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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Filterpfropfen
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hiebei das Bindemittel und die in der Luft dispergierten Fasern gleichmässiger auf dem Förderband niedergeschlagen werden.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der Einrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. l, Fig. 3 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform und Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Filterpfropfen werden gebleichte Holzschliffasern (Papierbrei) verwendet. Dieses Material wird vom Erzeuger gewöhnlich in Form von festen Platten geliefert, die vor der Verarbeitung erst zu Fasern zerkleinert werden müssen. Beispielsweise werden Plattenstücke einer Zerkleinerungsmühle bekannter Art zugeführt. Die losen Fasern werden von der Mühle mit Hilfe eines Luftstromes abgezogen, der einem Zyklon zugeführt wird, in der Luft und Fasern voneinander getrennt werden. Die Fasern setzen sich am Boden des Zyklons ab und können von dort abgeführt und der nächsten Stufe der Einrichtung zugeführt oder zwecks Lagerung und späterer Verwendung in Säcke abgefüllt werden.
Die von der Luft getrennten Holzschliffasern werden einer Wiegemaschine 10 zugeführt, die sie an ein erstes Förderband 11 abgibt, das sich mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die Wiegemaschine wird manuell oder automatisch derart betätigt, dass sie pro Zeiteinheit ein im wesentlichen konstantes Fasergewicht auf das sich bewegende Förderband abgibt.
Das Förderband 11 gibt die Fasern an eine Entflockvorrichtung 12 ab, die aus zwei ineinandergreifenden schnellaufenden Stachelwalzen besteht und gewährleistet, dass in den Fasern etwa noch vorhandene Knoten oder Bündel aufgebrochen werden. Die Entflockvorrichtung gibt die Fasern an eine Dispergiervorrichtung 13 ab, in der die Fasern dispergiert und gleichmässig mit Luft vermischt werden. Die Dispergiervorrichtung kann z. B. aus einer Zerkleinerungsmühle bestehen, in der die Fasern von Schlagarmen gegen ein Sieb geschlagen werden, durch das sie die Mühle verlassen. Die Dispergiervorrichtung wird von einem Motor 14 über ein Regelgetriebe 15 angetrieben, das eine Einstellung der, von der Vorrichtung abgegebenen Fasermenge ermöglicht.
Von der Dispergiervorrichtung werden die in Luft dispergierten Fasern in einen Kanal geblasen, der von zwei senkrechten Seitenwänden 16 gebildet und in dessen unterem Teil ein zweites Förderband 17 angeordnet ist. Die in Luft dispergierten Fasern wandern in dem Kanal in der gleichen Richtung wie das Förderband und werden auf dem Förderband in Form einer einheitlichen, lose zusammenhängenden Bahn abgelagert. Im oberen Teil des Kanals ist an dem dem Fasereintritt entgegengesetzten Ende eine Absaugvorrichtung 18 vorgesehen, die durch Absaugen von Luft aus dem Kanal die erfolgende Ablagerung der in Luft dispergierten Fasern unterstützt.
Auf dem sich bewege. iden zweiten Förderband wird die einheitliche Faserbahn mit Hilfe von zwei Randförderbändern19 zu einer Stange von einheitlichem U-förmigem Querschnitt verdichtet. An dem Angriff der beiden Randförderbänder greift eine Formwalze 20 an der Oberseite der Faserstange an und verformt sie im Zusammenwirken mit den Randförderbändern 19 zu einem kreisförmigen Querschnitt. Dann wird um den grössten Teil des Stangenumfangs ein Ziehband 21 gewickelt, das die Stange durch die Ziehform 22 zieht, in der der Durchmesser der Stange auf den gewünschten Wert gebracht wird.
Von der ersten Ziehform gelangt die Stange auf ein drittes Förderband 23, das einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweist. Auf dem Förderband 23 wird die Stange mit einem imprägnierend wirkenden flüssigen Bindemittel, z. B. einer Lösung von Celluloseacetat in Methyläthylketon, überzogen oder imprägniert. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Stange dadurch imprägniert, dass man die Flüssigkeit aus einem Behälter 24 mit Hilfe von Düsen 25 im Überschuss auf die Stange aufspritzt. Wenn die Stange nur überzogen werden soll, kann sie auf dem dritten Förderband leicht mit Flüssigkeit bespritzt werden oder das Bindemittel kann mit Hilfe von Walzen aufgetragen werden, deren Umfang mit der Flüssigkeit bedeckt ist.
Allgemein quillt die mit dem Bindemittel überzogene oder imprägnierte Stange infolge der Aufnahme desselben. Daher wird die mit dem Bindemittel überzogene oder imprägnierte Stange durch eine zweite Ziehform 26 gezogen und dann zwischen Press- und Formwalzen 27 hindurchgeführt. Beim Durchgang durch die Ziehform und die Walzen wird die Stange zusammengepresst, überschüssige Flüssigkeit aus ihr herausgepresst und der Durchmesser der Stange auf den geforderten Wert gebracht ; ausserdem wird die Stange zu einem genau kreisförmigen, ovalen oder andere vorgeschriebenen Querschnitt verformt. Dann wandert die Stange durch einen Trockentunnel 28, in dem das flüssige Bindemittel z. B. mit Heissluft "In- frarot- oder Induktionsheizung getrocknet wird.
Der an der Aussenseite der Stange vorhandene Überzug aus getroclmetem Bindemittel kann so starr
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sein, dass keine schlauchförmige Papierumhüllung erforderlich ist. Mit einer derartigen Umhüllung kann man jedoch Filterpfropfen von besserem Aussehen erhalten. Die getrocknete Stange mit oder ohne Hülle kann mit Hilfe eines Messers 29 in geeignete Längen unterteilt werden, die einer Verpackungsstelle zugeführt werden.
Die Filter werden in den Zigaretten durch das den Tabak umhüllende Zigarettenpapier gehalten.
Während der Herstellung der Pfropfen muss deren Aussendurchmesser innerhalb enger Grenzen, z. B.
8 mm-0, 10 mm, konstant gehalten werden, weil zu kleine Filter aus der fertigen Zigarette herausrut- schen und eine schlechtere Filterwirkung haben, während zu grosse Filterpfropfen die Ziehform der Zigarettenmaschine verstopfen.
Zur Herstellung der Filterpfropfen kann man auch Baumwollfasern in einer Länge von etwa 2 mm-5, 5 mm, z. B. Baumwollabfälle, verwenden, die vorher von Staub und andern Verunreinigungen befreit werden. An Stelle von Holzschliff und Baumwollabfällen kann man auch andere Fasermaterialien verwenden, z. B. Bastfasern wie Hanf, Jute oder Flachs, Samenfasern wie Baumwolle, Blattfasern wie Sisal oder Manila, tierische Fasern wie Wolle oder Haar, mineralische Fasern wie Glas- oder Asbestfasern
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In dem vorstehend ausführlich beschriebenen Verfahren wird den Fasern nach dem Zusammennehmen und Verdichten ein flüssiges Bindemittel zugesetzt. Bei entsprechender Anordnung der Düsen 25 kann das natürlich auch vor dem Zusammennehmen und Verdichten geschehen.
An Stelle von Celluloseacetatlösungen kann man andere flüssige Bindemittel verwenden, z. B. tierische und pflanzliche Leime, Alkylcellulosen, Celluloseester oder-ähter, härtbare oder thermoplastische Kunststoffe. Diese Materialien können je nach Bedarf in Form von Lösungen oder Suspensionen verwendet werden. Es kann auch ein Bindemittel verwendet werden, das auf das Fasermaterial'des Pfropfens eine leichte Lösungsmittel- oder Weichmacherwirkung hat.
In der in Fig. 3 und 4 gezeigten Einrichtung werden als Ausgangsmaterial gebleichte Holzschliffasern in Form eines zu einer Spule 31 gewickelten dünnen schmalen Bandes 30 verwendet. Dieses Band wird von Förderwalzen 32 mit konstanter Lineargeschwindigkeit einem Zerhacker 33 zugeführt, in dem das Band grobzerkleinert wird. Die groben Teilchen werden einer Dispergiervorrichtung 34 zugeführt, die über das Regelgetriebe 36 von dem Motor 35 angetrieben wird und ähnlich ausgebildet ist, wie die Vorrichtung 13 der Einrichtung gemäss Fig. 1 und 2.
Aus der Dispergiervorrichtung werden die in Luft dispergierten Fasern in einen Kanal hineingeblasen. der aus zwei senkrechten Wänden 37 besteht. Am entgegengesetzten Ende des Kanals ist ein zweites Förderband 38 angeordnet, das aus Drahtgewebe besteht. Auf der Rückseite des in dem Kanal befindlichen Teils des Förderbandes 38 wird mit Hilfe eines Saugkastens 39 ein Vakuum aufrechterhalten, das die Ablagerung der in Luft dispergierten Fasern in Form einer lose zusammenhängenden Bahn auf dem iii dem Kanal abwärts wandernden Förderband 38 bewirkt.
An dem ausserhalb des Kana. ls gelegenen unteren 1de des Förderbandes ist dieser dem Vakuum nicht mehr ausgesetzt, so dass die lose zusammenhängende Bahn an ein horizontales Förderband 40 abgegeben wird, auf dem sie durch die Randförderbänder 41 und die Formwalze 42 zusammengenommen und verdichtet wird.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform werden das Förderband 38 und der Saugkasten39 durch eine hohle Drehtrommel ersetzt, deren Mantel einen z. B. aus Drahtgewebe bestehenden Teil aufweist, der ein kreisförmiges Förderorgan bildet. Im Innern der Trommel wird ein Vakuum aufrechterhalten.
Ein von einer Spule 44 geliefertes Band 43 aus Zigarettenpapier wird an die Unterseite der Stange angelegt. Dann wird um den grössten Teil des Stangenumfanges ein Ziehband 45 gewickelt, das die Stange durch eine Ziehform 46 zieht, in der der Stangendurchmesser auf den geforderten Wert gebracht wird. An einem vorstehen gelassenen Rand des Bandes 43 greifen ein Leim-Auftragsrad 47 und ein mit ihm zusammenwirkendes Andrückrad 48 an. Dann wird die Stange durch eine Preys- un Heizvorrichtung 49 geführt, in der der Rand des Bandes 43 angedrückt und der Leim getrocknet wird, so dass das mit einer gelappten Längsnaht verklebte Band die Stange schlauchförmig umhüllt.
Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Einrichtung ist zur Durchführung eines Verfahrens bestimmt, in dem das Bindemittel den Fasern in trockener, z. B. in Pulver- oder Faserform zugesetzt wird. Pulverförmiges' Bindemittel kann der lose zusammenhängenden Bahn vor dem Zusammennehmen und Verdichten, z. B. mit Hilfe einer Schüttelrinne 50, zugeführt werden, die über dem Förderband 40 angeordnet ist und von einem Trichter 51 beschickt wird. Faserförmiges Bindemittel kann mit Hilfe der Schüttelrinne oder einer zweiten Dispergiervorrichtung 52 hinzugefügt werden, wobei die beiden Fasermaterialien zusammen auf dem Förderband 38 abgelagert werden.
Die von der Press- und Heizvorrichtung 49 abgegebene geformte und umhüllte Stange wird von einem
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Förderband 53 übernommen, das die Stange an einem Messer 54 vorbeiführt, mit dem die Stange in gewünschte Längen unterteilt wird. Die erhaltenen Abschnitte werden einer Heizvorrichtung 55 zugeführt, in der sie auf eine solche Temperatur erhitzt werden, dass das Bindemittel wirksam werden und die Fasern der Stange miteinander verbinden kann. In beiden in Fig. 1 und 2 bzw 3 und 4 dargestellten Einrichtungen kann die lose zusammenhängende Bahn auch aus einem Fasergemisch hergestellt werden, indem man ein Fasergemisch einer einzigenDispergiervorrichtung oder verschiedeneFasern verschiedenenDispergiervorrichtungen zuführt, die die dispergierten Fasern in den gleichen Kanal abgeben.
Ausserdem können die vorstehend für das Verbinden der Fasern in der zusammengenommenen und verdichteten Bahn beschriebenen Massnahmen untereinander ausgetauscht werden. D. h., dass in der Einrichtung der Fig. 3 und 4 ein flüssiges und in der Einrichtung der Fig. 1 und 2 ein trockenes Bindemittel verwendet werden kann.
Die Filterwirkung der erzeugten Filterpfropfen ist von mehreren Faktoren abhängig, z. B. von dem Durchmesser der gewählten Fasern (gewöhnlich nimmt die Filterwirkung mit abnehmendem Durchmesser zu), dem Gewicht der Fasern pro Volumeneinheit des Pfropfens und dem Anteil des Bindemittels. Man
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werden kann.
Geeignete Zusätze sind beispielsweise TonpÙ1ver, Kieselgur, Anionen- und Kationenaus - tauscher im aktiv ionenaustauschfähigen Zustand, katalytisch wirkende Salze wie Ferrichlorid,. katalytisch wirkende Oxyde wie Mangandioxyd und Kobaltoxyd, Salze von mehrbasischen Säuren wie Kaliumbitartrat, Oxyde von Erdalkalimetallen wie Magnesiumoxyd, Natriumbisulfat, Natriumbisulfit, ferner Holz- oder Tierkohle, oberflächenalnives Aluminiumoxyd und Silikagel. Bei der Verwendung von Substanzen, die in feuchtem Zustand eine erhöhte Wirksamkeit besitzen, können ausserdem kleine Mengen eines hygroskopischen Materials, z. B. Rohrzucker oder Chlorcaicium, zugesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zur Herstellung von Filterpfropfen aus Fasern, bei welchem ein ununterbrochenes, gleichförmiges Faserband hergestellt und das Band zu einem ununterbrochenen Strang zusammengefasst und verdichtet wird, wobei anschliessend die Fasern mit einem Bindemittel aneinander gebunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des ununterbrochenen, gleichförmigen Faserbandes Fasermaterial mittels einer Zerteilmaschine in Luft dispergiert und die in der Luft dispergierten Fasern über ein laufendes Förderband geblasen werden, auf das sie sich in Form einer einheitlichen, lose zusammenhängenden Bahn ablagern, wobei die Fasern des Stranges vor, während oder nach dem Zusammenfassen
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durch anschliessendes Trocknen bzw. Erhitzen erfolgt.