DE2210929B2

DE2210929B2 - Verfahren zur Herstellung von Röhrchen und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens

Info

Publication number: DE2210929B2
Application number: DE2210929A
Authority: DE
Inventors: John Anthony Southampton Hampshire Luke; Arthur John Southampton Hampshire Terry
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1972-03-07
Publication date: 1981-03-26
Also published as: ZA721355B; DE2210929A1; NL7202833A; NL177176C; FI57527B; DE2210929C3; NL177176B; GB1311437A; CA982922A; FI57527C; CH550659A; BR7201390D0; BE780528A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung M zum Ausüben dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2.

Verfahren und Vorrichtung der gattungsgemäßen Art sind aus der GBPS 11 71 328 bekannt. Die Röhrchenausbildung erfolgt dort unter Einschluß des Materials Ji für Zigarettenfilter. Die streifenförmige Papierbahn wird in einer Einrichtung geführt, die in ihrer Oberfläche eine in Transportrichtung sich erstreckende wannenförmigc Ausnehmung aufweist, die sich allmählich zu einem U-förmigen Querschnitt verengt. Mitreis des Filtermalerials wird die streifenförmige Bahn in Längsrichtung in diese Ausnehmung hineingedrückt, und die freien Schenkel der schließlich U-förmig um das Filtermaterial herum gewölbten und über die Führungs-Oberfläche vorstehenden Randbereiche der Bahn werden mittels einer in diesem Bereich wirkenden weiteren Führungseinrichtung aufeinander zu zusammengebogen und unter Überlappung der Randbereiche miteinander verklebt.

Solche Überlappungsverbindungen weisen zwar eine

w gute Festigkeit auf, aber sie befriedigen nicht, da sie eine unebene Zylindermantelfläche ergeben oder einen Grat aufweisen, was auch durch eine weitere Umhüllung nicht vollständig überdeckt werden kann. Im Falle der

Verwendung solcher Röhrchen für Zigarettenfilter wird

dieser Verbindungsbereich als störend empfunden.

Außerdem wird die Filterwirkung eines solchen Fillcrelementes aufgrund der doppelten Wandstärke im Überlappungsbereich vermindert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

μ Verfahren und eine zum Ausüben des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zu schaffen, mittels derer Röhrchen, vorzugsweise Papierröhrchen zur

Verwendung in Zigarettenfiltern, geschaffen werden

können, die eine glatte äußere Mantelfläche über ihrem

f>5 gesamten Umfang und über ihrer gesamten Länge aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gattungsgemäßer Art dadurch gelöst, daß es gemäß dem

kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestaltet wird, und bei einer Vorrichtung gattungsgernäßer Art dadurch, daß sie gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, im ί industriellen Maßstab aus fortlaufender streifenförmiger Bahn Röhrchen mit ebener Mantelfläche im Verbindungsbereich bei hochwertiger Stoßverbindung längs einer Erzeugenden auszubilden. Eine Füllung des Röhrchens mit Stützmaterial für die Formgebung aus der ebenen Bahn heraus ist nicht erforderlich, so daß die streifenförmige Bahn selbst aus Tabakrauchfilterpapier bestehen kann und das Röhrchen selbst das Filtermaterial darstellt, in das bei Einsatz eines solchen Röhrchens in einem Zigarettenfilter der Rauch axial emtritt, um ΐί radial durch die Wandung des Röhrchens hindurchzuströmen und gefiltert auszutreten. Derart eingesetzte Röhrchen weisen einen um Größenordnungen kleineren Durchmesser auf als Röhrchen, die, wie beim Stande der Technik, nur als äußere Umhüllung, sozusagen also als Mundstückhülle des eigentlichen, in ihrem Innern angeordneten Filtermaterials dienen. Der entsprechend kleine Umfang solcher das Filtermaterial selbst darstellenden Röhrchen bedingt, daß ein Großteil der Röhrchenwandung keine Filterwirkung hätte, wenn die Röhrchenausbildung unter überlappender Verbindung erfolgen würde. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen es also, bei Aufbau von Filtern aus sehr kleinem Röhrchen aus Filterpapier den Wirkungsgrad solcher Filter bei vorgegebener Papiermenge bzw. vorgegebenen Filterabmessungen ganz entscheidend zu erhöhen.

Als Material für die fortlaufende streifenförmige Bahn, aus der die Röhrchen gebildet werden, kommen Papier, Karton oder Zelluloseazetat in Betracht. Der Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkt sich dabei nicht auf die Herstellung von Röhrchen zur Verwendung als Filtermaterial in Zigarettenfilte"ji.

Der Leim zur stumpfen Verklebung der Längskanten der streifenförmigen Bahn wird beispielsweise auf diese Längskanten aufgetragen, bevor die Ausbildung der der endgültigen Rohrform angenäherten Form erfolgt. Vorzugsweise wird dafür Schmelzkleber auf die Längskanten aufgebracht, unmittelbar bevor die streifenförmige Bahn der endgültigen Formgebung unter gleichzeitiger Anwendung von Hitze unterworfen wird. Geeigneter Klebstoff kann aber auch schon aufgetragen werden, bevor der Streifen dem ersten Verformungs- w Vorgang unterworfen wird.

Weitere A'isgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachstehend ist die Erfindung anhand einer Beschreibung zweier in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche in ίί prinzipieller Vereinfachung dargestellter Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Berücksichtigung der bei Einsatz dieser bevorzugten Vorrichtung auftretenden Vorteile näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Röhrchen, wobei die Qiicrschnittsform des in den einzelnen Stationen serformten Hahnstreifens oberhalb dieser Ansicht und <r. die formen der verschiedenen Werkzeuge dieser Stationen im Querschnitt -nter dieser Ansicht dargestellt sind, und

Fig.2 eine perspektivische Ansicht von Teilen eines abgewandelten Ausführungsbeispieles einer Vorrich lung.

Eine fortlaufende flache Bahn 1 aus Tabakrauchfilterpapier, vorzugsweise aus einem Filterpapier hoher Festigkeit, das nicht chemisch geleimt ist, mit einer Breite von 5—30 mm, wird von einer Rolle bei A abgezogen und durch eine mit Flanschen versehene flache Führung B in eine Folge von Verformungs- und Behandlungseinrichtungen C bis F eingegeben. Die Führung B besteht aus einer quer einstellbaren Grundplatte 2 mit einem sich leicht verjüngenden inneren Abstand zwischen ihren Seitenflanschen 3 und aus einer Abdeckplatte 4, die indessen nicht zwingend notwendig ist. Eine erste Verformungseinrichtung C weist als konische Führung einen sich verjüngenden Trichter 5 auf, dem sich — wie in der Zeichnung dargestellt — ein Paar oder zwei Paar übereinander gelagerter Kaliberwalzen anschließen, von denen die obere Walze 6 mit einer Nut versehen =st, während die untere Walze 7 zylindrisch ist. Die Bahn 1 hat die Führung B mit ieicht gebogener Querschnittsform \b verlassen, die durch deren innere Verjüngung erzeugt worden ist Dieser gebogene Streifen wird in der Einrichtung C in die Form Ic eines umgekehrten U-Abschnittes gebracht, die er zwischen seitlich nebeneinander angeordneten Walzen 8 verläßt, wobei diese Walzen 8 die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes mit Tragflanschen 9 für dip Kanten des U-Abschnittes aufweisen.

Die Bahn 1 durchläuft als nächstes als Leimspender eine Klebstoffauftragsstation mit Leimspender D, die aus einer Führung JO mil einer nach unten offenen U-förmigen Nut 11, einer zylindrischen Walze 12 und aus einer Walze 13 mit seitlichen Abstufungen 14 besteht, durch die Klebstoff auf schmale Bereiche an beiden Kanten der Bahn 1 aufgetragen wird, der immer noch die U-Form Ic aufweist. Die Bahn 1 läuft weiter durch eine zweite Verformungseinrichtung E die aus oberen und unteren Walzen 15,16 besteht, wobei beide Walzen 15, 16 Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt aufweisen. Zwischen diesen Walzen 15,16 wird die Bahn 1 in eine Querschnittsform Ie gebracht, die einem Kreisquerschnitt oder der Form eines zylindrischen Rohres bereits sehr nahe kommi, wobei die Kanten sich nahe beieinander befinden. In der Form Ie läuft die Bahn 1 in eine geheizte Formgebungseinrichtung F, deren oberen und unteren, elektrisch beheizten Platten J 7,18 einen sich verjüngenden Einlaß 19 bilden, dem sich eine im wesentlichen zylindrische Führung anschließt, die durch Otwa halbkreisförmige Kanäle 20 gebildet wird. In der Einrichtung F wird die inzwischen rohrförmige Bahn einer abschließenden Formgebung zu einer kreisförmigen Querschnittsform if unterworfen, und die Kanten werden in glatter Stoßverbindung miteinander versiegelt. Vorteilhafterweise «erjlmgt sich der Kanal 20 der oberen Platte 17 schnell bei 21 über eine Länge von beispielsweise 31,7 mm in der Nähe des Eintrittsendes, während sich der Kanal 20 in der unteren Platte 18, gegen den die Kanten der Bahn 1 in der Form Ic anliegen, sich langsamer bei 22 über die halbe Länge des Kanals verjüngt. Andererseits können die beiden Kanäle 20 einander entsprechen, obwohl Veränderungen der Dimcnsionicrung zur Reibungsverringerung vorgesehen sein könne..·

Schließlich durchläuft das fertige Röhrchen mit seiner Querschnittsform IA eine Kühlstrecke bei G. in der es der Luft ausgesetzt ist, ock-r durch einen ringfönnijren.

mehl dargestellten l.iifiküh'er liiuit.

Vorteilhafterweise und entsprechend der Darstellung wird dus Röhrchen durch die oben beschriebene Anordnung gezogen und mittels einer Abzugsvorrichtung Il /u einer nicht dargestellten Schneideinrichtung gebracht, damit es dort in Röhrchen gewünschter Länge zerteilt werden kann. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Abzugvornchtung //nach Art eines Raupenfahr Werkes aufgebaut das aus einem Paar angetriebener, mit Nuten versehener Gurte 23 besteht, die mit ihren /ugtrums gegen die l-'orm I/"anliegen. Das W a I ze η paar β —7. das Wal/enpaar S und das Walzenpaar 15— 16 werden mil einer Geschwindigkeit angetrieben, die nut der Geschwindigkeit der Abziehvorrichtung //übereinstimmen, ledes l'aar kann unabhängig von den anderen Paaren angelrieben werden. Ls können aber auch alle drei Paare gemeinsam angetrieben werden, wobei letzteres bevorzugt wird, «inn die Arbeitsgeschwindigkeit hoch ist. Die Geschwindigkeit <li-r W-.iI/i* Il wu-il ähnlich koordiniert. Die Walze 12 wird nicht angetrieben.

Lm Rohrchen mit einer festen glatten Stoßverbindung kann in einfacher Weise durch das oben beschriebene Verfahren und die oben beschriebene Vorrichtung hergestellt werden.

In Li g. 2 sind Teile einer abgew andellen Ausführung dargestellt.

Bezüglich dieser Vorrichtung muß betont werden, daß ein Schmelzkleber auf beide Kantenbereiche der streifcnförmigen Bahn 1 aufgetragen worden ist. bevor dieser in die führung Beinläuft. In diesem Lall wird der Klebstoff durch Warme aktiviert, wenn die Bahn I die Lormgcbiingseinrichtung /'durchläuft. Die Bcleimungsstation mit l.eimspcnder I) entfällt in diesem Lall. Line kombinierte Verformungseinrichtung C. I: enthält den Trichter 5. Walzenpaarc 6-7. 8 und 15-16. Die Arbeitsweise dieser Lin/elteilc ist gleich der in L i g. I dargestellten, ausgenommen, daß die Walzen 6, 7 umgedreht sind, so daß ein U-förmiger Abschnitt, also nicht ein Abschnitt in Lorm eines umgekehrten U. erzeugt wird. Die Walzen 8 sind zylindrisch ausgebildet, wobei sich die Flansche 9 an deren oberen Rnden befinden.

Konzentrisch zueinander angeordnete Röhrchen können so aus zwei oder mehr Papierstreifen hergestellt werden, die gleichzeitig durch eine einzelne Formgeiieschiielienen. liindurehlaufen. Alternativ können zwei oder mehr l'.inheiten hintereinander zur Herstellung von konzentrischen Röhrchen angeordnet werden In letzterem Lall wird ein inneres Röhrchen von etwas geringerem Durchmesser als das äußere Röhrchen in der ersten Linnchtung hergestellt und auf die flache Papierbahn 1 aufgegeben und der zweiten Linheii eingegeben. Anschließend werden dieses innere Röhr chen und die Bahn I. die auf der führung Ii

m zusammengebracht werden, in den Trichter 5 eingegeben und durchlaufen den Resl dieser zweiten P.inrichtung. wobei der -\rbeitsablaiif wie bereits oben beschrieben ist. Das für das innere Rohrchen verwende te Papier kann cmc andere Porosität aufweisen als das . äußere Rohrchen, beispielsweise kann sie niedriger sein. Anhand eines speziellen Beispieles für einen aus einem Rohrchen bestehenden filter kann die Lrfmdung in der unter Bezugnahme auf Li g. I dargestellten An und Weise ausgeführt werden wobei ein weiUes Liltcrnupiei

Jn nut folgenden f igensch.ilten \erw endet wird:

(iew icht

Dicke

Spezifische¹' (iew κ ht

Luftwiderstand

IbOg. m-

0.48 mm

0,J J g/cm-'

17 cm Wassersäule

(bei einem Luftstrom

von 20 m/min)

Aus einem Streifen dieses Papiers von 18,b mm Breite

in wird ein Rohrchen \on ungefähr b mm Außcnilurchmesser und 5 mm Innendurchmesser unter Verwendung eines Polwinylazelalklebers hergestellt, wobei die Bandgeschwindigkeit 9.1 m/min und die Temperatur der Heizeinrichtung 150 C beträgt. Andere handelsübliche

ι. Kleber einschließlich Schmelzkleber auf Polsäihy'enbasis und Heißfi\ierungsklcber können verwendet werden, wodurch hohe Produktionsgeschwindigkeiten erzielt werden können. Temperaturen der Heizeinrichtung im Bereich von 100 —200'C sind generell

4Ii anwendbar.

Das Verfahren kann ebenfalls auf die I lerstellung von Röhrchen mit Stoßverbindungen aus beispielsweise Karton. Papier oder Zelluloscazetatmaierial für beispielsweise feuerwerk. Luft- und Ölfilter für Rotorfahr-

:. zeuge. Trinkhalme. Spulenkerne. Spielzeug ι;, dgl. angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zcichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Röhrchens aus einer Fortlaufenden Bahn aus fasrigem Blattmaterial, insbesondere aus Tabakrauchfilterpapier, nach Ausbildung einer U-Form, wobei die Bahn einer Reihe von Formgebungsschritten unterworfen wird, um sie in die U-Form und dann in etwa der Röhrchenform entsprechende Form zu überführen, wobei die Längskanten, die mittels Klebstoffes miteinander • erbunden werden sollen, nahe aneinander gelangen und die Bahn anschließend in eine vollständige Röhrchenform gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten unter Wärmeeinwirkung in Sloßlage zueinander gebracht werden.

2. Vorrichtung mit Führungs- und Verformungseinrichtungen zum Herstellen eines Röhrchens aus einer fortlaufenden Bahn aus fasrigem Blattmaterial, insbesondere aus Tabakrauchfilterpapier, und mit einem Randbereichs-Leimspenderzum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine flache, sich verjüngende Führung (B) mit nachgeschalteter erster Verformungseinrichtung (C) mit Walzen (6, 7; 8, 9) zur Verwölbung der streifenförmigen Bahn (1) längs ihrer Längsrichtung in eine im Querschnitt U-ähnliche Form (Ic), durch wenigstens eine weitere Verformungseinrichtung (E) zur Ausbildung einer angenähert rohrförmigen Form (Ie), in der die mit Leim zu verbindende Längskanten öer streifenförmigen Bahn (1) dicht aneinander geraten, und dt.ch eine geheizte Formgebungseinrichtung (F) mit sich verjüngender Einlaßöffnung (19) zur Ausbildung ier vollständigen Rohrform (if)unter Anordnung der Längskanten in Stoßlage zueinander.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngende Führung (B) eine flache Querschnittsform zur Überführung der streifenförmigen Bahn (1) in eine pebogene Form (!^aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verformungseinrichtung (C) als konisch sich verjüngende Führung zur Ausbildung der U-Form (Ic) einen Trichter (5) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verformungseinrichtung (C) hinter dem Trichter (5) ein Walzenpaar (6—7) aufweist, dessen eine Walze (6) auf ihrer Mantelfläche mit einer Nut ausgestattet ist, während die andere Walze (7) eine zylindrische Mantelfläche aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der geheizten Formgebungseinrichtung (F) für die endgültige Rohrform (if) die sich verjüngende Einlaßöffnung

(19) den Anfangsbereich einer beheizten Führung

(20) bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngende Einlaßöffnung (19) in demjenigen Bereich der Formgebungscinrich tung (11), der die Längskanten der slreifenförmigen Hahn (1) führt, langer ausgebildet und flacher gegenüber der Längsachse der Führung geneigt ist, als im gegenüberliegenden Bereich der Anlage des Bogens der angenäherten Rohrform (1 c).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der geheizten Formgebungseinrichtung (F) eine raupenartig ausgebildete Abzugsvorrichtung (H) für die vollständige Rohr form (i/^nachgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der geheizten Formgebungseinrichtung (F) a\s die weitere Verformungseinrichtung (E) ein Walzenpaar (15,16) jiit in

ίο den Mantelflächen ausgebildeten Nuten zur Ausbildung der der endgültigen Rohrform (Xf) angenäherten Form (Ie) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor der weiteren Verformungs-

ii einrichtung (E) der Leimspender (D) im Einwirkungsbereich der mit Klebstoff zu versehenden Längskanten der streifenförmigen Bahn (1) angeordnet ist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der geheizten Formgebungseinrichtung (F)ein Längskanten-Leimspender für hitzeaktivierbaren Klebstoff vorgesehen ist.