DE7919909U1

DE7919909U1 - Vorrichtung zur herstellung von zigarettenfiltern

Info

Publication number: DE7919909U1
Application number: DE19797919909U
Authority: DE
Original assignee: Fabriques De Tabac Reunies Sa Neuenburg (schweiz)
Current assignee: Fabriques De Tabac Reunies Sa Neuenburg (schweiz)
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1980-05-08
Also published as: NZ180458A; US4088065A; DE2558004B2; JPS5279098A; DE2558004A1; PH12120A; AT362281B; DE7540983U; JPS5540036B2; BE840258A; EG12146A; AR211139A1; GB1520583A; ZA761362B; ATA318976A; CH623208A5; DE2558004C3; AU1541676A; US4034765A; CA1059401A

Description

Es sind verschiedene Arten von Zigarettenfiltern bekannt, die verschiedene, im Rauch enthaltene und während des Rauchens gebildete Stoffe zurückhalten sollen. Beispielsweise sind Filter aus Material wie Celluloseacetatfäden in der Lage, Feststoffteilchen zurückzuhalten. Solche Filter erfordern jedoch seitens des Rauchers eine stärkere Zug- oder Inhalationskraft, um den Rauch durch das Filter zu saugen. Daher 1st in der Praxis die Menge an Feststoffteilchen, die durch das Filter zurückgehalten werden können, begrenzt, weil der Druckabfall über die Länge des Filters für den Raucher annehmbar bleiben muß.

Es ist ferner bekannt, den Rauchstrom mit Luft zu verdünnen, um die Feststoffmenge, die vom Raucher bei jedem Zug eingesogen wird, zu verringern und gleichzeitig den Rauchgeschmack zu erhalten; vgl. US-PS 3 242 925. Bei einigen Ausführungsformen wird eine größere oder kleinere Menge des Rauchs auch um das Filter herumgeführt und dann vom Raucher eingesogen. In einigen Fällen sind die Filter mit Durchlässen versehen, durch die der ungefilterte Rauch direkt eingesogen wird.

Die Durchlässe sind im allgemeinen im Filter selbst vorgesehen und das Filtermaterial läßt sich mit der Hand zusammendrücken, um die Größe der Durchlässe und damit die Menge des eingesogenen ungefilterten Rauchs zu verringern; vgl. US-PS 3 270 750.

Einer der Gründe für die verwendung von Filtern mit Durchlässen bestand darin, daß ein Teil des Rauchs in konzentrierter und ungefilterter Form eingesogen werden sollte. Man war nämlich der Auf fass-.-ng, daß die Einwirkung des konzentrierten Rauchs auf die Zunge und die Geschmacksknospen den Rauchgeschmack erhöhen, wodurch die zur Erzielung eines be-

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stimmten Geschmacksstandards erforderliche eingesogene Rauchmenge verringert wird. Da die eingesogene Rauchmenge geringer ist, verringert sich auch gleichzeitig die Menge der dabei eingesogenen Feststoffteilchen. Dieses Prinzip wird bei dem !Filter gemäß eier US-PS 3 860 011 genutzt. Bei diesem Filter wird ein nichtverformbares, starres Röhrchen in der Mitte einer zylindrischen Schicht des Filtermaterials, z.B. aus Celluloseacetatfäden, angeordnet, so daß der Raucher einen unverdünnten und ungefilterten Rauchstrom mit hoher Geschwindigkeit einsaugt. Obwohl die eingesaugte Rauchmenge verringert ist, bewirkt die Intensität des Rauchs, daß für den Raucher der Geschmack der Zigarette erhöht wird. Der Rauch wird mit gleichzeitig eingesogener Luft aus der Umgebung verdünnt. Es wurde jedoch festgestellt, daß der aus dem Röhrchen strömende Rauch zu konzentriert ist und auf eine zu kleine Fläche der Zunge auftrifft. Dies führt dazu, daß der Rauch bei den letzten Zügen zu heiß wird, wenn sich der Glimmkegel der Zigarette der Ansaugseite des Röhrchens nähert. Außerdem läßt sich das Röhrchen nur schwer in dem Filter zentrieren, wodurch das Aussehen des Filters beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von endlosen Filterstäben und Filterabschnitten für Zigarettenfilter, insbesondere nach der DE-PS 2 558 004 und dem DE-GM 7 540 983, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung der Filterstäbe.

Fig. 2 bis 6 sind vergrößerte Querschnittsansichten der

Vorrichtung bei verschiedenen Fertigungsstufen der Filterherstellung.

Fig. 7 ist eine Ansicht, teilweise im Längsschnitt, einer Zigarette mit dem fertigen Filter.

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des Filters von Fig- 7.

Fig. 9 ist eine vergrößerte Längsansicht eines Teils des Formungsabschnitts der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die Vorrichtung 10 zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filterstabs 11 übliche Zuführungseinrichtungen (nicht gezeigt) zum Zuführen von zwei Fadensträngen 12 und 13, beispielsweise aus Celluloseacetatfäden. Die Vorrichtung 10 ist außerdem mit Einrichtungen 14 und 15 (beispielsweise Friktionswalzen) zur Einstellung der auf die Stränge 12, 13 einwirkenden Spannung versehen. Das Führungselement 16, das vorzugsweise trichterförmig ist, dient dazu, die Lage des Stranges 12 so zu regulieren, daß dieser parallel

zur Längsachse des Führungselements 17, das der Formung des a Stabes dient, und unterhalb davon verläuft. Der Strang 13 wird ebenfalls zum Führungselement 17 geführt und in dem Stabformungsteil 18 üblicher Bauart wird der Strang 12 um den Strang 13 gelegt, so daß die beiden konzentrischen Zylinder einen Filterstab 11 bilden.

Aus Fig. 1 und 9 ist ersichtlich, daß das der Formung des Filterstabes dienende Führungselement 17, das den Strang 13 des Filtermaterials aufnimmt, hinter dem Führungselement 16 angeordnet ist, das den Strang 12 des Filtermaterials in die richtige Lage zum Element 17 bringt. Das Element 17 umfaßt einen konischen Hohldorn 19, der in ein Lageregulierungselement 20 und das Stabformungsteil 18 hineinragt. Die (nicht gezeigte) Einlaßöffnung des Elements 17 (vgl. Fig. 9) ist so bemessen, daß sie das auseinandergezogene bzw. ausgebreitete und entkräuselte Material des Strangs 13 aufnehmen kann.

I ₁ Der Durchmesser der Auslaßöffnung 21 des Hohldorns 19 hängt

I von der Menge des zugeführten Materials und der gewünschten

I Schüttdichte des Materials im fertigen Filterstab 11 ab,

I ist jedoch im allgemeinen kleiner als der der Einlaßöffnung

1 ₅ des Hohldorns 19.

Aus Fig. 1, 4 und 9 ist ersichtlich, daß das Element 17 so angeordnet ist, daß seine Bodenfläche parallel zu dem abgeflacht U-förmigen Strang 12 des Materials, der von dem Füh-IQ rungselement 16 zugeführt wird, verläuft und an diesen angrenzt. Das Element 17 ist außerdem hinsichtlich des Formungselements (nicht gezeigt) des Stabformungsteils 18 verstellbar. Es kann z.B. freitragend (nicht gezeigt) auf einem Fuß gehaltert sein, wodurch ein Justieren des Hohldorns 19 I₅ in vertikaler oder horizontaler Richtung ermöglicht wird; S vgl. US-PS 3 860 011.

Das Stabformungsteil 18 ist von herkömmlicher Bauart und um-I
i, faßt einen Formblock 22 und ein oberhalb des Blocks 22 ange-

Y 20 ordnetes Element 23. Der Block 22 und das Element 23 bilden einen Durchlaß (nicht gezeigt), in den der Hohldorn 19 hin-I einragt. Die Ausmaße dieses Durchlasses sind derart, daß er

! die beiden Stränge 12 und 13 aufnehmen kann; er verläuft in

■ Produktionsrichtung sich verjüngend konisch. Weiterhin urv-

. 25 faßt das Stabformungsteil 18 eine Fördereinrichtung 24 mit γ einem Förderband 25, z.B. einem endlosen Leinenband, das mit-

|. tels eines Treibrades 26 angetrieben und über die Führungs-

I walzen 27 durch den vom Formblock 22 und das Element 23 ¹ gebildeten Durchlaß geführt wird. Das Förderband 25 dient

30 dazu, eine Bahn 28 eines Belagpapiers, von einer Liefertrommel 29 über Führungsrollen 30 zu dem Durchlaß zu transportieren und gleichzeitig die beiden Stränge 12 und 13 des Filtermaterials zuzuführen. Die Bahn 28 ist entweder über ihre ganze Länge gleichmäßig mit Perforationen 43 (vgl. Fia. 7) 35 versehen oder, wie nachstehend beschrieben, von Natur aus porös.

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Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht das Stabformungsteil 18 ΐ

aus zwei Faltabschnitten 32 üblicher Bauart, einer Kleb— \ stoffauftragseinrichtung 33 und einer Aktiviereinrichtung 34 für den Klebstoff. In den Faltabschnitten 52 wird die Bahn 28 derart gefaltet, daß die Kanten einander überlappen und die beiden konzentrischen Zylinder 35 und 36 des Filter- J materials (vgl. Fig. 8) umhüllen. |

Mittels der Klebstoffauftragseinrichtung 33 wird ein Streifen | Klebstoff auf die Oberseite der einen Kante derart aufge- ^l tragen, daß man die Unterseite der gegenüberliegenden Kante anschließend mittels des Faltabsehnitts 32 und der Aktivier— einrichtung 34 für den Klebstoff daraufkleben kann und einen Filterstab 11 erhält. Die Bahn 28 kann auch vorher xait einem durch Hitze aktivierbaren Klebstoff beschichtet werden. In diesem Fall ist die Auftragseinrichtung 33 nicht erforderlich.

Hinter der Aktiviereinrichtung 34 ist ein Messer 37 angeordnet, um den Filterstab 11 in Abschnitte von bestimmter Länge zu zerschneiden, die ein Mehrfaches der endgültigen Zigarettenfilterlänge umfassen.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die zwei Fadenstränge bzw. Fadenkabel 12 und 13 getrennt zugeführt, in herkömmlicher Weise ausgebreitet und entkräuselt, in der Kammer 39 mit einem Weichmacher behandelt und zu den Führungselementen 16 bzw. 17 transportiert werden. Die beiden Stränge 12 und 13 des Filtermaterials werden mittels des Förderbandes 25 mit einer bestimmten Geschwindigkeit gezogen. Während der Strang 12 das Führungselement 16 durchläuft, wird das Filtermaterial auseinandergezogen und erhält eine im Querschnitt abgeflachte U-Form (vgl. Fig. 2). Mittels des Lageregulierungselements 20 verläuft der Strang 12 parallel zum Element 17 und daran angrenzend. Wahrend der Strang 12 zwischen dem I Formblock 22 und dem Element 23 ill das Stabformungsteil 18 !

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läuft, wird der Umfang des Materials durch eine in Produktionsrichtung ausgebildete Verjüngung des Elements 23 allmählich verringer t ,so daß der Strang 12 den Hohldorn 19 umhüllt, in den der zweite Strang 13 des Filtermaterials geführt wurde, das infolge der konischen Form des Hohldorns 19 dicht zusammengedrückt ist. Wenn der Strang 12 des Filtermaterials, der nun die Form eines Hohlzylinders aufweist, über den Auslaß 21 des Hohldorns 19 läuft, umhüllt er den aus dem Hohldorn 19 innerhalb des Stabformungsteils 18 austretenden Strang 13 und nimmt ihn durch Reibung mit. Gleichzeitig wird die Papierbahn 28 in das Stabformungsteil 18 unterhalb des Stranges 12 geführt und U-förmig gefaltet. Beim Weitertransport umfaßt der Strang 12 den Strang 13 weiter mit einer Reibungskraft, die ausreicht, den Rest des Stranges 13 von der Liefereinrichtung abzuziehen.

Der Transport der Stränge 12 und 13 wird, wie bereits beschrieben, durch das Förderband 25 und die Papierbahn 28 erleichtert. Die Papierbahn 28 wird außerdem anschließend um die beiden konzentrischen, zylindrischen Schichten der Stränge 12 und 13 gelegt, wobei die Kanten des Papiers miteinander verklebt werden, so daß ein endloser Filterstab 11 entsteht. Mittels des Messers 37 wird der Filterstab 11 hierauf in Abschnitte mit einer bestimmten Länge geschnitten.

Die Stränge 12 und 13 können von den jeweiligen Liefereinrichtungen mit der gleichen Geschwindigkeit zugeführt werden, wie sie aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgezogen werden, wobei das Ausziehen und Entkräuseln des Filtermaterials nach herkömmlichen Methoden zu berücksichtigen ist. Die Abzugsgeschwindigkeit hängt von der Drehgeschwindigkeit des Treibrades 26 ab, das auf herkömmliche Weise angetrieben ist.

Fig. 3 bis 6 zeigen die jeweilige Lage der beiden Stränge 12 und 13, der Papierbahn 28 und des Förderbandes 2S, und zwar kurz Vor Eintritt in das Stabformungsteil 18 und in verschiedenen Stadien innerhalb des Stabformungsteils. Fig. 5 zeigt

die Lage der Stränge 12 und 13, kurz bevor der Strang 13 aus dem Hohldorn 19 austritt, in diesem Stadium hat der Strang 12 den Hohldorn 19 völlig umgeben und nimmt aufgrund der sich verengenden Innenwand des Stabformuagsteils 18 den aus dem Hohldorn 19 austretenden Strang des Filtermaterials 13 durch Reibung mit.

Vorzugsweise wird der Fadenstrang 13 während der Formung des Stabes einer stärkeren linearen Spannung unterworfen als der Strang 12. Dies wird dadurch erzielt, daß das Antriebswalzsnpaar 15 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit läuft als das Treibrad 26. Dadurch weist der innere Zylinder oder Kern 35 des Filters (vgl. Fig. 8) einen geringeren Druckabfall auf, wodurch die Geschmacksstoffe des Tabakrauchs ihn in stärkerem Maße durchdringen. Gleichzeitig ist aufgrund entsprechender Einstellung der Geschwindigkeit des Antriebswalzenpaares 14 die Oberflächengeschwindigkeit, mit der der Strang 12 zum Stabformungsteil 18 transportiert wird, höher als die Umfangsgeschwindigkeit des Treibrades 26. Dadurch ist das Filtermaterial in der äußeren konzentrischen Schicht 36 (vgl. Fig. 8) dichter gepackt und weist daher einen höheren Druckabfall und eine größere Filterwirkung auf als der innere Filterzylinder 35. Dadurch, daß man den inneren Strang 13 einer stärkeren Spannung unterwirft als den äußeren, läßt sich eine größere Schüttdichte des Filtermaterials des inneren Zylinders 35 erzielen, wodurch dieser eine größere Strukturfestigkeit erhält und während des Rauchens praktisch nicht verformt wird. Wie nachstehend dargelegt, hat es sich bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung als besonders wirksam erwiesen, wenn man für das innere Filtermaterial Celluloseacetatfäden verwendet, die nicht vollständig entkräuselt bzw. ausgestreckt sind.

Fig. 7 und 8 zeigen ein Zigarettenfilter 39, das aus einem Filterstab 11 hergestellt wurde und aus einem inneren zylindrischen Kern 35 aus grobem Fadenmaterial besteht, der

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§ 1 von einer ringförmigen Schicht 36 eines kompakten Filtermaterials, einer Umhüllung aus perforiertem Belagpapier i-
und einer äußeren Umhüllung aus Mundstückpapier 41 umgeben

P ist. Das Filter 39 wird auf übliche Weise mittels des Mund-

f: 5 stückpapiers 41 mit dem Tabakstrang 42 zu einer Zigarette

verbunden. Die äußere Umhüllung 41 ist etwa im Mittelab-

'i schnitt des Filters 39 mit einem Ring von Perforationen

43 versehen. Die Anzahl der Perforationen 43 und die Anzahl

ji der Reihen hängt von der gewünschten Menge an Luft ab, die

■ 10 mit jedem Zug eingesogen werden soll.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ist der innere zylindrische Kern 35 konzentrisch zur Achse des Filters 39 angeordnet und bildet einen Durchlaß, der praktisch den gesamten Rauch hin— durchläßt.

Bei der Herstellung der Zigarettenfilter betrug die Oberflächengeschwindigkeit des Strangs 13 etwa 80 % der Oberflächengeschwindigkeit des Förderbandes. Die Oberflächengeschwindigkeit des Förderbandes 25 betrug wiederum 80 % der Oberflächengeschwindigkeit des äußeren Strangs 12. Dadurch ist der äußere Strang 12 dichter als üblich gepackt und der innere ^ctrang 13wird einer Längsspannung unterworfen, die höher als üblich ist und höher ist als die des äußeren Strangs 12. Verwendet man Stränge, die nicht vollständig entkräuselt sind, so kann man eine geeignete Spannung dadurch herstellen, daß man die Oberf lächengeschv, Lndigkeit des Strangs, im vorliegenden Fall die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 15, auf etwa 75 bis etwa 95 % der Geschwindigkeit des Stabformungsteils, d.h. im vorliegenden Fall der Oberflächengeschwindigkeit des Förderbandes 25, einstellt. Um eine geeignet dichte Packung des Filtermaterials in der äußeren Filterschicht 12 des Filterstabs 11 zu erzielen, kann der äußere Strang 12 niteiner Vorschubgeschwindigkeit von 5 bis 25 % der Oberflachengeschwindigkeit des Stabformungsteils, d.h. des Förderbandes 25, zugeführt werden.

Claims

VOSSIUS ■ VOSSIUS · HILTLi:. TAUCHN-ER/MEUNEMANN SIEBERTSTRASSE 4- - 8000 MDNCHEN 86 · PHONE: (O89) 4-7 4-O75 CABLE: BENZOLPATENT MDNCHEN -TELEX 5-29 453 VOPAT D 11. Juli 1979 u.Z.: L 521/1 (He/kä) Case: 235 LIGGETT & MYERS INCORPORATED Durham, N.C, V.St.A. " Vorrichtung zur Herstellung von Zigarettenfiltern " Priorität: 30. Oktober 1975, V.St.A., Nr. 627 168 15 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Zigarettenfilters, gekennzeichnet durch eine Liefereinrichtung

f> 20 f^^{r e}i^nen Strang (13) aus grobem Fadenmaterial, eine Einrichtung zum Spannen des Strangs (13) in Längsrichtung während des weiteren Transports, eine Liefereinrichtung für einen zweiten Strang (12) aus feinem Fadenmaterial der mit dem Strang (13) in gleicher Richtung läuft, einen Hohldorn (19), der den Strang (13) aufnimmt und zusammendrückt, wobei der Strang (12) den Hohldorn (19) umgibt und diesen zumindest teilweise umhüllt, eine Liefereinrichtung (29) für eine Bahn (28) aus Belagpapier, ein hinter dem Hohldorn (19 angeordnetes Stabformungsteil (18), das die Stränge (12, 13) und das Beil 3o lagpapier (28) aufnimmt, wobei der Hohldorn (19) in das Stabformungsteil (18) hineinragt und wobei das Stabformungsteil (18) derart ausgebildet ist, daß der aus dem Hohldorn

(19) austretende Strang (13) vom Strang (12) umhüllt und durch Reibung mitgenommen wird und beide Stränge (12, 13) vom Belagpapier (28) umhüllt werden, sowie eine Einrichtung (37) zum Zerschneiden des erhaltenen Filterstabs in Abschnitte (38) von bestimmter Länge.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabformungsteil (18) einen Formblock (22) zum Falten der Kanten des Belagpapiers (28) um die beiden Stränge (12, 13) und gleichzeitigen Zusammenpressen des Strangs (12) um dem Strang (13) und ein an dem Formblock (22) befestigtes Element (23) zur Führung der beiden Stränge (12, 13) zwischen dem Formblock (22) und dem Element (23) umfaßt und daß der Hohldorn (19) in den Formblock (22) unterhalb des Elements (23) hineinragt. 10

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spannen des Strangs (13) in Längsrichtung aus einem Friktionswalzenpaar (15) besteht, das zwischen der Liefereinrichtung für den Strang (13) und dem Hohldorn (19) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohldorn (19) bezüglich des Formblocks (22) verstellbar ist.

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