Ventilierte Zigarette

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine ventilierte Zigarette, deren Mundstückszone aus Tabak oder einem Filter oder einem Hohlmundstück besteht und dort in der Umhüllung oder Wandung zumindest eine Ventilationszone enthält, wobei in der Mundstückszone oder zwischen dieser und dem Tabakstrang oder in letzterem ein aus polymeren nichtgekräuselten Spinnfasern und/oder Filamenten bestehendes Element so angeordnet ist, daß es sich, von dem dem Mund zugekehrten Ende der Mundstückszone aus gesehen, hinter der Ventilationszone befindet, wobei die Spinnfasern und Filamente jeweils einen Durchmesser von 0,1 bis 20 µm besitzen.

[0002] Aus Ergebnissen von Zug-für-Zug-Analysen an - handelsüblichen - Zigaretten mit einer Mundstückszone aus Tabak oder einem Filter oder einem Hohlmundstück ist es bekannt, daß die Tabakrauchausbeute beim Abrauchen von Zug zu Zug ansteigt.
Dieses kann u.a. zur Folge haben, daß sich der Geschmack des Tabakrauchs zugweise ändert.
Daher ist eine Vergleichmäßigung der Rauchausbeute pro Zug beim Abrauchen vor allem aus geschmacklichen Gründen erstrebenswert.
Eine Vergleichmäßigung der Rauchausbeute von Zug zu Zug ist auch deshalb wünschenswert, da damit eine Erniedrigung der Gesamtrauchausbeute sowohl in der Partikel- als auch in der Gasphase erreicht wird.

[0003] In der Literatur gibt es Ansätze zur Lösung der zuvor geschilderten Probleme:
So ist in der US-Patentschrift 3 526 904 eine ventilierte Zigarette beschrieben, bei der ein schmelzbarer Polymerfilm Teile der Ventilationszone am Tabakstrang abdeckt; nach dem Schmelzen des Polymerfilms - durch die nahende Glutzone - kommt es zu einer Erhöhung der Strangventilation.

[0004] Außerdem beschreiben Crellin et al. in "Beiträge zur Tabakforschung" 8, 70 (1975) ein ventiliertes Zigarettenfilter, bei dem das tabakseitige Filterende von einer unter Einfluß von Wärme schrumpfenden Folie umgeben ist. Durch diese Folie wird ein künstliches Kollabieren des Filters erzeugt, wodurch der Zugwiderstand im tabakseitigen Teil des Filters ansteigt und damit eine Erhöhung des Ventilationsgrades erzeugt wird.

[0005] Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift (DE-A) 27 45 028 wird bei einem Filter für Tabakrauchwaren eine Ventilationsgraderhöhung mit Hilfe einer tabakseitig angebrachten Rauchbeschleunigungsöffnung erreicht.

[0006] Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift (DE-A) 22 43 349 eine gattungsgemäße ventilierte Zigarette bekannt, deren Mundstückszone aus einem Filter oder einem Hohlmundstück besteht und dort in der Umhüllung oder Wandung Luftlöcher enthält, wobei zwischen der Mundstückszone und dem Tabakstrang eine Scheibe einer dichtgepackten Schicht von feinen Fasern so angeordnet ist, daß sie sich, von dem dem Mund zugekehrten Ende der Mundstückszone aus gesehen, hinter den Luftlöchern befindet, wobei die feinen Fasern, die beispielsweise aus einem synthetischen textilen Werkstoff bestehen, jeweils einen Durchmesser von 0,01 bis 10 Mikrometer oder von 0,1 bis 100 Mikrometer besitzen. Mit dem aus der zuvor erwähnten Scheibe bestehenden Filter wird erreicht, daß das Druckgefälle in der Scheibe während der letzten Züge durch die zunehmende Verstopfung der Poren der dichtgepackten Schicht durch die aufgenommenen Feststoffteilchen in zunehmendem Maße ansteigt, wodurch wiederum eine erhöhte Filterleistung erreicht wird; außerdem sollen sich - durch die Luftlöcher - nur geringe Schwankungen des Gesamtdruckgefälles ergeben.

[0007] Aus der deutschen Patentschrift 23 21 247 ist bereits ein Filter für Tabakrauch bekannt, das sich aus mehreren Filterelementen zusammensetzt, wobei wenigstens eines der Filterelemente vollständig aus nichtgekräuselten Fasern aus thermoplastischem polymerem nichtabsorbierendem Material besteht, die einen Durchmesser von weniger als etwa 5 Mikron besitzen und deren größerer Teil so angeordnet ist, daß die Fasern quer zur Tabakrauchströmung liegen. Bei diesem bekannten Filter handelt es sich jedoch um ein solches ohne Ventilationszone(n).
Ferner zeigt dieses bekannte Filter den Nachteil, daß es beim Abrauchen einer mit einem solchen Filter versehenen Zigarette bereits nach wenigen Zügen verstopft, d.h., daß sehr rasch eine große Menge an Kondensat auf das Filterelement aus nichtgekräuselten Fasern aus thermoplastischem polymerem nichtabsorbierendem Material abgeschieden wird, wodurch der Zugwiderstand übermäßig erhöht wird.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ventilierte Zigarette der eingangs beschriebenen Gattung zur Verfügung zu stellen, mit der eine Vergleichmäßigung von Rauchausbeute und Geschmack und eine Erniedigung der Gesamtrauchwerte sowohl in der Partikel- als auch in der Gasphase erreicht wird.

[0009] Diese Aufgabe wird bei einer ventilierten Zigarette der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

[0010] Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen ventilierten Zigarette sind in den Ansprüchen 2,3 und 4 angegeben.

[0011] Das Element gemäß der Erfindung kann

• aus einem Gemisch von Spinnfasern (Stapelfasern), also Fasern endlicher Länge, und Filamenten, also endlosen Fäden,

oder

• nur aus Spinnfasern

oder

• nur aus Filamenten

bestehen.

[0012] Die Spinnfasern und Filamente gemäß der Erfindung können aus natürlichen oder synthetischen thermoplastischen, polymeren Materialien bestehen, die sich zu Spinnfasern und Filamenten mit einem Durchmesser von 0,1 bis 20 µm verformen lassen. Beispiele für solche Materialien sind

• Polyolefine, wie Polypropylen und Polyethylen, aber auch substituierte Polyolefine, wie Polytrifluorethylen,
• Polyamide, wie Nylon-66, Nylon-6 und Nylon 610,
• Polyester, wie Polyethylenterephthalat
• Poly-(methylmethacrylat),
• Polystyrol.

[0013] Es können jedoch auch Polymerenmischungen oder Copolymere verwendet werden.

[0014] Im allgemeinen bestehen die Spinnfasern und Filamente eines Elements gemäß der Erfindung aus einem einzigen, also aus dem gleichen polymeren Material; das Element kann jedoch auch aus einem Gemisch von Spinnfasern und/oder Filamenten aus zwei oder mehreren polymeren Materialien bestehen.

[0015] Die Spinnfasern und Filamente eines Elements gemäß der Erfindung können denselben Durchmesser aufweisen; es kann sich jedoch auch um Spinnfasern und Filamente unterschiedlichen Durchmessers handeln.

[0016] Bevorzugt befindet sich das Element gemäß der Erfindung in einem Abstand von bis zu 30 mm von dem dem Mund zugekehrten Ende der Mundstückszone.

[0017] Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Spinnfasern und Filamente eines Elements gemäß der Erfindung jeweils einen Durchmesser von 1 bis 5 µm besitzen.

[0018] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert:

Beispiel

[0019] Polypropylen mit einem Schmelzindex von 13 g/10 min bei 230°C/2,16 kg, einer Dichte von 0,902 g/cm bei 23°C und einem Schmelzbereich von 165-170°C wurde geschmolzen und mit Hilfe eines Spinnkopfs ähnlich dem gemäß der deutschen Patentschrift 25 50 463 zu Spinnfasern und Filamenten versponnen (blasgesponnen). Die Spinnfasern und Filamente wurden durch Ablage auf einer rotierenden Trommel zu einem Spinnvlies umgeformt.
Durch Änderung der Spinnparameter, insbesondere des Drucks der aus dem Spinnkopf austretenden Luft, die zur Bildung und Verstreckung der Spinnfasern und Filamente beiträgt, wurden in drei Versuchen folgende Spinnvliese erhalten:

• Spinnvlies A mit einem Quadratmetergewicht von 85 g und einer Luftdurchlässigkeit von 65 l/min.cm² bei 50 Pascal (ca. 5 mm Wassersäule), bestehend aus Spinnfasern und Filamenten, die einen mittleren Durchmesser von 2 µm aufwiesen;
• Spinnvlies B mit einem Quadratmetergewicht von 85 g und einer Luftdurchlässigkeit von 21 l/min.cm² bei 50 Pascal, bestehend aus Spinnfasern und Filamenten, die einen mittleren Durchmesser von 1,4 µm aufwiesen;
• Spinnvlies C mit einem Quadratmetergewicht von 85 g und einer Luftdurchlässigkeit von 202 l/min.cm² bei 50 Pascal, bestehend aus Spinnfasern und Filamenten, die einen mittleren Durchmesser von 4,8 µm aufwiesen.

[0020] Aus den Spinnvliesen A, B und C wurden jeweils runde Plättchen (Scheibchen) mit einem dem Durchmesser des Tabakstrangs und des Filterkörpers einer handelsüblichen Filterzigarette - mit einer Ventilationszone in der Umhüllung des Filterkörpers - entsprechenden Durchmesser ausgestanzt.
Die Scheibchen, nach den Spinnvliesen, denen sie entstammen, Scheibchen A , B und C genannt, wurden in die zuvor erwähnten ventilierten Filterzigaretten zwischen dem Tabakstrang und dem Filterkörper, der aus üblichen gekräuselten Cellulose-2,5-Acetatfasern bestand, eingesetzt (selbstverständlich wurde danach wieder eine übliche Umhüllung angebracht), so daß die Filterzigaretten A, B und C entstanden.
Die Spinnfasern und Filamente der Scheibchen waren im wesentlichen quer zur Strömungsbahn des Tabakrauchs angeordnet.

[0021] Bedingt durch den Einbau der Scheibchen steigt gegenüber der erwähnten Original-Filterzigarette und je nach Luftdurchlässigkeit der Scheibchen der Anfangs-Zugwiderstand und damit der Anfangs-Ventilationsgrad der Filterzigaretten A, B und C geringfügig an, wie die nachstehende Tabelle 1 zeigt:

Tabelle 1

	Anfangs-Zugwiderstand in Pascal	Anfangs-Ventilationsgrad in Prozent
Original-Filterzigarette	955	14,7
Filterzigarette A	1298	23,7
Filterzigarette B	1692	32,3
Filterzigarette C	1028	17,5

[0022] An den zuvor genannten Zigaretten, also an der Original-Filterzigarette und den Filterzigaretten A , B und C wurden Ventilationsgrad- und Zugwiderstandsmessungen während des Rauchens vorgenommen. Die Messungen erfolgten mit einer Meßvorrichtung, die es ermöglicht, Zug-für-Zug unter CORESTA-Normbedingungen (CORESTA = CENTRE DE COOPERATION POUR LES RECHERCHES SCIENTIFIQUES RELATIVES AU TABAC) den Zugwiderstand und den Ventilationsgrad zu ermitteln.

[0023] Der Verlauf von Zugwiderstandskurven während des Rauchens wurde bereits von R.R. Baker in "Beiträge zur Tabakforschung" 8, 124 (1975) beschrieben, wo auch die Grundlage des "Heiß-Gas-Modells" theoretisch berechnet ist. Die nach diesem Beispiel ermittelten Meßwerte für die Original-Filterzigarette folgen jenem Modell, und es wurde ein ähnlicher Verlauf der Ventilationsgradkurve gefunden. Die nachfolgende Tabelle 2 zeigt die ermittelten Ventilationsgrad- und Zugwiderstandswerte für die Original-Filterzigarette während des Rauchens.

Tabelle 2

Zug	Ventilationsgrad in Prozent	Zugwiderstand in Pascal
0	14,7	955
1	17,3	1068
2	18,9	1163
3	18,2	1159
4	17,2	1144
5	16,0	1114
6	15,1	1104
7	15,2	1151
8	15,1	1178
9	16,3	1203

[0024] Die Tabelle 3 zeigt die ermittelten Werte des Ventilationsgrads und des Zugwiderstands für die Filterzigarette C während des Rauchens.

Tabelle 3

Zug	Ventilationsgrad in Prozent	Zugwiderstand in Pascal
0	17,5	1028
1	20,0	1125
2	22,4	1241
3	21,8	1226
4	21,7	1230
5	20,6	1213
6	19,9	1200
7	20,5	1255
8	19,9	1246
9	21,9	1376

[0025] Den Tabellen 2 und 3 ist insbesondere zu entnehmen, daß der Ventilationsgrad der Original-Filterzigarette bis zum neunten Zug nur um etwa 11 Prozent ansteigt, während der Ventilationsgrad der Filterzigarette C jedoch um etwa 25 Prozent ansteigt, was letztendlich zu einer Vergleichmäßigung der Tabakrauchausbeute pro Zug und damit auch zu einer Erniedrigung der Gesamtrauchausbeute sowohl in der Partikel - als auch in der Gasphase führt.

[0026] Die nachstehende Tabelle 4 zeigt die ermittelten Werte für den Ventilationsgrad und den Zugwiderstand für die Filterzigarette A während des Rauchens.

Tabelle 4

Zug	Ventilationsgrad in Prozent	Zugwiderstand in Pascal
0	23,7	1298
1	26,7	1437
2	30,1	1604
3	30,0	1624
4	30,6	1676
5	31,6	1767
6	32,3	1862
7	34,5	2029
8	37,3	2267
9	43,0	2609

[0027] Die nachfolgende Tabelle 5 zeigt die ermittelten Ventilationsgrad- und Zugwiderstandswerte für die Filterzigarette B während des Rauchens.

Tabelle 5

Zug	Ventilationsgrad in Prozent	Zugwiderstand in Pascal
0	32,3	1692
1	34,5	1809
2	37,8	1991
3	39,1	2061
4	41,2	2184
5	43,5	2325
6	47,2	2557
7	53,2	2945
8	64,4	3695
9	74,3	4277

[0028] Wie den Tabellen 4 und 5 zu entnehmen ist, wird durch die Scheibchen A und B bei den - ventilierten - Filterzigaretten eine sehr deutliche Ventilationsgraderhöhung während des Rauchens erreicht, was naturgemäß zu einer sehr starken Vergleichmäßigung der Rauchausbeuten pro Zug und einer Verminderung der Gesamtrauchausbeute pro Zigarette führt.

[0029] Schließlich wurden mit der Original-Filterzigarette und den Filterzigaretten A und B noch Zug-für-Zug-Rauchanalysen unter CORESTA-Normbedingungen durchgeführt. Wie die nachstehenden Tabellen 6, 7 und 8 zeigen, und wie auf Grund der Ventilationsgradmessungen zu erwarten war, ergab sich bei den Filterzigaretten A und B - gegenüber der Original-Filterzigarette - eine deutliche Vergleichmäßigung der Zug-für-Zug gebildeten Tabakrauchmenge und damit eine sehr starke Erniedrigung der Gesamtrauchausbeute pro Zigarette.

Tabelle 6

Original-Filterzigarette
Zug	Nikotin im Tabakrauch in mg	Gesamtkondensat im Tabakrauch in mg
1	0,047	0,83
2	0,082	1,61
3	0,104	1,67
4	0,121	1,82
5	0,131	2,02
6	0,134	2,16
7	0,145	2,32
Σ pro Zigarette	0,764	12,43

Tabelle 7

Filterzigarette A
Zug	Nikotin im Tabakrauch in mg	Gesamtkondensat im Tabakrauch in mg
1	0,030	0,59
2	0,053	0,82
3	0,069	1,01
4	0,076	1,15
5	0,087	1,27
6	0,091	1,36
7	0,100	1,61
Σ pro Zigarette	0,506	7,81

Tabelle 8

Filterzigarette B
Zug	Nikotin im Tabakrauch in mg	Gesamtkondensat im Tabakrauch in mg
1	0,018	0,36
2	0,030	0,46
3	0,036	0,56
4	0,043	0,61
5	0,045	0,66
6	0,047	0,69
7	0,050	0,78
Σ pro Zigarette	0,269	4,12

[0030] Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
Die erfindungsgemäße ventilierte Zigarette zeigt - gegenüber handelsüblichen ventilierten Zigaretten - eine Vergleichmäßigung der Rauchausbeute beim Abrauchen Zug für Zug, wodurch der Geschmack des Tabakrauchs während des Abrauchens praktisch gleich bleibt.
Ferner wird damit eine Erniedrigung der Gesamtrauchausbeute sowohl in der Partikel - als auch in der Gasphase pro Zigarette erreicht.

Ansprüche

1. Ventilierte Zigarette, deren Mundstückszone aus Tabak oder einem Filter oder einem Hohlmundstück besteht und dort in der Umhüllung oder Wandung zumindest eine Ventilationszone enthält, wobei in der Mundstückszone oder zwischen dieser und dem Tabakstrang oder in letzterem ein aus polymeren nichtgekräuselten Spinnfasern und/oder Filamenten bestehendes Element so angeordnet ist, daß es sich, von dem dem Mund zugekehrten Ende der Mundstückszone aus gesehen, hinter der Ventilationszone befindet, wobei die Spinnfasern und Filamente jeweils einen Durchmesser von 0,1 bis 20 µm besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnfasern und Filamente im wesentlichen quer zur Strömungsbahn des Tabakrauchs angeordnet sind und das Element eine Luftdurchlässigkeit von 21 l/min.cm² bis 202 l/min.cm² bei 50 Pascal aufweist.

2. Ventilierte Zigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element die Form einer Scheibe, einer Kugel oder eines Ringes aufweist.

3. Ventilierte Zigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element den Querschnitt der Mundstückszone oder des Tabakstrangs teilweise oder vollständig ausfüllt.

4. Ventilierte Zigarette nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine aus einem aus Polypropylen-Spinnfasern und -Filamenten bestehenden Spinnvlies hergestellte Scheibe ist, wobei das Spinnvlies ein Quadratmetergewicht von 85 g und eine Luftdurchlässigkeit von 21 l/min.cm² bei 50 Pascal aufweist.

Claims

1. An aerated cigarette whose mouthpiece zone consists of tobacco or a filter or a hollow mouthpiece and contains there in the wrap or wall at least one ventilation zone, wherein in the mouthpiece zone or between the latter and the tobacco strand, or in the latter, there is arranged an element consisting of polymeric noncrimped spun fibres and/or filaments in such a way that it is disposed, as viewed from the mouthpiece zone facing the mouth, behind the ventilation zone, wherein the spun fibres and filaments respectively have a diameter of 0.1 to 20 µm, characterized in that the spun fibres and filaments are arranged in essence transversely to the flow path of the tobacco smoke and that the element has an air permeability of 21 l/min.cm² to 202 l/min.cm² at 50 pascal.

2. An aerated cigarette according to claim 1, characterized in that the element has the shape of a disc, a sphere or an annular shape.

3. An aerated cigarette according to claim 1 or 2, characterized in that the element fills partly or completely the cross-section of the mouthpiece zone or of the tobacco strand.

4. An aerated cigarette according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the element is a disc manufactured from a spun fleece consisting of polypropylene spun fibres and polypropylene spun filaments, the spun fleece having a weight of 85 g per square meter and an air permeability of 21 l/min.cm² at 50 pascal.

Revendications

1. Cigarette aérée dont l'embout se compose de tabac ou d'un filtre ou d'un embout creux et qui, à cet endroit, comprend au moins une zone d'aération dans l'enveloppe ou la paroi où, dans l'embout, ou entre celui-ci et le boudin de tabac ou dans ce dernier, est disposé un élément se composant de fibres et/ou de filaments polymères non crêpés, de façon qu'il se trouve, vu depuis l'extrémité buccale de l'embout derrière la zone d'aération, les fibres ou les filaments possédant respectivement un diamètre de 0,1 à 20 µm, caractérisées en ce que les fibres et les filaments sont principalement disposés transversalement par rapport au courant de la fumée de tabac et que l'élément présente une perméabilité à l'air de 21 litres par minute et par cm² à 202 litres par minute et par cm² à 50 pascals.

2. Cigarette aérée suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément présente la forme d'un disque, d'une sphère ou d'un anneau.

3. Cigarette aérée suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément remplit totalement ou partiellement la section transversale de l'embout ou le boudin de tabac.

4. Cigarette aérée suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'élément est constitué d'un disque fabriqué dans un non-tissé composé de fibres ou de filaments en polypropylène, où le non-tissé présente une densité de 85 g par m² et une perméabilité à l'air de 21 litres par minute et par cm² à 50 pascals.