DE1230702B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filtern fuer Tabakrauch oder andere Gase - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filtern fuer Tabakrauch oder andere GaseInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
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Anmeldetag:
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A24c
Deutsche Kl.: 79 b-24
1230702
C19273III/79b
25.Juni 1959
15. Dezember 1966
C19273III/79b
25.Juni 1959
15. Dezember 1966
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Filtern für
Tabakrauch oder andere Gase aus einem Faservlies.
Es ist unter anderem bekannt, Zigarettenfiltermundstücke aus Celluloseacetat-Fäden zu fertigen.
Bei einem der dafür bekannten Herstellungsverfahren wird zunächst ein dickes Fadenbündel hergestellt,
dessen Fäden, während sie in Bündelform vorliegen, gekräuselt werden. Anschließend wird das Bündel
auseinandergezogen und die gekräuselten Fasern getrennt. Mittels einer Lösung eines Weichmachers in
einem flüchtigen Lösungsmittel werden dann die getrennten Fasern besprüht; die weichgemachten Fasern
werden zu Filtermundstücken geschnitten, anschließend so lange gelagert, bis der Weichmacher
sich gleichmäßig in dem Material verteilt hat, und schließlich werden die Fasern unter Druck an den
Berührungspunkten miteinander verklebt. Dieses bekannte Verfahren erfordert daher mehrere Schnitte
und das Anwenden eines Weichermachers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vergleichsweise wenig aufwendiges Verfahren zum Herstellen
solcher poröser Filterkörper zu schaffen, ohne daß den Celluloseacetat-Fasern ein Weichmacher zugegeben
werden muß. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Herstellen von Filtern aus einem
Vlies, bestehend aus Fäden, die durch Auspressen von flüssigem faserbildendem Material durch Düsen
in eine die Verfestigung des ausgepreßten Materials bewirkende Gasatmosphäre gewonnen werden und
wobei das Vlies kontinuierlich mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Spinngeschwindigkeit der
Fäden abgezogen wird, nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die noch nicht vollständig erhärteten
Fäden einer wirbelnden Gasatmosphäre ausgesetzt werden und in dieser dadurch während ihrer Weiterbewegung
an zahlreichen Stellen miteinander in Berührung gebracht und dabei an diesen unregelmäßig
liegenden Berührungsstellen durch Eigenverklebung miteinander verbunden werden.
Es wurde festgestellt, daß bei dieser Arbeitsweise, bei der gleichzeitig mit der Fadenherstellung das Zusammenhaften
der einzelnen Fäden erreicht und das fertige Filtermaterial gewonnen wird, Filterteile mit
vergleichsweise großer Porosität und Filterwirkung entstehen, und bei denen lockere Faserteilchen, die
aus dem Filtermaterial nach außen herausragen und gegebenenfalls brechen können, praktisch nicht vorhanden
sind.
Es ist vorteilhaft, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einer solchen Abzugsgeschwindigkeit
des Vlieses gearbeitet wird, daß nach dem Zusam-
Verf ahren und Vorrichtung zum Herstellen von
Filtern für Tabakrauch oder andere Gase
Filtern für Tabakrauch oder andere Gase
Anmelder:
Celanese Corporation of America,
New York, N.Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
Köln 1, Deichmannhaus
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
Köln 1, Deichmannhaus
Als Erfinder benannt:
William Thomas Allman jun.,
Ralph Grady Higgins jun.,
Charles Richard Haley, Rock Hill, S. C;
Claude Emerson Layman, Charlotte, N. C;
James Frank Carothers,
Rock Hill, S. C. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Juni 1958 (744 844)
menraffen sich ein zylindrischer Strang von etwa Zigarettendurchmesser mit 55 000 bis 100 000 den
ergibt, und das fadenbildende Material sollte zweckmäßig mit einer linearen Geschwindigkeit gesponnen
werden, die mehr als das 400fache der linearen Abzugsgeschwindigkeit des Vlieses beträgt.
Für die Zwecke der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn man das Celluloseacetat-Grundmaterial in Form einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel verspinnt. Dabei sollte die Lösung unter einem Druck von mehr als 43 kg/cm2 gesponnen werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Faservliese demgemäß wie folgt hergestellt: Das flüssige fadenbildende Cellulose-Material wird durch
Für die Zwecke der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn man das Celluloseacetat-Grundmaterial in Form einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel verspinnt. Dabei sollte die Lösung unter einem Druck von mehr als 43 kg/cm2 gesponnen werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Faservliese demgemäß wie folgt hergestellt: Das flüssige fadenbildende Cellulose-Material wird durch
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eine Vielzahl von Düsen in eine Gasatmosphäre gesponnen,
in der das Material zu Fadenform verfestigt wird. In einer Zone, in der die sich bildenden Fäden
noch in klebrigem Zustand sind, wird die Gasatmosphäre turbulent gestaltet, wodurch die Fäden miteinander
in Berührung kommen, an willkürlich über ihre Länge verteilten Stellen miteinander verkleben
und einen dreidimensionalen schnurähnlichen Faserkörper bilden. Dieses Fasergebilde wird mit einer
linearen Geschwindigkeit abgenommen, die wesentlieh unter der linearen Spinngeschwindigkeit des
fadenfildenden Celluloseacetatmaterials liegt.
Es ist bereits bekannt, kurze Einzelfasern, Stapelfasern, zweidimensional zu Folien zu schichten und
diese dann mittels Druckwalzen zu verpressen und mittels eines Klebstoffes miteinander haftend zu verbinden.
Es ist ferner bekannt, endlose Fäden durch Verkleben miteinander zu verbinden, so daß sie über
die gesamte Länge aneinanderhaften, und es ist auch nicht mehr neu, daß man Fäden zu Garn verschlingen
und verzwirnen kann, die dann mechanisch miteinander verhaftet, jedoch nicht verklebt sind. Filtermaterialien
lassen sich aus nach diesen bekannten Verfahren hergestellten Fasernkörpern kaum fertigen,
weil beim Zuschnitt an den Schnittkanten lockere Faserteile anfallen, die, sofern sie nicht störend
wirken sollen, in einem erneuten Arbeitsgang verklebt oder sonstwie verfestigt werden müßten.
Die erfindungsgemäß hergestellten Vliese erweisen sich als wirksame Filter, insbesondere zum Filtern
von Tabakrauch. Man kann sie in den Abmessungen, wie sie für die Fertigung von Zigarettenfiltern benötigt
werden, direkt herstellen oder durch einfache Umarbeitung gewinnen.
Wenn man, wie schon erwähnt, beim erfindungsgemäßen Verfahren das Vlies von der Spinndüse mit
einer linearen Geschwindigkeit abzieht, die erheblich geringer ist als die lineare Spinngeschwindigkeit,
dann erhält man pro Längeneinheit ein erheblich höheres Gewicht des Vlieses, als wenn die Fäden mit
der gleichen linearen Geschwindigkeit, mit der sie gesponnen werden, abgezogen würden. Im allgemeinen
arbeitet man beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Spinngeschwindigkeit der Fäden, die
wenigstens etwa das lOOfache und vorzugsweise wenigstens das 400fache der Geschwindigkeit beträgt,
mit der das Vlies abgenommen wird. Die genaue Geschwindigkeit des Abziehens hängt von der Zahl der
Düsen, der Spinngeschwindigkeit und dem gewünschten Denier des Vlieses ab. Soll das Vlies zur Herstellung
von Zigarettenfiltern üblicher Größe, d. h. von etwa 25 mm Umfang, verwendet werden, liegt die
Denier-Zahl des ganzen Vlieses gewöhnlich zwischen 40 000 und 500 000 und zweckmäßig zwischen
55 000 und 100 000. . . "
Bevorzugt stellt man erfindungsgemäß Vliese mit einer Dicke von wenigstens 5 mm, bevorzugt von 10
bis 50 mm, und einer Breite von wenigstens 25 mm, vorteilhaft von etwa 50 bis 300 mm, her. Die scheinbare
Dichte des Vlieses, gemessen mit einer praktisch nicht zusammengedrückten Probe, sollte gewöhnlich
weniger als 32 g/l und, wenn unter den bevorzugten Bedingungen gearbeitet wird, weniger als 16 g/l betragen.
Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einer Vorrichtung mit einer nach unten gerichteten
Spinndüse und einer unter dieser vorgesehenen beweglichen Auflagefläche für das Vlies ausgegangen,
an der austragende Mittel zum Abziehen und Zusammenraffen des Vlieses sowie Strangformmittel
angeordnet sind und die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spinndüse und die
Auflagefläche in einem am Austragende der Auflagefläche mit einer Vlies-Austrittsöffnung versehenen
Gehäuse angeordnet und zwischen Spinndüse und Auflagefläche Mittel zum Erzeugen einer 'Wirbelzone
vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist schematisch in perspektivischer
Ansicht eine Ausführungsform einer solchen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dienenden Vorrichtung dargestellt.
In einem geschlossenen Gehäuse 11 (dessen Vorderwand weggelassen ist, damit das Innere sichtbar
wird) ist eine endlose, weitporige Auflagefläche 12, etwa ein Drahtgewebe, angeordnet, die um die Wellen
13,14 gezogen wird. Wenigstens eine dieser Wellen ist mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit
drehbar, so daß die Oberseite der Unterlage 12 nach rechts bewegbar ist. Durch eine Zuführung 15 in das
Gehäuse 11 wird Heißluft eingeführt, während zum Abziehen der Luft und der Dämpfe ein Ableitungsrohr
16 vorgesehen ist.
Bei der Herstellung des Vlieses wird eine Lösung des fadenbildenden Materials in einem flüchtigen
Lösungsmittel durch eine Leitung 17 dem innerhalb des Gehäuses 12 angeordneten Spinnkopf 18 zugeführt
und unter Druck zu einer Vielzahl von im wesentlichen parallelen Fäden 19 gesponnen, die auf
die sich bewegende Auflagefläche 12 hin gerichtet sind. Vor und hinter der durch die parallelen Fäden
19 gebildeten Ebene, d. h. rechts und links von der senkrecht zum Spinnkopf 18 verlaufenden Ebene,
sind Rohre 20 und 21 in Schrägstellung angeordnet. Aus diesen Rohren werden Luftströme von zwei Seiten
auf die Fäden 19 gerichtet, bevor diese auf die Auflagefläche 12 gelangen. Hierdurch werden die
Fäden direkt, d. h. in ihrem Durchmesser verringert, und in einer turbulenten Zone in eine Wirbelbewegung
versetzt. Jeder Faden schwingt um sich selbst und bildet Verflechtungen mit sich und anderen
Fäden. Das Lösungsmittel, in dem die Fäden 19 bildenden Material beginnt durch die im Gehäuse 11
vorhandene Heißluft zu verdampfen, aber die Fäden 19 sind bei Einwirkung der Luftströme aus den
Rohren 20 und 21 noch nicht vollständig erhärtet und noch so plastisch, daß sie an den Stellen, an
denen sie sich zufällig berühren, miteinander verkleben und zu zahlreichen unterschiedlichen geometrischen
Formen verzerrt miteinander verhaftet werden. Durch den Luftstrom im Gehäuse 11 erhärten
die einzelnen Fasern, und die durch das Verkleben gebildeten lockeren Faservliese werden fixiert.
Ein Paar seitlicher Leitbleche 22, 23 (das letztere ist nur teilweise dargestellt) ist über der Auflagefläche
12 angeordnet und bestimmt die Breite des sich bildenden Vlieses 24. Diese Leitbleche verhindern
außerdem, daß sich ein Vlies mit seitlichen Ecken oder geringerer Dicke oder Höhe als in der Mitte
bildet, d. h., sie tragen zur Bildung eines gleichmäßigen Vlieses bei.
Die aus den Rohren 20, 21 zugeführten Luftströme unterstützen die Trocknung der Fäden 19, so
daß das Vlies 24 praktisch vollständig trocken ist, nachdem es sich durch eine kurze Strecke in Richtung
zur Stirnwand 25 des Gehäuses 11 hinbewegt hat. Das Vlies 24 fällt somit nicht zusammen, es be-
hält vielmehr seine Höhe und geringe Dichte. Das Vlies wird über die Auflagefläche 12 weiterbefördert
und verläßt das Gehäuse 11 durch einen länglichen Schlitz 26 in der Stirnwand 25.
Das Vlies 24 tritt dann in das weite Ende eines Trichters 27 ein und wird darin in üblicher Art seitlich
zusammengedrückt. Hierdurch verändert sich der Querschnitt, und man erhält aus einem ursprünglichen
breiten Rechteck einen ungefähr zylindrischen Strang 28, dessen Querschnitt in Form und Größe
etwa einer Zigarette entspricht. Der Strang 28 tritt zusammen mit einem von einer Papierrolle 30 fortlaufend
abgezogenen Papierband 31 und einem dieses und den Strang fördernden umlaufenden Band 31 a
in eine Papierwickelvorrichtung 29 ein, in der das Papier in üblicher Weise um den Filterstrang 28 gewickelt
und damit verklebt wird. Der aus der Vorrichtung 29 austretende umwickelte Strang 32 wird
dann mittels eines Messers 33 zu Filtern 34 der gewünschten Länge geschnitten.
Wie bereits erwähnt, hat das gebildete Vlies 24 eine dreidimensionale Struktur; die Einzelfasern sind
regellos angeordnet und an über die Länge des Vlieses verteilten Stellen miteinander verhaftet, so
daß sie nicht einzeln herausgezogen werden können, obwohl die Einzelfasern als solche über kurze
Strecken erkennbar sind. Das Vlies 24 hat an den Kanten im wesentlichen die gleiche Dicke wie in der
Mitte. Infolge der turbulenten Luftbewegung, denen die noch nicht vollständig erhärteten Fäden ausgesetzt
sind, entsteht die regellose Struktur, die viele kleine Noppen oder Büschel enthält, die aus engen
Spiralen, Knötchen oder Verflechtungen eines oder mehrerer Fäden gebildet sind. Es wurde festgestellt,
daß Filter, die aus Vliesen mit diesen Büscheln gewonnen werden, eine vergleichsweise hohe Filterwirkung
aufweisen.
Erfindungsgemäß hergestellte Vliese und daraus gewonnene Filter zeichnen sich durch besondere
Gleichmäßigkeit aus. Die einzelnen Filter, die aus verschiedenen Teilen einer Vlieslänge hergestellt werden,
haben im wesentlichen das gleiche Gewicht pro Längeneinheit, die gleiche Filterwirkung und die
gleiche Porosität. Die Filter sind daher vergleichsweise billig und dabei wirksam und leicht. Ein
Weichmacher muß nicht mitverwendet werden. Auch ohne Weichmacher haben die Filter gute Elastizität
und Biegefestigkeit. Filter von heller Farbe können ohne Zusatz eines weißen Pigments zur fadenbildenden
Masse hergestellt werden.
An Stelle der in der Zeichnung dargestellten länglichen Spinndüse kann eine übliche Spinnbrause mit
kreisförmig angeordneten Düsen verwendet werden. Es können mehrere Spinnköpfe quer im Gehäuse 11
nebeneinander angeordnet werden, wobei ein Faservlies von größerer Breite gebildet wird. (Hierbei werden
die gegebenenfalls vorhandenen Leitbleche 22 und 23 weiter auseinander gesetzt.) Die Spinnköpfe
können auch in Längsrichtung im Gehäuse 11 angeordnet werden, wobei sich ein Schichtvlies von größerer
Höhe bzw. Dicke bildet. Gegebenenfalls können feinteilige bekannte Adsorptionsmittel, wie Kieselsäuregel,
Faserflocken od. dgl. im Gehäuse 11 auf das Vlies kurz vor dessen Bildung aufgebracht und
auf diese Weise in das Vlies eingebettet werden. Werden solche Zusatzstoffe eingeführt, bevor das
Vlies trocken ist, können diese auch innerhalb des Vlieses durch Verkleben festgehalten werden.
Luftströme können in beliebiger Zahl von beliebigen Seiten zugeführt werden, um die Eigenschaften
des gebildeten Vlieses zu verändern.
Je nach der Temperatur der Luft im Gehäuse und je nach den Spinnbedingungen ist es möglich, das erfindungsgemäße
Verfahren in einer solchen Vorrichtung durchzuführen, in der die Auflagefläche 12
nicht bewegt wird, d. h., man kann so arbeiten, daß das Vlies unmittelbar nach dem Auftreffen auf die
ίο Auflagefläche 12 einen ausreichend festen Zusammenhalt
hat und, ohne zu reißen, über eine Auflagefläche, die feststeht, bewegt werden kann. An Stelle
eines Drahtgeflechtes als Auflagefläche 12 kann man auch mehrere parallele Fäden oder Garne in einem
gewissen Abstand zueinander vorsehen, oder man kann eine Aufwickelspule unter dem Spinnkopf anordnen,
die als Halt für das Vlies dient. Sofern das Vlies stark verfilzt und bereits kurz nach Austritt der
Fäden aus dem Spinnkopf einen genügend festen Zusammenhalt hat, braucht überhaupt keine Auflagefläche
vorgesehen zu werden.
Es wurde festgestellt, daß Vliese mit starkem Zusammenhalt und Filter von hoher Qualität erfindungsgemäß
hergestellt werden können, wenn eine bekannte Celluloseacetat-Lösung unter extrem hohen
Drücken in eine Atmosphäre gesponnen wird, in der das Lösungsmittel verdampfen kann. Zweckmäßig
liegt der Spinndruck über 42 atü. Dieser Druck kann durch Verwendung kleiner Düsen, z. B. von Runddüsen
mit einem Durchmesser von etwa 4O1M oder weniger, bei linearen Spinngeschwindigkeiten von
700 m/Min, oder mehr erreicht werden. Unter diesen Bedingungen verdampft das Lösungsmittel sofort,
und es bilden sich Fasern, deren Oberflächeneigenschaften sich von denen, die gewöhnlich beim
Trockenspinnen einer Lösung durch Runddüsen erhalten werden, unterscheiden. Durch die Verschlaufungen
und Verschwingungen, die sich wie vorstehend dargelegt ausbilden, entstehen Gebilde, die
sich bei starker Vergrößerung als bandähnliche Fadenaggregationen erkennen lassen, die runzlige
Oberfläche mit spiralförmigen Riefen haben. Einzelne Fäden haben Längsfalten und im wesentlichen
parallele, in Umfangsrichtung verlaufende Riefen.
Die Höhe der Falten ist verschieden, und ihre Breite beträgt ein Zehntel bis ein Drittel der Faserbreite.
Ihre Oberflächen sind leicht eingekerbt. Einige gabeln sich in zwei auseinanderlaufenden Falten. Die Falten
können deutlich voneinander getrennt sein oder sich fast berühren. An einigen Stellen sind sie sehr unregelmäßig
und erscheinen zerknittert. Jede Faser zeigt bei Untersuchung eines Längsausschnittes alle
oder nur einige dieser Merkmale. Die Fasern sind im Querschnitt unregelmäßig und weisen viele Vorspränge
und tiefe Kerben auf. Im allgemeinen haben die Fasern rauhe, gekerbte Oberflächen, die einer
Baumrinde ähneln. Infolge ihrer ungewöhnlichen Eigenschaften haben die Fasern, wie bereits erwähnt,
ein sehr hohes Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht.
Es ist offensichtlich, daß die Vertiefungen und Unregelmäßigkeiten
in den Fasern die Einschließung von Teilchen verstärken, wenn das Vlies als Filter
verwendet wird, und es tritt eine Sperrwirkung auf, die eine Verschiebung der Fasern zueinander hemmt,
so daß ein stärkeres und festeres Vlies bzw. ein Filter mit solchen verbesserten Eigenschaften gebildet wird.
Als fadenbildende Materialien für die Zwecke der
Erfindung eignen sich beispielsweise bekannte Deri-
vate von Cellulose, etwa deren Äther und/oder Ester, die Äthylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosepropionat,
CeUulosebutyrat, Celluloseaceto-formiat, Celluloseacetat-propionat
und Celluloseaceto-butyrat. Es können auch modifizierte Celluloseester, deren Löslichkeitseigenschaften
verändert worden sind, verwendet werden, ebenso teilweise veresterte Produkte, etwa solche, die weniger als etwa 0,29 freie Hydrooxylgruppen
je Hydroglukoseeinheiten enthalten, wie z. B. Cellulosetriacetat. Zwar eignen sich auch
andere fadenbildende Materialien, wie Polyamide, z. B. Nylon 6 oder Nylon 66, lineare Polyester, wie
Polyäthylenterephthalat, Acrylnitrilpolymere und -mischepolymere, olefinische Polymere, wie Polyäthylen,
Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid-Vinylacetat, Polyvinylidenchlorid
u. dgl. als Ausgangsmaterial beim erfindungsgemäßen Verfahren, jedoch werden Celluloseester
organischer Säuren, insbesondere Celluloseacetat, bevorzugt.
Druckabfall, mm H2O .,
Filterlänge, mm
Filterwirkung, °/o
Gewicht des Filters, mg
Aus dieser Gegenüberstellung ist ersichtlich, daß die neuen Filter einen annehmbaren Druckabfall
haben, da er zwischen den Werten der Vergleichsproben liegt. Hieran ist zu erkennen, daß keine
Kanalbildung in den Filtern vorliegt. Die Filterwirkung der neuen Filter ist um etwa 2O°/o höher als die
der besseren von den beiden Vergleichsproben und um 50 % höher als die der anderen Vergleichsprobe.
Ihr Gewicht beträgt weniger als 85% des Gewichts
ίο der kürzeren Filter (mit geringerer Wirkung) und
weniger als 60% des Gewichts des wirksameren Filters.
Die Feinheit der Einzelfasern ist unterschiedlich und liegt im Durchschnitt zwischen etwa 2,6 und
3,2 den. Ihr Querschnitt ist durch die Vertiefungen und Kerben äußerst unregelmäßig. Der Querschnitt
einer bestimmten Faser schwankt erheblich an den verschiedenen Stellen über ihre Länge. Im allgemeinen
beträgt die maximale Durchschnittsbreite
so jeder Faser etwa 30 μ, während ihre kleinste durchschnittliche
Breite bei etwa 10 μ liegt.
35
Unter Verwendung der in der Abbildung dargestellten Vorrichtung wird eine Lösung von 26,8 Gewichtsprozent
Celluloseacetat mit einem Acetylwert von 55% in Aceton durch einen Spinnkopf mit 30
kreisrunden Düsen von 34 μ Durchmesser mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 1850 m/Min,
(d. h. bei einem Gesamtvolumen von 50 cm3 Lösung/ Min.) gesponnen. Der Spinndruck beträgt 105 kg/
cm2. Die Temperatur der Lösung beträgt 88° C. Die dem Gehäuse bei einer Temperatur von 80° C
zugeführte Luft wird bei einer Temperatur von 75 C° abgezogen. Die Auflage 12 befindet sich 20 cm
unter dem Spinnkopf und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 1,75 m/Min. Die unteren Enden
der Leitbleche 22, 23 haben einen Abstand von 11,4 cm. Die Rohre 20 und 21 laufen in Schlitzen
aus, aus denen breitflächige Luftströme mit einem Druck von 1,4 kg/cm2 und einer Temperatur von
25° C in einem Winkel von etwa 45° zur Senkrechten austreten. Die Rohre sind so angeordnet, daß die
Luftströme auf die gebildeten Fasern treffen und etwa 15 cm unter der Austrittsfläche des Spinnkopfes
eine Wirbelzone erzeugen. Das gebildete Vlies ist etwa 1 cm dick und hat eine Denier-Zahl von 57 000.
Unmittelbar nach seiner Bildung wird es in eine Vorrichtung zur Filterherstellung eingeführt und zu
papierumwickelten Filtern von 15 mm Länge und 25 mm Umfang verarbeitet. Das Celluloseacetat in
jedem Filter wiegt 102 mg. Die Filter werden auf einer üblichen Filterprüfmaschine untersucht, um die
Saugkraft zu bestimmen, die erforderlich ist, um ein bestimmtes Luftvolumen unter festgelegten Bedingungen
durchzusaugen, und um den Prozentsatz der Feststoffe zu bestimmen, die aus dem durch Rauchen
von Zigarettentabak gebildeten Rauch entfernt werden. Zum leichteren Vergleich sind nachstehend die
Ergebnisse zusammen mit den Resultaten von Filtern von zwei handelsüblichen Filterzigaretten angegeben.
Neue | Kontrolle | B |
Filter | A | 70 65 |
57 | 50 | 10 |
15 | 15 | 18 |
27 | 22 | 120 |
102 | 180 |
Claims (6)
1. Verfahren zum Herstellen von Filtern für Tabakrauch oder andere Gase aus einem Vlies,
bestehend aus Fäden, die durch Auspressen von flüssigen faserbildenden Material durch Düsen in
eine die Verfestigung des ausgepreßten Materials bewirkende Gasatmosphäre gewonnen werden,
wobei das Vlies kontinuierlich mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Spinngeschwindigkeit
der Fäden abgezogen wird, dadurchgekennzeichnet, daß die noch nicht vollständig erhärteten
Fäden einer wirbelnden Gasatmosphäre ausgesetzt werden und in dieser dadurch während
ihrer Weiterbewegung an zahlreichen Stellen miteinander in Berührung kommen und dabei
an diesen unregelmäßig liegenden Berührungsstellen durch Eigenverklebung miteinander verbunden
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abzugsgeschwindigkeit des Vlieses,
die nach dessen Zusammenraffen einen zylindrischen Strang von etwa Zigarettendurchmesser mit
55 000 bis 100 000 den ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fadenbildende Material
mit einer linearen Geschwindigkeit gesponnen wird, die mehr als das 400fache der linearen Abzugsgeschwindigkeit
des Vlieses beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung von Celluloseacetat
in einem flüchtigen Lösungsmittel versponnen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung unter einem Druck
von mehr als 43 kg/cm2 gesponnen wird.
6. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgenden, mit einer nach
unten gerichteten Spinndüse und einer unter dieser vorgesehenen beweglichen Auflagefläche für
das Vlies, an der austragende Mittel zum Abziehen und Zusammenraffen des Vlieses sowie
Strangformmittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüse (18) und die
Auflagefläche (12) in einem am Austragende der Auflagefläche mit einer Vlies-Austrittsöffnung
(26) versehenen Gehäuses (11) angeordnet und zwischen Spinndüse und Auflagefläche Mittel (20,
21) zum Erzeugen einer Wirbelzone vorgesehen sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 686 319;
Deutsche Patentschrift Nr. 686 319;
10
deutsche Auslegeschriften Nr. 1012 036, 1032693;
schweizerische Patentschriften Nr. 225 326, 321465,243 316,325071;
belgische Patentschrift Nr. 524 822; französische Patentschrift Nr. 739 071;
britische Patentschriften Nr. 665278, 732929,
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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