DE2629906B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines huellenlosen zigarettenfilters - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines huellenlosen zigarettenfiltersInfo
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- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
- A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
- A24D3/0229—Filter rod forming processes
- A24D3/0233—Filter rod forming processes by means of a garniture
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- Filtering Materials (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hüllenlosen Zigarettenfilters durch Erhitzen eines
Fasermaterialstranges, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein Verfahren dieser Art ist bekannt (US-PS 55 766), wobei zwischen den Fasern vor ihrer
Vereinigung zu einem Strang ein Plastifizierungs- oder Bindemittel, wie Triacetin oder Triäthylenglykoldiacetai,
verteilt wird, dessen Lösungswirkung durch Hitzeeinwirkung aktivierbar ist, worauf dieser Strang
durch ein Rohr geführt wird. Der erste Teil dieses Rohres ist mit seitlichen Eintritts- und Austrittsöffnungen
zum Durchgang eines Heizmittels versehen, um die Aktivierung des Bindemiuels /11 bewirken und die
Fasern zu vereinigen durch Ausbildung einer besser haftenden Oberflächenschicht auf den Fasern, während
der zweite Teil des Rohres einem Kühlmittel ausgesetzt ist, Die Durchdringung des Stranges von der Hitze des
Heizmittels erfordert jedoch eine gewisse Zeit, was die Geschwindigkeit der Ausbildung des Filterstranges
begrenzt und folglich die Leistungskapazität der Anlage herabsetzt.
Es ist zwar möglich, eine schnellere und nahezu homogene Erhitzung des Faserstranges durch Anwendung
einer Einrichtung zu erzielen, welche eine übliche Hochfrequenzheizeinrichtung enthält, die in einem
Frequenzbereich unterhalb des Rundfunkfrequenzenspektrums arbeitet, oder durch Anwendung einer
anderen Einrichtung (DT-OS 24 43 056), wobei man den Faserstrang einer Erhitzung in wenigstens einem
Resonanzraum aussetzt, der mit Wellen einer Frequenz zwischen 300 und 300 000 MHz gespeist wird. Der
Strang durchläuft dann, eingehüllt in ein Transportband, ein Rohr in den Resonanzräumen, worauf das
Transportband und der Strang dann eine Abkühlungseinrichtung durchlaufen, wo der Faserstrang seine
Stabilität erhält.
Ob man nun das eine oder andere dieser Verfahren anwendet, ist es immer erforderlich, ein gewebtes
Transportband zu verwenden mit einer mehr oder weniger dichten Struktur je nach der Art der
angewandten Erhitzung und Abkühlung, um den Durchgang eines Luftstromes zu gewährleisten. Die
Verwendung eines derartigen Transportbandes ergibt jedoch Filter mit einer mehr oder weniger rauhen
Oberfläche, was ein Gleiten der Filter in den Verarbeitungsmaschinen erschwert. Dieses schlechte
Gleitvermögen der Filter kann die Ursache von Störungen sein, die ein Anhalten der Maschinen
hervorrufen, so daß die Verwendung von Filtern ohne Hülle bisher auf langsam arbeitende Verarbeitungsmaschinen
beschränkt war.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hüllenlosen Zigarettenfilter mit einer Oberfläche,
die wenigstens genauso glatt ist wie diejenige von Zigarettenpapier, zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß der Strang nach der Erhitzung oberflächlich durch gleitenden Kontakt an einer glatten,
beheizten Fläche überhitzt und durch lokales Schmelzen mit einer Haut versehen wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist gekennzeichnet durch wenigstens eine
Erhitzungseinrichtung für den Strang mit einem diesen Strang durch diese Erhitzungseinrichtung führenden
Transportband sowie durch eine Überhitzungseinrichtung mit einem rohrförmigen, glattwandigen Durchgang
und Einrichtungen zum Erhitzen der Umfangsfläche dieses Durchganges.
Die auf diese Weise erhaltene Haut ist glatt und besitzt gleichzeitig den Vorteil, dem Filterstrang eine
gewisse Starrheit zu geben. Es ist ferner möglich, die glatte beheizte Fläche in der Weise auszubilden, daß
man dem Querschnitt des Filterstranges eine besondere Form verleiht. Zur Vermeidung jeder Deformation des
Filierstranges unterwirft man ihn vorzugsweise einer ersten Abkühlung nach der Erhitzung und vor der
Überhitzung und einer /weiten, abschreckenden Abkühlung nach tier Überhitzung.
Die glatte Außenfläche des hüllenlosen Filters gestattet darüber hinaus eine bessere Befestigung des
Filters an dem Zigarettenpapier mittels einer Manschette, die einerseits auf das Papier und andererseits auf den
Filter geklebt ist, wobei weniger Klebstoff notwendig ist.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung besteht im
wesentlichen aus zwei Abschnitten, und zwar einem ersten Abschnitt, in welchem eine erste Bildung des
Filterstranges erfolgt, und einem zweiten Abschnitt, in welchem die Haut des Filterstranges gebildet und sein
endgültiger Durchmesser bestimmt wird.
Der Abschnitt I der Vorrichtung enthält eine Heizeinrichtung mittels Hyperfrequenzwellen, wie sie in
der DT-OS 24 43 056 beschrieben ist. Derartige Heizeinrichtungen besitzen einen Hochfrequenzgenerator
1, welcher über einen rechtwinkligen Wellenleiter 2 fünf in Reihe geschaltete Resonanzräume 3 speist. Der
letzte Resonanzraum ist mit einem Wellenleiter 4 gekuppelt, der in einen Belastungswiderstand ausläuft
zwecks Zerstreuung der durch die Hyperfrequenzheizung nicht verwendeten Energie. Die angewandte
Frequenz beträgt vorzugsweise zwischen 300 MHz und 300 000 MHz. Durch die Resonanzräume 3 erstreckt
sich ein Rohr 6 aus einem Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten, wie Polytetrafluoräthylen
oder Quarz. Am Eintritt dieses Rohres ist dieses zu einem Trichter 7 erweitert. Das Rohr 6 und den Trichter
7 durchläuft ein Transportband 8, welches auch durch eine erste Abkühlungskammer 9 geht, die einen
rohrförmigen Durchgang für das Transportband 8 aufweist. Diese erste Abkühlung kann erfolgen mittels
eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels. Das Transportband 8 selbst ist glatt und weist ebenfalls eine
niedrige Dielektrizitätskonstante auf. Es kann beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen, verstärkt
durch Glasfasern. Dieses Transportband 8 wird angetrieben mittels einer Rolle 10 und läuft über
Führungsrollen 11 bis 14. Es geht außerdem noch durch
eine Abkühlungseinrichtung 15. Diese Abkühlungseinrichtung 15 kann möglicherweise auch weggelassen
werden wegen der in der Kammer 9 erfolgenden Abkühlung.
Vor dem Vorrichtungsabschnitt I ist eine erste, in der
Zeichnung nicht dargestellte Plastifizierungskammer angeordnet, aus welcher der Faserstrang 16, beispielsweise
aus Celluloseacetat, heraustritt, versehen mit einem Binde- oder Plastifizierungsmittel, welches durch
Hitzeeinwirkung aktivierbar ist, wie Triacetin.
Der Vorrichtungsabschnitt Il besitzt eine zweite Plastifizierungskammer 17, gefolgt von einer Überhitzungseinrichtung
18. Diese besitzt die Form eines Blockes mit einem zylindrischen Durchgang aus einem
einwandfrei glatten und beispielsweise mittels elektrischer Widerstände beheizten Metallrohres. Die Heizung
kann aber auch mittels eines flüssigen oder gasförmigen, überhitzten Heizmittels erfolgen, beispielsweise
mittels Dampf.
Der Abschnitt 11 enthält ferner eine /weite Abkühlungskaminer
19. durch welche ein gleiches Metallrohr mit glatter Innenwand wie das Rohr der Überhitzungseinrichlung
18 geht. Diese Abkühlungskammcr 19 wird von einer Kühlflüssigkeit durchströmt, die durch einen
Zulauf 20 eintritt und durch einen Ablauf 21 austritt
Nach dem Vorrichtungsabschnitt II ist eine an m,h
bekannte Zugeinrichtung 22 angeordnet, die ein Transportband 23 aufweist und dazu bestimmt ist, den
Celluloseacetatstrang 24 aus der Vorrichtung zu ziehen.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrich-
^ lung ist folgendermaßen:
Das Faserbündel 16 wird zu einem Strang vereinigt
und von dem Förderband 8 erfaßt, welches sich beim Eintritt in das Rohr 6 zusammenkrümmt und den
Faserstrang einhüllt. Gezogen von dem Förderband 8
ίο durchläuft dieser Faserstrang die Resonanzräume 3, in
denen er in der Weise erhitzt wird, daß die Celluloseacetatfasern punktförmig untereinander zusammenschweißen
und so eine Schnur 25 bilden, welche das Rohr 6 immer noch umhüllt von dem Förderband 8
verläßt. Dieser Strang 25 verläßt das Rohr 6 mit einer erhöhten Temperatur und die Verschweißungspunkte
zwischen den Fasern sind noch weich, so daß der Strang hier im allgemeinen noch keine ausreichende Stabilität
besitzt, um aus dem Förderband 8 befreit zu werden und
ω seine Form beizubehalten. Deshalb läßt man diesen
Strang durch eine erste Abkühlungskammer 9 laufen, und zwar immer noch eingehüllt von dem Transportband
8. In dieser Abkühlungskammer 9 erhält der Strang etwa seinen endgültigen Durchmesser des
2s Stranges 24 und eine ausreichende Stabilität, um mittels
der Zugeinrichtung 22 durch die Plastifizierungskammer 17 gezogen werden zu können. In dieser zweiten
Plastifizierungskammer 17 wird er oberflächlich mit dem gleichen Plastifizierungsmittel wie vorher verse-
v> hen. Die Menge des aufgebrachten Plastifizierungsmittels
ist abhängig von der Stärke der Haut, die man ausbilden will.
Der Strang durchläuft dann das Rohr der Überhitzungseinrichtung 18, dessen innerer Durchmesser gleich
is ist dem Durchmesser des Stranges 24, so daU sich die
Außenfläche dieses Stranges im Kontakt mit dem Rohr erhitzt. Die Rohrtemperatur ist so hoch gewählt, daß sie
eine Aktivierung des Plastifizierungsmittels gewährleistet.
Der Strang 24 durchläuft dann das glatte Rohr der zweiten Abkühlungskammer 19, wo er seinen endgültigen
und genauen Durchmesser erhält. Der Strang wird dann weiter in Richtung des Pfeiles F gefördert, und
zwar zu einer nicht dargestellten Schneideinrichtung, welche den Strang in Filterstäbchen ohne Hülle
zerschneidet.
Obgleich die vorstehend beschriebene Vorrichtung vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendbar ist, kann man aber auch
s<' schon die Bildung einer Haut mittels einer einzigen
Heizeinrichtung 3 und Überheizeinrichtung 18 erzielen, indem man den Strang einer natürlichen Abkühlung in
freier Luft oder in einem Frischluftstrom unterzieht.
Statt einer Hyperfrequenzheizeinrichtung ist es
^ natürlich auch möglich, jede andere geeignete Heizeinrichtung
zu verwenden, beispielsweise eine Heizeinrichtung mittels Dampf oder Hochfrequenz oder eine
gemischte Einrichtung mittels Dampf/lΙΓ oder Dampf'
VHF.
Es ist weiterhin möglieh, das Transportband S
ebenfalls als Zugband zu verwenden. Die vorstehend beschriebene Ausführunpsform ist jedoch vorzuziehen,
denn das besondere viewcbeb.md 8 eignet sich schlecht
/in Vc! w eiKniüg als Z.ugbr.nd.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines hüllenlosen Zigarettenfilters durch Erhitzen eines Fasermaterialstranges,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Erhitzung oberflächlich durch
gleitenden Kontakt an einer glatten, beheizten Fläche überhitzt und durch lokales Schmelzen mit
einer Haut versehen wird, i"
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut durch Kontakt an einer
glatten Kühlfläche einer Abschreckung unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Erhitzung
einer ersten Abschreckung unterworfen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der ersten Abschrekkung
mit einem durch Hitze aktivierbaren Bindemit- ■»■■
tel überzogen und zur Aktivierung des Bindemittels überhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Überhitzung einer
zweiten Abschreckung unterworfen wird. ->
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch wenigstens eine Erhitzungseinrichtung (1 -4) für den Strang mit einem diesen Strang durch diese
Erhitzungseinrichtung fördernden Transportband .u>
(8) sowie durch eine Übcrhitzungseinrichtung (18) mit einem rohrförmigen, iglattwandigen Durchgang
und Einrichtungen zum Erhitzen der Umfangsfläohe dieses Durchganges.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine erste Abkühlungseinrichtung (9) am
Ausgang der Erhitzungseinrichtung (1 —4) und einer nachfolgenden Einrichtung (17) zur Plastifizierung
des Stranges sowie durch eine zweite Abkühlungseinrichtung (19) hinter der Überhitzungseinrichtung -|o
(18).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen unrunden Querschnitt des
rohrförmigen Durchganges der Überhitzungseinrichtung (18).
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine zweite Abkühlungseinrichtung
(19) mit einem rohrförmigen, glattwandigen Durchgang, welcher den gleichen Querschnitt aufweist wie
der rohrförmige Durchgang der Überhitzungsein- so richtung (18).
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