülle kann reines Filterelement Verwendung findet, muß zusammen- Wasser oder Wasser mit einem Gehalt an einem üblidrückbar und in der Lage sein, eine genügende Menge 15 chen Netzmittel sein, um die Verteilung des Wassers der freigegebenen Flüssigkeit aufzunehmen, um die in dem Füllmaterial zu beschleunigen, wenn die Kap-Flüssigkeit in den Poren oder Kanälen des Füllmate- sei zerbrochen wird. Weiterhin kann dem Wasser ein rials zu halten, durch die und an denen vorbei der Aromastoff beigemengt sein, um das Aroma des Ta-Rauch gezogen wird. Darüber hinaus wird die freige- bakrauches zu verbessern, anzureichern oder sogar gebene Flüssigkeit durch die Aufnahme im Füllmate- 20 seinen Charakter zu ändern. Es kann auch ein Medirial daran gehindert, in den Tabakteil einer Zigarette kament enthalten, wie beispielsweise ein Stauungen öder Zigarre, in den Mund des Rauchers oder in einen entgegenwirkendes Mittel (decongestant), oder ein benachbarten Abschnitt eines mehrteiligen Filters Metallsalz, wie ein Eisensalz, um unerwünschte Beeinzudringen. Das Füllmaterial ist vorteilhaft nicht standteile des Tabakrauches zu neutralisieren. Nichtnur im trockenen Zustand elastisch, sondern auch 25 wäßrige Flüssigkeit wie Zitronenöl oder andere dann, wenn es mit der Flüssigkeit befeuchtet ist, da- geschmacksbildende Öle können ebenfalls innerhalb mit das Filterelement zum Zerstören der die Flüssig- der Hülle der Kapsel eingeschlossen sein.
keit enthaltenen Kapseln zusammengedrückt werden Die Anzahl der Mikrokapseln, die in das Füllmatekann und doch im wesentlichen in seine Ursprung- rial eingelagert werden, hängt von ihrer Größe und liehe Form zurückkehrt, damit es innerhalb des FiI- 30 der Menge der freien Flüssigkeit ab, die in dem Filter terrohres die Lage einnimmt, in der es eine wirksame erwünscht ist. Es wurde beispielsweise festgestellt, Filterung gewährleistet. Gegenwärtig wird als Füll- daß bei der Verwendung von Wasser 5 bis 80 mg material übliches Rauchfilterpapier bevorzugt, das Wasser auf 10 mm der Filtereinheit wirksam Vereine gute Absorptionsfähigkeit und Feuchtigkeitsbe- Wendung finden können. Eine Wassermenge, die unständigkeit aufweist. Papier dieser Art ist allgemein 35 ter den oben angegebenen Grenzen liegt, führt zu von genügender Elastizität, auch wenn es befeuchtet einem weniger wirksamen Entzug der wasserlösliist, um die wichtigsten Forderungen an ein Filterele- chen Bestandteile der Dampfhase des Rauches. Eine ment zu: erfüllen. Eine bessere Elastizität kann dem größere Wassermenge, als dem oben abgegebenen Papier durch eine Beschichtung mit Stärke oder Bereich entspricht, kann zu einem Wasserübertritt in einem anderen porösen, versteifenden Material erteilt 40 den Tabak der Zigarette führen. Natürlich werden werden. Celluloseacetat-Stränge, Baumwolle und sich bei größeren oder geringeren Filterlängen die Celluloseschwamm, und zwar mit oder ohne einen bevorzugten und im weitesten Sinne brauchbaren Beversteifenderi Überzug, sind ebenfalls wirksame Füll- reiche der Menge an Wasser oder anderer Flüssigmaterialien für das erfindungsgemäße Filter. Wei- keit pro Filtereinheit proportional erhöhen oder verterhin können auch Kunststoffschäume oder 45 mindern.

-schwämme aus Polyurethan ebenso wie natürlich Wenn mehr als eine einzige Kapsel pro Filterele-

der obenerwähnte Füllkörper aus Kohleteilchen mit ment benutzt wird, werden sie vorteilhaft im wesent-

Vorteil verwendet werden. liehen über die ganze Länge und die ganze Breite des

Zur Aufnahme der Flüssigkeit kann innerhalb des Füllkörpers verteilt. Wenn die Kapseln von einem

Füllkörpers des Filterelementes entweder eine ein- 5° schwammartigen Füllkörper aufgenommen werden

zige, relativ große Kapsel oder eine Anzahl von Kap- sollen, werden sie vorzugsweise in dem Schaum oder

sein mit einem Durchmesser im Bereich zwischen Schwamm während dessen Herstellung verteilt. Bei

0,02 bis 3 mm Verwendung finden. Die größeren einer anderen Ausführungsform, die in F i g. 2 dar-

Kapseln können leicht durch übliche Techniken her- gestellt ist und von einem schwammartigen Füllkörper

gestellt werden, wie sie in der pharmazeutischen In- 55 Gebrauch macht, ist der Schwamm 11 in die Gestalt

dustrie Anwendung finden. Die Miniaturkapseln eines Zylinders 12 zusammengepreßt, und es ist das

können durch Coacervationsverfahren oder Aus- Innere dieses Zylinders mit einer oder mehreren

tauschverfahren zwischen Flüssigkeiten und Feststof- Kapseln 13 ausgefüllt, die eine Aufschwämmung von

fen hergestellt werden. Geeignete Mikrokapseln kön- in der Behandlungsflüssigkeit 15 suspendierten Koh-

nen auch mechanisch mit einer Einkapselvorrichtung 60 leteilchen enthalten. Wenn die Kapseln zerbrochen

hergestellt werden, die eine oder mehrere Öffnungen werden, bewirkt die freigegebene Flüssigkeit, daß der

aufweist und einzukapselnde Flüssigkeitströpfchen Schwamm sich ausdehnt und den Hohlraum füllt, der

durch einen dünnen Film eines Überzugsmaterials von der zerbrochenen Kapsel freigegeben wird. Bei

hiridurchdrückt. Zentrifugalvorrichtungen können in der Verwendung eines Füllkörpers aus Papier, der in

gleicher Weise verwendet werden. 65 üblicher Weise durch Kräuseln, Falten oder anders-

Die Kapseln, die gemäß der Erfindung verwendet artiges Formen einer Papiermenge zu einem Rauchwerden, weisen eine äußere, zerdrückbare Hülle auf, filterelement hergestellt ist, hat es sich als vorteilhaft die die Behandlungsflüssigkeit umgibt. Die Hülle be- herausgestellt, die Kapseln auf die Oberfläche des

Papiers aufzubringen, bevor es zu dem Filterelement verformt wird. So wurde beispielsweise festgestellt, daß durch Besprühen der Oberfläche des Papiers mit einem Klebemittel, wie beispielsweise einer Stärkelösung, die Kapseln wirksam an dem Papier für die nachfolgende Behandlung zum Haften gebracht werden können. Darüber hinaus erhöht das Beschichtungsmaterial die Steifigkeit und Elastizität des mit den anhaftenden Kapseln versehenen Füllkörpers. Die Steifigkeit des Papiers erleichtert das Zerreißen der Mikrokapseln durch Pressen des erfindungsgemäßen Filterelementes. Weiterhin wurde festgestellt, daß die Anwesenheit der Kohleteilchen dazu beiträgt, möglichst alle der Mikrokapseln durch Zusammendrücken des Füllmaterials zu zerstören.

Die Kohleteilchen, die für das erfindungsgemäße Filterelement geeignet sind, können aus Aktivkohle jeder Art bestehen. Der Ausdruck »Aktivkohle«, der hier und in den Ansprüchen benutzt wird, soll außerdem alle bekannten, im Normalzustand festen Adsorptionsmittel sein, wie z. B. Silicagel, Zeolith, Chabazith usw. Die Größe der Teilchen kann zu 30°/o unter 0,044 mm bis zu etwa 0,84 mm betragen (325 Maschen bis etwa 20 Maschen der Tyler standard Siebreihe). Gegenwärtig wird Teilchen im Bereich zwischen 0,3 mm und 0,1 mm Größe der Vorzug gegeben.

Die Kohleteilchen werden auf einfache Weise befeuchtet, indem sie in die Flüssigkeit eingetaucht und dann bei Umgebungstemperatur oder erhöhter Temperatur getrocknet werden. Die Wahl der Trocknungstemperatur hängt natürlich von der Flüssigkeit ab. Im allgemeinen wird es jedoch gegenwärtig bevorzugt, die Flüssigkeit enthaltenden Kohleteilchen in den Feuchtigkeitszustand zu bringen, in dem sie nahezu mit den Bedingungen im Gleichgewicht stehen, die in der Zigarette herrschen. Die Teilchen enthalten daher sowohl adsorbierte als auch absorbierte Flüssigkeit, jedoch sollten sie nicht zuviel an die Oberfläche gebundene Flüssigkeit enthalten, wenn sie einzeln auf das Filterelement verteilt werden sollen, weil sie sonst zusammenkleben. Wenn die Aktrivkohle-Teilchen mit Wasser befeuchtet werden, werden sie beispielsweise bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes in einer Atmosphäre von 24° C (75° F) und etwa 60% relativer Feuchtigkeit getrocknet. In diesem Zustand enthalten die Teilchen etwa 33°/o Wasser bezogen auf die trockene Kohle. Im allgemeinen wird es jedoch gegenwärtig bevorzugt, die Kohleteilchen mit etwa 40 bis 50% Wasser bezogen auf die Trockenkohle zu befeuchten.

Die Flüssigkeit enthaltenden Kapseln sind demnach im ganzen erfindungsgemäßen Filterelement in solcher Weise verteilt, daß durch Zerreißen der Kapseln das flüssige Medium an alle Teile des Füllmaterials abgegeben wird. Diese ausgedehnte Verteilung der Flüssigkeit in dem Füllmaterial und die Tatsache, daß dank der Wirkung der befeuchteten Kohleteilchen die Flüssigkeit über die ganze Zeit zur Verfügung steht, läßt die wohltuende Wirkung der Anwesenheit des flüssigen Mediums in dem Filter der Gesamtmenge des Rauches zukommen, die durch das Filter gezogen wird.

Das folgende spezifische Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines Filterelementes nach der Erfindung. Es wird ein geriffeltes Tabakrauch-Filterpapier, das von der Ecusta Paper Corp. unter der Handelsbezeichnung »Skyline« vertrieben wird, einer Maschine zur Herstellung von Filterstangen zugeführt. Dieses Papier wurde gewählt, weil es eine gute Elastizität, eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und ein gutes Absorptionsvermögen in sich vereinigt. Ein geriffeltes Papier wurde gewählt, weil es einen sehr porösen Filtereinsatz bildet. Vor dem Eintritt in die Maschine wurde eine Fläche des Papiers mit einer Stärkelösung besprüht. Das feuchte, mit Stärke beschichtete Papier lief dann unter einer Streuvorrichtung hindurch, die auf das Papier Mikrokapseln aufbrachte, die im wesentlichen aus Wassertröpfchen in einer harten äußeren Hülle aus Erdölwachs bestanden. Die Mikrokapseln hatten einen Durchmesser von etwa 1,8 mm (0,07 Zoll), und ihr Wassergehalt betrug zwisehen 50 und 60% des Gesamtgewichts der Kapseln. Das mit Kapseln beschichtete Papier lief dann unter einer zweiten Streuvorrichtung hindurch, mit der befeuchtete Teilchen von aktivierter Holzkohle aufgebracht wurden. Die Teilchen hatten eine Größe im Bereich von etwa 0,3 mm bis 1,5 mm (50 bis 150 Maschen) und einen Wassergehalt von etwa 40% auf Trockenbasis. Die Menge von Kohle und Kapseln, die dem Papier hinzugefügt wurden, war ausreichend, um ein Filterelement von 10 mm Länge der fertigen Zigarette mit etwa 25 bis 75 mg und hier speziell mit 50 mg befeuchteter Kohle und etwa 50 bis 150 mg und hier speziell etwa 100 mg an Mikrokapseln zu versehen.

Das erhaltene beschichtete Papier wurde in einer üblichen Vorrichtung gekräuselt und gefaltet, um es in eine Stange Filtermaterial umzuwandeln. Es wurde dann ein feuchtigkeitsbeständiges, im Handel erhältliches Hüllpapier für Filtereinsätze dazu benutzt, den gefalteten, die Kapseln enthaltenden Papierfüllkörper zu umwickeln und einen rohrförmigen Körper zu bilden, der dann in Stäbe von einer Länge geschnitten wurde, die zur Zuführung zu einer Maschine zur Herstellung zusammengesetzter Filterstangen geeignet war. In dieser Maschine wurden die erfindungsgemäßen Filterelemente mit Filterelementen aus Celluloseacetat kombiniert und zu Doppelfilterstäben zusammengesetzt, die zur Zuführung zu einer Maschine zur Herstellung von Filterzigaretten geeignet war. In der Zigaretten-Herstellungsmaschine wurde das Doppelfilterelement, welches das Celluloseacetat-Filterelement 16 und das in F i g. 1 dargestellte Filterelement 17 umfaßte, mit Hilfe eines üblichen Mundstückpapiers 19 mit einem Tabakstäbchen 18 verbunden, wie es F i g. 3 zeigt, um eine Doppelfilter-Zigarette zu bilden.

Die erhaltene Filterzigarette wurde dann geprüft, indem zuerst der Filterabschnitt zwischen den Fingern unter ausreichendem Druck gerollt wurde, um das Mundstückpapier nach innen zu drücken und auf diese Weise die zerstörbaren Mikrokapseln in dem erfindungsgemäßen Filterelement zu zerreißen. Die Zigarette mit ihrem freies Wasser enthaltenden Filter wurde dann in einer Prüfmaschine getestet, indem sie unter den in der Industrie üblichen Standard-Rauchbedingungen abgeraucht wurde. Der Rauch wurde dann im Hinblick auf die Bestandteile seiner Dampfphase analysiert, und es wurde festgestellt, daß eine Reduktion der Konzentration der Dampfbestandteile von etwa 30% im Vergleich mit dem Rauch einer gleichen Zigarette, von der das Filter entfernt worden war, erzielt wurde. Das erfindungsgemäße, Wasser enthaltende Filterelement erhöhte 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 Axial richtung 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 Zigarettenrauchfiltern 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.