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Verfahren zur Herstellung eines stabähnlichen Fadenkörpers und Umhüllung für einen nach diesem Verfahren hergestellten Fadenkörper
Nach bisher üblichen Verfahren gebildete kontinuierliche Fadengebilde, deren Fäden willkürlich hauptsächlich in Längsrichtung ausgerichtet sind, können nur als Zigarettenfilter verwendet werden, weil a) sie eine Umhüllung benötigen und die einzige viel verwendete und daher leicht erhältliche Umhüllungsvorrichtung die Zigarettenmaschine ist und b) weil Papier oder andere gegen Deformation widerstandsfähige Umhüllungen die Verwendung von Segmenten von Fadengebilden für bestimmte Anwendungszwecke verhindern.
Unter der Bezeichnung"kontinuierliches Fadengebilde"soll ein Material verstanden werden, das erhalten wird, wenn Fäden aus einer Mehrzahl von Spinndüsen versponnen und dann vereint werden, um einen kontinuierlichen Körper aus Fasern zu bilden, die willkürlich, hauptsächlich in Längsrichtung, orientiert sind. Unter der Bezeichnung "willkürlich, hauptsächlich in Längsrichtung orientierte Ausrichtung" soll eine Ausrichtung von Fasern verstanden werden, die in einem Faserkörper in Längsrichtung ausgerichtet, in im wesentlichen paralleler Orientierung vorliegen, wobei jedoch kurze Teile vorhanden sind, die mehr oder weniger willkürlich in Richtung zu der Gesamtachse der Einzelfasern oder von dieser weg verlaufen.
Es wurde bereits versucht, gegen Deformation widerstandsfähige Fadengebilde einschliesslich Zigarettenfilter herzustellen, welche eine Umhüllung nicht benötigen. Jedoch ist gemäss diesen Vorschlägen entweder a) das Auftragen eines Cellulosederivates in verdünnter wässeriger Lösung auf das Fadengebilde und somit auch die verhältnismässig kostspielige Verfahrensstufe des Entfernens einer beträchtlichen Wassermenge erforderlich, oder b) die Verwendung eines Fasergemisches, das klebende und nicht klebende Fasern enthält und somit eine Beschränkung der Fasergrösse und der Faserbestandteile vorgeschrieben.
Erfindungsgemäss werden auf nachstehende Weise obige Nachteile überbrückt und viele Vorteile erzielt : Ausgegangen wird von einem Verfahren zur Herstellung eines stabähnlichen, gegen Deformation widerstandsfähigen Fadenkörpers, dessen Fäden hauptsächlich in Längsrichtung ausgerichtet sind und für Produkte, wie z. B. Rauchfilter, oder für solche Fadenkörper einschliessende Markierungsvorrichtungen dienen, nach welchem Verfahren ein kontinuierliches Fadengebilde mit einem Weichmacher für das Material, aus dem zumindest einige der Fäden gebildet sind, imprägniert wird, wonach dieses Fadengebilde zu einem stabähnlichen Strang geformt wird. Das erfmdungsgemässe Verfahren besteht darin, dass das mit einem an sich bekannten Weichmacher, z. B.
Glycerintriacetat und bzw. oder Triäthylcitrat, imprägnierte Fadengebilde zwecks Formung eines stabähnlichen Stranges durch eine Öffnung oder eine Leitung geführt und erhitzt wird, indem ein erhitztes Gas oder heisser Dampf, insbesondere Wasserdampf, im wesentlichen gleichzeitig mit der Verformung des Fadengebildes zu einem stabähnlichen Strang in und durch den Strang geleitet wird, während dieser sich in der Öffnung oder Leitung befindet.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsweise der Erfindung wird der Dampf auf die Oberfläche des durch die Öffnung oder Leitung bewegten Fadengebildes in einem Winkel von ungefähr 450 zu der Achse der Leitung und in Gegenrichtung mit Bezug auf die Richtung der Bewegung des Fadengebildes durch die Öffnung oder Leitung gerichtet.
Während das Fadengebilde aus der Einrichtung, in der es erhitzt wird, bewegt wird, kommt es in
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Kontakt mit der Atmosphäre, wobei die Fasern und der Weichmacher erhärten, wodurch dem Fadengebilde eine Widerstandsfähigkeit gegen Deformation verliehen wird und es eine versteifende Aussenschicht erhält.
Es wurde jedoch festgestellt, dass gewünschtenfalls eine grössere Widerstandsfähigkeit gegen Deformation leicht erhalten werden kann, indem der erhitzte und verformte Strang durch eine zweite Öffnung oder Leitung geführt wird, in der Luft auf das Fadengebilde gerichtet und durch dieses hindurchströmen gelassen wird, wobei die Luft auf die Oberfläche des Fadengebildes in einem Winkel von ungefähr 45 zu der Achse der zweiten Öffnung oder Leitung gegen die Richtung der Bewegung des Fadengebildes durch die zweite Öffnung oder Leitung gerichtet wird.
Obgleich der grössere Anteil der erfmdungsgemäss gebildeten Produkte aus Celluloseacetat bestehen kann, ist die Erfindung auch auf Fadengebilde anwendbar, die zwar hauptsächlich Celluloseacetat, jedoch auch andere Materialien enthalten, wie z. B. nach dem Viskoseverfahren erhaltene regenerierte Cellulose, Baumwolle, Asbest, Metallfasern, Holzfasern und/oder Holzmehl, u. zw. je nach Wunsch, um ihnen erwünschte oder erforderliche Merkmale zu verleihen. Erfindungsgemäss erhältliche Fadenkörper können, in Segmente geschnitten, verschiedene Arten von Filtern, z. B.
Rauchfilter, Ventilfilter oder Filterstöpsel, für medizinische Flaschen bilden und auch zum Aufbewahren bzw. Abgeben von Pigmenten oder Farbstoffen, Medikamenten, Schmiermitteln, Antioxydantien, Reinigungsmitteln, Klebmitteln und Farbanstrichen dienen.
Erfindungsgemäss wird ferner eine Umhüllung für einen erfindungsgemäss erhaltenen Fadenkörper zwecks Verwendung desselben als Markierungsvorrichtung vorgesehen ; die Umhüllung besteht aus einer steifen Folie, die auf einer Seite mit einem durch Erhitzen verschweissbaren Kunststoff, z. B.
Polyäthylen, beschichtet ist, wobei die Längskanten der Umhüllung unter Bildung einer Naht verschweisst sind.
Die verschiedenen Merkmale der Erfindung sollen an Hand der folgenden Beschreibung erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische Zusammenstellung der Vorrichtung, durch welche ein kontinuierliches Fadengebilde, um es erfindungsgemäss zu behandeln, geführt werden kann.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Vorrichtung, die verwendet werden kann, um das Fadengebilde erfindungsgemäss zu behandeln. Fig. 3 ist ein Querschnitt der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung nach der Linie 3-3. Fig. 4 ist ein Querschnitt der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung nach der Linie 4-4.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur erfindungsgemässen Behandlung des Fadengebildes mit Luft, Fig. 6 ein Querschnitt einer in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung nach der Linie 6-6, Fig. 7 eine Seitenansicht im Schnitt einer im wesentlichen der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung entsprechenden Vorrichtung, wobei jedoch ein Glied vorgesehen ist, mit welchem eine zentrale durchgehende Öffnung im Fadengebilde geschaffen wird, um auf diese Weise hohle Fadengebilde herzustellen. Fig. 7a, b und c sind schematische, im Schnitt gezeigte Darstellungen anderer Formen von Durchlässen und derartigen Gliedern. Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Absorbieren und Auftragen, gebildet aus erfindungsgemäss erhaltenen Komponenten.
Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer Zigarette, die mit einem erfindungsgemäss hergestellten Filter versehen ist, Fig. 10 eine im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Zigarre, die mit einem erfindungsgemäss hergestellten Filter versehen ist, Fig. 11 eine Seitenansicht mit einem weggebrochenen Teil eines mit einer Hülle versehenen Fadengebildes, das gemäss der Erfindung gebildet worden war, Fig. 12 eine im wesentlichen der Fig. l l gleichende Seitenansicht, wobei jedoch ein Teil weggebrochen ist, so dass das Fadengebilde selbst zu sehen ist ;
Fig. 13 ist eine im wesentlichen den Fig. ll und 12 gleichende Seitenansicht, die das fertige, umhüllte Fadengebilde zeigt, Fig. 14 eine Seitenansicht, teilweise weggebrochen, die eine vollständige Markierungseinrichtung und eine Matrize zeigt, welche zur letzten Formgebung verwendet werden kann, Fig. 15 eine Teilansicht, die das vordere Ende einer erfindungsgemäss aufgebauten Markierungsvorrichtung und eine Form einer zur Herstellung derselben verwendeten Matrize zeigt, Fig. 16 eine teilweise, vergrösserte Schnittansicht, welche die bevorzugte Form einer in einer erfindungsgemässen Markierungsvorrichtung verwendeten Umhüllung zeigt, Fig. 17 eine Seitenansicht einer andern Form eines mit einer Hülle versehenen, erfindungsgemässen Fadengebildes, Fig.
18 eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht mit weggebrochenen Teilen, die eine andere Form einer vollständigen Markierungsvorrichtung und eine Matrize zeigt, die zur letzten Formgebung bei Herstellung dieser Form der Markierungsvorrichtung verwendet werden kann, und Fig. 19 eine Schnittansicht, die eine weitere Form einer solchen Matrize zeigt.
In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass ein kontinuierliches Fadengebilde aus Spinnvorrichtungen nach einem der herkömmlichen weitverbreiteten Verfahren zur Herstellung von Fadengebilden für Zigarettenfilter gebildet und das kontinuierliche Fadengebilde als Ballen aufbewahrt wurde, von dem es zwecks weiterer Verarbeitung abgezogen werden kann. Ein solches Fadengebilde soll
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als"rohes"oder"nicht behandeltes"Fadengebilde bezeichnet werden ; die Fasern eines solchen Fadengebildes sind bekanntlich normalerweise gekräuselt und nicht aneinander gebunden.
In Ausführung der Erfindung kann zunächst bekannten Verfahren gefolgt werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird das rohe Fadengebilde--10--in seiner gekräuselten Form von einem Vorratsballen - -11-- in eine höher angebrachte Vorrichtung --12-- gebracht, die viele Düsen enthält, aus welchen auf das Fadengebilde Luft unter Druck geblasen wird.
Das Fadengebilde wird dann über eine Führungsrolle-13-zu zwei in Abstand voneinander gehaltenen Rollenpaaren-14, 15- geführt, zwischen denen ein Vibrator --16-- angeordnet ist, so dass das Fadengebilde gespannt und entspannt wird und die Fasern sodann im allgemeinen voneinander getrennt und zumindest im wesentlichen nicht
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--15-- weg- -17--, die der Vorrichtung --12-- gleicht und dazu dient, das Fadengebilde zu einer dünnen Faserschicht auszubreiten. Die Faserschicht wird dann durch eine Vorrichtung-18-geführt, in der ein geeigneter Weichmacher mittels Düsen auf die Fasern aufgesprüht wird.
Es können natürlich auch andere Vorrichtungen und andere Verfahren angewendet werden, um zunächst eine ausgebreitete Schicht von zumindest im wesentlichen nicht gekräuselten Fasern vorzusehen, die mit einem geeigneten Weichmacher imprägniert sind.
Die ausgebreitete Schicht der imprägnierten Faser wird nach Verlassen der Vorrichtung--18- erfmdungsgemäss behandelt, indem sie einer ersten Härte-oder Wärmebehandlungsstation--19--
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entspricht, den die herzustellenden Elemente aufweisen sollen ; er dient dazu, den Fadengebilden eine Stabform zu verleihen. Durch einen Einlass --20-- wird Dampf unter Druck in das Rohr eingelassen, um in kürzester Zeit ein gleichmässiges und hinreichendes Erhitzen der Fasern und des Weichmachers des Fadengebildes während dessen Durchgang durch das Rohr zu bewirken.
Auf diese Weise wird Dampf auf das Fadengebilde bzw. insbesondere auf die mit dem Weichmacher imprägnierte Faserschicht geleitet, wenn diese Schicht innerhalb des durch den Querschnittsbereich des Rohres-19'begrenzten Raumes zu einem stabähnlichen Strang geformt wird. Vorzugsweise wird der Dampf in diesen Raum in einem bestimmten Winkel mit Bezug auf die Längsachse des Fadengebildes geführt, wodurch der Dampf in mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fadengebildes entgegengesetzte Richtung geführt wird ; es wurde nämlich festgestellt, dass ein einheitlicheres Abbinden der Fasern und eine bessere Widerstandsfähigkeit des Fadengebildes gegen Deformation erhalten werden kann, wenn der Dampf in einer der Bewegungsrichtung des Fadengebildes entgegengesetzten Richtung und in einem mit Bezug auf die Längsachse des Fadengebildes 450 Winkel eingeführt wird ;
der Dampf durchdringt dann das Fadengebilde und tritt an der Einführungsstelle des Fadengebildes aus der ersten Härtungsstation aus, so dass die eingeführte imprägnierte Faserschicht erhitzt wird, wenn sie eine stabähnliche Form erhält.
Das Fadengebilde ist in seiner stabähnlichen Form, wie es aus der ersten Härtungsstation austritt, im allgemeinen hinsichtlich Form und Aushärtung selbsttragend. Unter der Bezeichnung "gehärtetes Fadengebilde" soll ein Fadengebilde verstanden werden, das nach einem Verfahren erhalten wird, in welchem die Fasern des Fadengebildes an benachbarte Fasern gebunden werden, nachdem die Fasern eine stabähnliche Form erhalten haben. Das Verfahren gemäss der Erfindung schafft ein gehärtetes Fadengebilde in einer Zeit, die kürzer ist, als die hiefür nach bekannten Verfahren erforderlich ist, wobei das erfindungsgemäss erhaltene Fadengebilde verbesserte Merkmale aufweist.
Ein Fadengebilde, das die erste Härtungsstation verlassen hat, kann direkt einer gewöhnlichen Zigarettenschneidvorrichtung zugeführt und in stabähnliche Teile geschnitten werden, wobei es nicht erforderlich ist, es mit einer Papierumhüllung zu versehen. Es wurde jedoch gefunden, dass, wenn das Fadengebilde durch die erste Härtungsstation geführt wird und eine zusammenhängende Masse darstellt, ein besseres Produkt erhalten werden kann, wenn die Widerstandsfähigkeit des Stabes gegen Deformation verbessert wird, wobei keine weitere Versteifung oder Herabsetzung der gesamten Faseroberfläche durch Schmelzen der Fasern eintritt.
Demgemäss wird gemäss bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsweisen vorgesehen, dass das Fadengebilde, unmittelbar nachdem es aus der ersten Härtungsstation austritt, einer zweiten Härtung unterworfen wird. Das Fadengebilde wird, sobald es die Station-19-verlässt, direkt einer zweiten Härtungsstation--50--zugeführt, in der trockene Luft auf das Fadengebilde und durch dieses hindurch geleitet wird, um die Faser-- und Weichmacherkomponenten desselben so zu erhärten, dass das
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Fadengebilde ein Maximum an Widerstandsfähigkeit gegen Deformation aufweist, wobei es nicht übermässig steif wird und die Fasern nicht schmelzen.
Zur Erzielung besserer Resultate soll die Luft auf das Fadengebilde in einer Richtung, die dessen Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist und in einem Winkel von im wesentlichen 45 mit Bezug auf die Längsachse des Fadengebildes geleitet werden. Eine geeignete Vorrichtung zur Luftbehandlung bei der zweiten Härtungsstation-50-der Fig. l ist in Fig. 5 gezeigt.
Die Dampf-und Luftströme werden vorzugsweise um das Fadengebilde herum geführt, wobei die Vorrichtung zur Dampfabgabe (am besten in Fig. 2 gezeigt) sowie auch die Vorrichtung zur Luftabgabe (am besten in Fig. 5 gezeigt) es ermöglichen, dass die entsprechenden Gasströme auf das Fadengebilde an in Abstand voneinander befindlichen Stellen des Umkreises des Fadengebildes gelangen, so dass eine einheitliche Behandlung ermöglicht wird.
Ein Fadengebilde, das durch eine erste und eine zweite Härtungsstation geführt und, wie oben beschrieben, behandelt worden war, weist nicht nur im wesentlichen gleichmässig miteinander verbundene Fasern, sondern auch eine versteifte Aussenschicht auf, die ihm ein Maximum an Widerstandsfähigkeit gegen Deformation erteilt. Die zweite Härtungsstation ist vorzugsweise so angeordnet, dass das Fadengebilde in dieser, nach Austritt aus der ersten Härtungsstation innerhalb eines kurzen Zeitraumes, z. B. von 0, 02 bis 0, 05 sec, im wesentlichen auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Durch Herabsetzung der Zeit, in der das Fadengebilde von der ersten zur zweiten Station gelangt, wird jegliche Deformierungstendenz des Fadengebildes vermindert, wobei die Faser-und Weichmacherkomponenten nicht einer Faserverschmelzung unterliegen und eine zellenförmige Struktur bzw. ein Produkt mit einer Zellenstruktur erhalten wird. Die Luftbehandlung verhindert nicht nur eine Steifheit in unerwünschtem Ausmass, sondern bedingt auch eine Kühlung und Trocknung des Fadengebildes, so dass es, ohne dass eine Verformung oder Bildung von Falten in der Umhüllung eintritt, gewünschtenfalls sofort mit einer Umhüllung versehen werden kann.
Gemäss der Erfindung wird erreicht : a) es sind keine nachfolgenden Behandlungen des Fadengebildes ausser dem Schneiden desselben in stabähnliche Teile erforderlich ; b) das einheitlich abgebundene, gegen Deformation widerstandsfähige Fadengebilde kann so schnell hergestellt werden, als es gestreckt, imprägniert und vereint wird ; c) die linearen Geschwindigkeiten der Fortbewegung des Fadengebildes können zumindest so gross sein, wie diejenigen, die bei herkömmlichen Anordnungen eingehalten werden. Eine Papierumhüllung ist nicht erforderlich, bevor das fertige Fadengebilde zu stabähnlichen Teilen geschnitten wird. Es kann jedoch in manchen Fällen für spezielle Zwecke erwünscht sein, eine besondere Aussenschicht auf dem Fadengebilde vorzusehen, wobei, ohne von der Erfindung abzuweichen, vorgegangen werden kann, z.
B. indem eine ringförmige Bürste oder Besprühung angewendet wird, wie sie schematisch mit --21-- in Fig. 1 angezeigt ist. Das gebildete Fadengebilde kann einer Schneidvorrichtung zugeführt werden, um zur Herstellung von stabähnlichen Teilen-S-geschnitten und dann in einem geeigneten Behälter --25-- aufbewahrt zu werden.
Gemäss dem Verfahren der Erfindung können verschiedene Materialien, aus denen kontinuierliche Fadengebilde gebildet werden können und die einen Körper von Fasern enthalten, die hauptsächlich in der Längsrichtung orientiert sind, behandelt und zur Bildung erfindungsgemässer Produkte verwendet werden. Es ist jedoch ein Merkmal der Erfindung, die kontinuierlichen Fadengebilde aus Celluloseacetatfasern zu bilden, wobei gemäss bevorzugten Ausführungsweisen die Produkte zumindest 50% Celluloseacetatfasern enthalten. Für bestimmte Anwendungszwecke und um bestimmte Eigenschaften bezüglich des Filterns und bzw. oder des Absorbierens und bzw. oder der Aufnahme von Flüssigkeiten zu erzielen, können die Celluloseacetatfasern mit andern Materialien vermischt werden, wie z.
B. nach dem Viscoseverfahren erhaltene, regenerierte Cellulose, Baumwolle, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosepropionat, Aktivkohle, Asbest, Metallfasern, Holzfasern und Holzmehl und bzw. oder Mischungen einiger dieser Materialien.
Der Weichmacher, der auf die Schichten der Fadengebilde bei der Station --18-- aufgesprüht wird, kann einer der vielen bekannten Weichmacher sein, mittels welcher die behandelten kontinuierlichen Fäden aneinandergebunden werden können. Vorzugsweise wird jedoch einer der folgenden Weichmacher verwendet : Diäthoxyäthylphthalat, Dimethoxyäthylphthalat, Triäthylcitrat, Tributylcitrat, Trikresylphosphat, Glycerintriacetat, Glycerintripropionat, Triphenylphosphat, Äthylphthalyläthylglycolat, Acetyltrüsohexylcitrat, Acetyltriäthylcitrat, Dimethylphthalat, Diäthylphthalat, Triäthylphosphat oder Tribetachloräthylphosphat.
Die Denierzahl der einzelnen Fasern und die gesamte Denierzahl des Fadengebildes kann variiert werden, um ein bestimmtes Fadengebilde mit den gewünschten besonderen Merkmalen zu erhalten. Es wurde jedoch gefunden, dass zufriedenstellende Resultate erhalten werden, wenn die Denierzahl der
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einzelnen Fasern zwischen 1, 6 und 16 und die gesamte Denierzahl des Fadengebildes zwischen 37000 und 500000 liegt. Hierin ist natürlich der gesamte Denierbereich von 37000 bis 100000 miteingeschlossen, der bei der Herstellung von Zigarettenfiltern gewöhnlich eingehalten wird.
Die bevorzugten Formen der Vorrichtung, die zur Behandlung eines Fadengebildes bei der ersten und zweiten Härtungsstation bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden, sind in den Fig. 2 bis 6 gezeigt.
Die Dampfzuleitungsvorrichtung gemäss Fig. 2 besteht aus einem Gehäuse-100--, das an einem Ende offen ist und eine Behandlungskammer --102-- umgrenzt, die sich zwischen den Endöffnungen - 104 und 106-- des Gehäuses --100-- befindet. Ein Kernglied-108-mit einem Durchlass - -112-- ist innerhalb der Kammer --102-- neben dem vorderen Ende --110--der Kammer angeordnet. Das Kernglied weist auch Durchläse --114-- auf, die in schräger Richtung zum Durchlass --112-- verlaufen. Ein Verschlussglied --116-- mit einem für das Fadengebilde
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Medium ausgesetzt, wobei das Fadengebilde durch die Durchlässe umgrenzt ist.
Das Verschlussglied-116-ist ein längliches, trichterförmiges Glied mit einem Durchlass, der einen ersten verjüngten Teil--118a--aufweist, der in einen zweiten Teil--118b--von gleichem Querschnitt führt. Der Durchlass --112-- in dem Kernglied --108-- hat über seine ganze Länge einen einheitlichen Querschnitt, wobei dieser Querschnitt dem Querschnitt des zweiten Teiles - -118b-- des Durchlasses in dem Verschluss --116-- entspricht.
Der Teil des Durchlasses--118--, der die imprägnierte Faserschicht von der Weichmacherstation-18-aufnimmt, nämlich der Teil-118a-, führt zu dem Teil-118b- mit einheitlichem Querschnitt. Auf diese Weise erhält die imprägnierte Faserschicht, während das Fadengebilde durch die Vorrichtung nach Fig. 2 geführt wird, eine stabähnliche Gestalt.
Das Fadengebilde, das eine stabähnliche Gestalt erhalten hat, gelangt durch das Kernglied - -108--, das vorzugsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, eine sich verjüngende Aussparung-111- aufweist, die zu dem Durchlass --112-- führt. Das Kernglied kann jede beliebige, dem Querschnitt der Kammer --102-- angepasste Form haben ; jedoch sind sowohl die Kammer als auch das Kernglied vorzugsweise im allgemeinen von zylindrischer Form. Das Kernglied ist mit Trägern-132- versehen, die dazu dienen, das Kernglied im Abstand von den Seitenwandungen der Kammer zu stützen, wobei zwischen dem Kernglied und den Seitenwänden der Kammer ein Durchlass --124-- vorgesehen ist.
Die Durchlässe--114--münden in diesen Kammerdurchlass sowie auch die Leitung--122--, so dass der in die Leitung --122-- eingebrachte Dampf durch die Durchlässe-115-in das Kernglied und auf das Fadengebilde in einer zu der Bewegungsrichtung des Fadengebildes entgegengesetzten Richtung gelangt. Vorzugsweise bilden die Durchlässe-114-mit der Längsachse des für das Fadengebilde bestimmten Durchlasses im Kernglied einen Winkel von 450. Auf das Fadengebilde geführter Dampf durchdringt infolge des Druckes innerhalb der Kammer das Fadengebilde in einer zu der Bewegung des Fadengebildes entgegengesetzten Richtung.
Daher wird bewirkt, dass der durch den Einlass --122-- eintretende Dampf durch das Fadengebilde hinter den Durchlässen - --114-- und in den für das Fadengebilde bestimmten Durchlass des Verschlussgliedes--116-- gelangt. Wie bereits aufgezeigt, weist das Verschlussglied --116-- einen Durchlass --118-- auf, der dazu dient, das Fadengebilde zu vereinen ; demgemäss dient der durch das Fadengebilde nach rückwärts geleitete Dampf dazu, die Fasern des Fadengebildes und den Weichmacher zu erwärmen, während dasselbe eine stabähnliche Form erhält. Vorzugsweise wird diese Behandlung vorgenommen, wenn die Fasern des Fadengebildes ihre gewünschte Anordnung annehmen und insbesondere, wenn die Fasern von dem verjüngten Teil des Durchlasses --118-- in den Teil von einheitlichem Querschnitt gelangen.
Um den Luftdruck innerhalb des Fadengebildes, während dieses seine gewünschte Grösse annimmt, aufzuheben, wird das Verschlussglied --116-- mit einer Reihe von Auslässen --140-versehen, die zwischen dem für das Fadengebilde bestimmten Durchlass --118---- und der Aussenfläche des Verschlussgliedes verlaufen. Vorzugsweise werden die Auslässe--140--mit Bezug auf den Durchlass - 118---- geneigt angeordnet und stehen mit demselben zumindest ungefähr bei der
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Verbindungsstelle des verjüngten Teiles --118a-- und dem Teil-118b--von einheitlichem Querschnitt in Verbindung.
Die Verschraubung des Verschlussgliedes-116--mit dem Gehäuse-100-hat den Zweck, an dem rückwärtigen Ende der Behandlungskammer einen wirksamen Verschluss vorzusehen, wobei die Auflage des Frontteiles--109-des Kerngliedes auf die vordere Gehäusewand --110-- einen wirksamen Verschluss an dem Vorderende der Kammer schafft. Zusätzlich zu obigen Merkmalen kann,
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geschaffen wird.
Der Düsenteil-150-hat eine Gestalt und Grösse, die ermöglicht, dass er an den Wänden der Öffnung --104-- in dem Vorderende des Gehäuses --100-- anliegt. Es wurde festgestellt, dass durch diese Konstruktion ein hinreichend wirksamer Verschluss geschaffen wird, wobei natürlich gewünschtenfalls auch andere zweckdienliche Verschlussvorrichtungen und bzw. oder Dichtungen in der Vorrichtung nach Fig. 2 vorgesehen sein können.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass, wenn auch ein zylindrisches Kernglied und eine zylindrische Kammer gezeigt sind, die Kammer und das Kernglied auch quadratisch oder rechteckig sein oder auch einen beliebig andern Querschnitt aufweisen können. In gleicher Weise gilt, dass, wenn auch die Leitung --112-- mit einer Bohrung in der Gehäuseseitenwandung verbunden gezeigt wird, um so den Einlass zu bilden, auch jede andere beliebige Form einer Einlassleitung vorgesehen sein kann, die mit einer Zuleitung für Dampf oder andere erhitzte Dämpfe in Verbindung steht.
Wenn auch die Dampfzuleitungsweise, die oben beschrieben ist, sich für viele Anwendungszwecke eignet, wurde festgestellt, dass die gleiche allgemeine Art einer Vorrichtung mit Abänderungen verwendet werden kann, um ein Fadengebilde zu schaffen, das selbst einen Durchlass aufweist. In diesem Zusammenhang sei auf Fig. 7 hingewiesen, in der eine abgeänderte Form einer Vorrichtung zur Herstellung eines Fadengebildes mit einer zentralen durchgehenden Öffnung gezeigt ist.
Die Vorrichtung nach Fig. 7 enthält alle wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung nach Fig. 2, nämlich ein Gehäuse - -100--, ein Kernglied --108-- und ein Kernglied-116--. Die für das Fadengebilde bestimmten Durchlässe, die Dampfleitungen und Luftableitungen sind in der Vorrichtung nach Fig. 7 ebenso wie in der Vorrichtung nach Fig. 2 vorgesehen, so dass sich eine nähere Erklärung der Vorrichtung und der Funktion der einzelnen Durchlässe erübrigt.
Der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung nach Fig. 7 und der Vorrichtung nach Fig. 2 besteht darin, dass die Vorrichtung nach Fig. 7 ein Glied zur Bildung einer durchgehenden Öffnung im Fadengebilde enthält, das, wie gezeigt, ein längliches Rohr --400-- aufweist. Das Rohr-400erstreckt sich durch den Düsenteil --150-- des Kerngliedes, den Durchlass --112-- in der Düse und im Kernglied sowie den Durchlass in dem Verschlussglied --116-- Der rückwärtige Teil des Rohres ist, wie gezeigt, vorzugsweise nach oben gebogen, wobei das Rohr--400--offen ist und Dampf in das Rohrende-401--eingeführt wird, ebenso wie Dampf in die Leitung --122-- des Gehäuses
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Das Rohr --400-- liegt zentral innerhalb des Durchlasses-112-im Kernglied-108auf den Fasern des Fadengebildes, die durch die Vorrichtung gelangen, wobei, um die zentrale Anordnung des Rohres --400-- zu gewährleisten, das Rohr anfänglich erforderlichenfalls ausgerichtet werden kann.
Das gezeigte Rohr--400--hat einen kreisförmigen Querschnitt. Es kann jedoch auch quadratisch oder oval sein oder auch einen andern gewünschten Querschnitt aufweisen. Gewöhnlich entspricht die Form des Rohres der Form des Durchlasses-112-im Kernglied-108-, wobei jedoch der Querschnitt des Rohres in bestimmten Fällen von dem Querschnitt des Kerndurchlasses - 112-- verschieden sein kann.
Die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung enthält ein Rohr --400-- mit einem kreisförmigen Querschnitt ; Fig. 7c zeigt einen Querschnitt des Kerndurchlasses-112-und des Rohres-400-mit einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt und einen Durchlass mit einem ebensolchen Querschnitt. Fig. 7a und 7b zeigen andere Formen von Kerndurchlässen und andere Querschnittsformen des Rohres. Die gleichen Zahlen mit hochgestellten Strichen sind in den Fig. 7a und 7b verwendet, um die einander entsprechenden Teile anzuzeigen.
Die Luftzuleitungsvorrichtung gemäss der Erfindung ist im allgemeinen in gleicher Weise aufgebaut, wie die Dampfzuleitungsvorrichtung. Dies ist aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. An Stelle eines trichterförmigen Verschlussgliedes am rückwärtigen Ende des Gehäuses-100-ist ein länglicher Verschluss-160 vorgesehen ; ferner ist der längliche, für das Fadengebilde bestimmte Durchlass
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- -118-- der Fig. 2 durch eine verjüngte Aussparung --162-- am äusseren Ende des Verschlusses --160-- ersetzt, die in einen Durchlass --164-- von einheitlichem Querschnitt führt.
Der Verschluss - -160-- muss nicht länglich sein ; jedoch wird die längliche Ausführung vorgezogen, weil sie ein leichteres Hantieren ermöglicht.
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Durchlässen in der Luftzuleitungsvorrichtung vorgesehen. Genauer gesagt wird zusätzlich zu der Gruppe - -114a-- eine zweite Gruppe --115-- vorgesehen.
Jede der Durchlassgruppen enthält eine Serie von einzelnen Durchlässen für das Medium, wobei die Durchlässe in beiden Gruppen, wie gezeigt, vorzugsweise mit Bezug auf die Längsachse des Kerngliedes in einem Winkel von 45 angeordnet sind und in Richtung zu dem rückwärtigen Gehäuseende, d. i. in Richtung zu dem Verschlussglied--160--, schräg verlaufen, so dass in das Gehäuse gelangendes Medium in Gegenstrom zu der Bewegungsrichtung des Fadengebildes durch das Gehäuse gelenkt wird. Die Durchlassgruppen sind vorzugsweise versetzt angeordnet. In Fig. 5 und 6 wurden die gleichen Zahlen (mit hochgestellten Strichen) verwendet, um die Bestandteile der Luftzuleitungsvorrichtung anzuzeigen, die den Bestandteilen der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Dampfzuleitungsvorrichtung entsprechen.
Die für die Fadengebilde bestimmten Durchlässe in den Kerngliedern und die Teile von gleichmässigem Querschnitt der für die Fadengebilde bestimmten Durchlässe in den Verschlussgliedern entsprechen genau den Konturen des stabförmigen Fadengebildes, das hergestellt wird. Dies ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, weil, wie weiter oben ausgeführt, das erfindungsgemässe Verfahren vorsieht, dass das Fadengebilde während der Behandlung mit Dampf und Luft in einem begrenzten Raum gehalten wird, wodurch das Fadengebilde die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegen Deformation und einheitliche Bindungsmerkmale erhält.
Wenn daher die Verfahrensstufen mit einem Fadengebilde ausgeführt werden sollen, das einen Durchmesser aufweist, der grösser oder kleiner ist als der in den Fig. 2 bis 6 gezeigte, ist es erforderlich, die Grösse und bzw. oder Form der das Fadengebilde aufnehmenden Durchlässe zu ändern. Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird dies in einfacher Weise erreicht. Die Verschlussglieder sowie auch die Kernglieder können mit Durchlässen von verschiedenen Grössen hergestellt werden.
Wenn es daher erwünscht ist, die Vorrichtung zu verwenden, um ein Fadengebilde einer andern Grösse zu verarbeiten, ist es lediglich erforderlich, die Verschlussglieder und die Kerne zu entfernen, in jedes Gehäuse ein anderes Kernglied mit einem für das Fadengebilde bestimmten Durchlass der erforderlichen Grösse einzusetzen und dann ein Verschlussglied aufzubringen, das ebenfalls den entsprechenden Durchlass aufweist. Es ist nicht erforderlich, irgendwelche Dampf-oder Luftleitungen abzumontieren und es ist auch nicht notwendig, die Gehäuse zu bewegen.
Ein Beispiel für eine Auftragungs-oder Abgabevorrichtung gemäss der Erfindung mit einem gegen Deformation widerstandsfähigen Fadengebilde ist in Fig. 8 gezeigt. Diese enthält einen geeigneten Behälter-200-, der vorzugsweise mit einer Düse-202-und einer Verschlusskappe-204- versehen ist. Innerhalb des Behälters befindet sich ein Absorber--206--, der, aus einem Körper gebildet, aus kontinuierlichen Celluloseacetatfasern besteht, die willkürlich hauptsächlich in einer Längsrichtung orientiert und gemäss dem Verfahren der Erfindung behandelt worden waren. Der Absorber --206-- steht mit einem Applikator --208-- in Verbindung, wobei dessen rückwärtiges Ende mit dem Vorderende des Adsorbers in Berührung steht.
Der Applikator-208-enthält auch einen Körper von kontinuierlichen, willkürlich hauptsächlich in einer Längsrichtung orientierten Celluloseacetatfasern, die gemäss der Erfindung behandelt worden waren, jedoch ist die gesamte
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--206-- verschieden.- -206-- hat als Hauptfunktion soviel Flüssigkeit wie möglich aufzunehmen, wogegen die Hauptfunktion des Applikators--208--darin besteht, Flüssigkeit gleichmässig in kontrollierten Anteilen abzugeben oder aufzutragen. Daher wird die Denierzahl des Applikators so gewählt, dass geeignete Bedingungen zur kontrollierten Flüssigkeitsabgabe geschaffen werden, wogegen die Denierzahl des Adsorbers--206--so gewählt wird, dass er die gewünschten Merkmale zur Flüssigkeitsaufnahme aufweist.
Der Applikator--208--und der Adsorber --206-- werden gefüllt, indem sie in das abzugebende oder aufzutragende Material, wie z. B. Farbanstrich, Parfum oder antiseptisches Mittel, versetzt oder mit diesem Material besprüht werden.
Ein anderes Beispiel für ein Produkt, bei dem die Erfindung Anwendung findet, ist in Fig. 9 gezeigt. In dieser Figur ist mit --300--- eine Zigarette bezeichnet, die eine Papierumhüllung
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-302-- aus Zigarettenpapier,- 626 bzw. 628'-offen sein und soll die Spitze des gebildeten Fadengebildes zumindest zu dem rechten Rand der Matrize, wie gezeigt, geführt werden, um auf diese Weise ein unerwünschtes Verbiegen der exponierten Fasern zu verhindern.
Es wurde gefunden, dass a) der eingesetzte Weichmacher und die Mengen desselben nicht kritisch sind, solange der Weichmacher mit den Fasern des Fadengebildes verträglich ist und b) das Verfahren gemäss der Erfindung innerhalb der folgenden Bereiche ausgeführt werden kann, um bevorzugte Resultate zu erzielen :
1. Geschwindigkeit des Fadengebildes : 2 bis 100 m/min,
2. Dampfeinleitung : Pro Stunde 0, 35 5 bis 35 kg/cm2 des Querschnittes des Fadengebildes,
3. Dampfsättigung 100% bei einem Anfangsdruck von zwischen 0 und 4, 9 at,
4. Kühldauer nach Verlassen der Dampfbehandlungsvorrichtung : Vorzugsweise 0, 02 bis 0, 05 sec,
5.
Lufttemperatur : Vorzugsweise nicht über 32, 2 C (90 F),
6. zur Kühlung eingeführte Luft vorzugsweise : Pro min 283 bis 28300 dm3 pro 6, 45 cm2 des Querschnittes des Fadengebildes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines stabähnlichen, gegen Deformation widerstandsfähigen Fadenkörpers, dessen Fäden hauptsächlich in Längsrichtung ausgerichtet sind und für Produkte, wie z. B. Rauchfilter, oder für solche Fadenkörper einschliessende Markierungsvorrichtungen dienen, nach welchem Verfahren ein kontinuierliches Fadengebilde mit einem Weichmacher für das Material, aus dem zumindest einige der Fäden gebildet sind, imprägniert wird, wonach dieses Fadengebilde zu einem
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zwecks Formung eines stabähnlichen Stranges durch eine Öffnung oder eine Leitung geführt und erhitzt wird, indem ein erhitztes Gas oder heisser Dampf, insbesondere Wasserdampf, im wesentlichen gleichzeitig mit der Verformung des Fadengebildes zu einem stabähnlichen Strang in und durch den Strang geleitet wird,
während dieser sich in der Öffnung oder Leitung befindet.