Zigarettenfilter, Verfahren zur Herstellung desselben und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Verwendung von natürlichen Fasern wie Baum wolle etc. oder regenerierten Fasern wie Viskose-Zell- wolle etc. als Filtermaterial ist an und für sich seit lan ger Zeit bekannt, da seit Jahren solche Zigarettenfilter auf dem Markte sind. Diese bekannten Zigarettenfilter bestehen entweder aus parallel aneinanderliegenden Fasern mit und ohne Verfestigungs- oder Trägerunter lage aus Papier bzw. einem papierähnlichen Stoff oder aus wirren Faserlagen, die gepresst oder mit Binde mitteln verfestigt wurden.
Bis heute war es jedoch un möglich, ein Filter aus natürlichen oder regenerierten Fasern in Form einer zylindrischen oder sonst geeigne ten profilierten Kardenlunte herzustellen, bei welcher die Fasern in den drei Dimensionen wirr durcheinan- derliegen und weder gepresst noch durch Bindemittel oder andere Beigaben zur Verfestigung des Filterkör pers behandelt wurden.
Bei einem Zigarettenfilter sind folgende Merkmale von grösster Bedeutung: Geruch- und Geschmack losigkeit, Saugfähigkeit (Absorptionsvermögen), guter Zug, wobei zu beachten ist, dass normalerweise bei bes serem Zug das Absorptionsvermögen abnimmt oder bei schlechterem Zug zunimmt. Die bisherigen Zigaret tenfilter wiesen, bedingt durch ihre Struktur, vor allem folgende Nachteile auf: Veränderung des Geschmackes durch die Verwendung von chemischen Bindemitteln oder andern Stoffen zur Verfestigung der einzelnen Faser oder des Vlieses; mangelnde Absorptionsfähig keit und Porosität durch das Parallellegen, Aneinander- kleben oder Zusammenpressen der einzelnen Fasern; mangelnde Festigkeit der Struktur des ganzen Filters bei Verwendung von unbehandelten Fasern.
Diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfin dung, welche sich auf ein Zigarettenfilter, ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Einrichtung zur Aus übung des Verfahrens bezieht, beseitigt werden. Der erfindungsgemässe Zigarettenfilter zeichnet sich dadurch aus, dass derselbe aus einer faserträgerlosen Lunte besteht, die durch wirr angeordnete, ungepresste, unverfestigteundungebundeneEinzelfasern gebildet ist.
Das Verfahren zur Herstellung des Zigarettenfilters ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nach Vorreinigung, Kochen und Bleichen auf einer Maschine vorgeöffnet und anschliessend auf einer Fasergewirrerzeugungs-Maschine mit Zusatzvorrich tung zu einem dünnen Faservlies verarbeitet werden, wobei durch die Zusatzvorrichtung dem längsgerich teten Grundverlauf der Fasern, Einzelfasern bildende Querverzerrungen beigegeben werden, wodurch ein Vlies und durch Zusammenziehen desselben eine Kardenlunte aus einem selbsttragenden Fasergewirr erzeugt wird.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass bei einer Fasergewirrerzeugungsmaschine eine mit dieser zusammenarbeitende, mit einer feinen Kratzengarnitur versehene Walze vorgesehen ist, welche zusätzlich zu ihrer Umlaufbewegung pro Umlauf wenigstens eine axiale Hin- und Herbewegung ausführt, wodurch aus den Fasern mit Längsgrundverlauf Einzelfasern quer herausgezerrt werden und ein selbsttragendes Faser gewirr aus Einzelfasern hergestellt werden kann.
Anhand der Zeichnung wird anschliessend bei spielsweise der Zigarettenfilter nach der Erfindung er läutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Teilstückes der Lunte, Fig. 2 einen Querschnitt der Lunte,
Fig. 3 eine Ausführungsform einer mit der erfin- dungsgemässen Zusatzvorrichtung versehenen Krem- pelmaschine zur Herstellung des Faservlieses und Fig. 4 eine Draufsicht der Krempelmaschine nach Fig. 3.
Der aus der dargestellten Kardenlunte hergestellte Zigarettenfilter besteht aus natürlichen Fasern, wie Baumwolle etc. oder vorzugsweise aus regenerierten Fasern wie Viskose-Zellwolle. Die für die Herstellung der Lunte bestimmten Fasern, die nicht aviviert, ent- schwefelt und nicht mattiert sind, verschiedene Stapel längen und Deniers aufweisen können, werden in loser Flockenform mittels Soda und verschiedener für die Reinigung geeigneter Hilfsmittel während einer Stunde bei 90 - 950 C gebrüht.
Diese Operation hat zum Ziele, die Verunreinigungen die an der Zellwollfaser haften, aufzuschliessen, zu lösen und zu dispergieren. Dadurch erhält man die gewünschte Reinheit der Faser und eine erhöhte Saugfähigkeit. Nachher werden die gebrühten Zellwollflocken oder Baumwollflocken abgesäuert und mit Wasser gut gespült.
Um ein reines und dauerhaftes Weiss sowie die not wendige Steifheit der Zell- oder Baumwollfaser zu er reichen, werden die Faserflocken während ca. 30 Minu ten bei maximal 240 C in Chlor und nach einer kurzen Spülung während ca. 3 Stunden bei 850 C in einem Peroxydbad gebleicht. Die gebleichten Flocken werden anschliessend wiederum abgesäuert, gespült, intensiv gewaschen und getrocknet.
Durch diese Vorbehandlung der Fasern durch Brü hen und Bleichen wird auf natürlichem Wege und ohne Zuhilfenahme irgendwelcher Verfestigungs- oder Stär kemittel, die auf der Faser zurückbleiben, eine feste Struktur und rauhe Oberfläche der Faser erhalten. Dies bewirkt, dass einerseits das aus diesem Material her gestellte Filter eine grosse Festigkeit aufweist, ohne dass die Porosität ungenügend ist und anderseits die gereinigte Faseroberfläche dem Filter eine sehr hohe Saugfähigkeit (Absorptionsvermögen) verleiht.
Bei Ver wendung von Viskose-Zellwolle als Filtermaterial be steht die Faser auch nach der obigen Behandlung im mer noch zu<B>100%</B> aus reiner Zellulose, das heisst es sind darauf keine Stoffe feststellbar, die eine geruchliche oder geschmackliche Änderung des Tabaks hervor rufen oder sonst sich irgendwie nachteilig auswirken könnten.
Dieses Koch- und Bleichverfahren sowie die hiezu notwendigen Maschinen und Apparaturen sind im all gemeinen bekannt und werden unter anderem auch für das Bleichen von Verbandwatte benützt.
Die nach der beschriebenen Vorbehandlung erhal tenen Faserflocken sind damit für die Weiterverarbei tung auf bekannten, in der Spinnerei verwendeten Ma schinen vorbereitet, und werden auf diesen geöffnet und zur Herstellung eines gleichmässigen, dünnen Faservlie- ses auf einer Karde oder Krempelmaschine bearbeitet. Diese letztere Maschine ist mit einer zusätzlichen Vor richtung versehen, welche bewirkt, dass anstelle eines Vlieses mit in der Längsrichtung parallel gerichteten Fasern ein Fasergewirr erzeugt wird.
Nach der in Fig. 3 und 4 ersichtlichen Darstellung ist 1 eine als zusätz liche Vorrichtung der Krempelmaschine 2, 3 dienende Zusatzwalze, welche mit einer feinen Kratzengarnitur 1' bezogen ist. 2 ist die Abnehmerwalze und 3 der Tam- bour der Krempelmaschine. Die Zusatzwalze 1 arbeitet mit der Abnehmerwalze 2 zusammen und ist zu diesem Zwecke unterhalb dieser, parallel zu deren Achse so an geordnet, dass ihre Kratzengarnitur 1' in die Kratzen garnitur 2' der Abnehmerwalze 2 eingreift.
Die Zusatz walze wird in gleichem Drehsinn wie die Abnehmer walze 2 angetrieben, d. h. die Zusatzwalze rollt nicht an der Abnehmerwalze 2 ab, sondern ihre Mantelflächen bewegen sich gegenläufig zueinander, wie dies durch Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist. Gleichzeitig mit der Um laufbewegung a wird der Zusatzwalze 1 eine zusätzliche, axiale Hin- und Herbewegung b über ca. 15 mm erteilt, und zwar soll sich die Zusatzwalze pro Umdrehung dreimal hin- und herbewegen. Durch diese zusätzliche Hin- und Herbewegung der Walze 1 werden den Fasern des über die Walze 2 laufenden Vlieses 4 zu ihrem längs gerichteten Faserverlauf Querverzerrungen erteilt, wel che ein Fasergewirr im Vlies 4 entstehen lassen.
Durch diese Querverzerrungen wird eine gegen Längsverschie bung der Fasern sperrende Verkettung derselben er reicht und auf diese Weise ein selbsttragendes Faser gebilde von gewisser Steifheit erzeugt. In einer an die Krempelmaschine anschliessenden, in der Spinnerei be kannten Kannenpresse wird das von der Abnehmer walze 2 durch einen Abstreifer 5 abgehobene Vlies in an sich bekannter Weise in eine Lunte zusammengefasst. Die in dieser Weise erhaltene Kardenlunte 6 weist, wie Fig. 1 und 2 zeigen, ein Fasergewirr von in allen Richtungen verlaufenden Faserteilen auf.
Diese endlos erzeugte Kardenlunte kann ohne irgendwelche weitere Bearbeitung direkt und kontinuierlich zur Speisung einer Filterstöpselmaschine verwendet werden. Es kön nen mit dieser Lunte je nach deren Dichte verschieden harte Filter hergestellt werden, wobei durch die wirre Anordnung der Fasern auch bei harten Filtern eine hervorragende Porosität (Rauchdurchzug) bei grösster Filtrierwirkung (Absorption) erreicht wird, letzteres vor allem auch daher, weil bei einer wirren Faseranord nung keine Kanalbildung entstehen kann und jede ein zelne Faser praktisch auf ihrer ganzen Oberfläche vom Rauch umweht wird.
Cigarette filter, method for producing the same and device for carrying out the method The use of natural fibers such as cotton etc. or regenerated fibers such as viscose cellulose wool etc. as filter material has been known in and of itself for a long time, as such for years Cigarette filters are on the market. These known cigarette filters consist either of parallel fibers with and without solidification or support base made of paper or a paper-like substance or of tangled fiber layers that were pressed or solidified with binding agents.
Up to now, however, it has not been possible to manufacture a filter from natural or regenerated fibers in the form of a cylindrical or otherwise suitable profiled card sliver in which the fibers are tangled in three dimensions and neither pressed nor by binding agents or other additives for strengthening of the Filterkör pers were treated.
The following characteristics are of the greatest importance for a cigarette filter: odorlessness and taste, absorbency (absorption capacity), good draw, whereby it should be noted that the absorption capacity normally decreases with better draw or increases with worse draw. The previous cigarette filters had, due to their structure, mainly the following disadvantages: Change in taste through the use of chemical binders or other substances to strengthen the individual fiber or the fleece; Insufficient absorption capacity and porosity due to the parallel laying, sticking together or pressing of the individual fibers; Insufficient strength of the structure of the entire filter when using untreated fibers.
These disadvantages are intended to be eliminated by the present invention, which relates to a cigarette filter, a method for its manufacture and a device for performing the method. The cigarette filter according to the invention is characterized in that it consists of a fiber-carrier-less sliver which is formed by randomly arranged, unpressed, non-solidified and unbound individual fibers.
The method for producing the cigarette filter is characterized according to the invention in that the fibers, after pre-cleaning, boiling and bleaching, are pre-opened on a machine and then processed into a thin fiber fleece on a fiber tangling machine with an additional device Fibers, individual fibers forming transverse distortions are added, whereby a fleece and by drawing it together a card sliver is produced from a self-supporting fiber tangle.
According to the invention, the device for carrying out the method is characterized in that, in a fiber tangling machine, a roller is provided which works together with this and is provided with a fine scraper, which, in addition to its circular movement, performs at least one axial to and fro movement per revolution, whereby the fibers with a longitudinal base course, individual fibers can be pulled out transversely and a self-supporting fiber tangle can be produced from individual fibers.
Using the drawing, the cigarette filter according to the invention will then be explained, for example. The figures show: FIG. 1 a view of a portion of the fuse, FIG. 2 a cross section of the fuse,
3 shows an embodiment of a carding machine provided with the additional device according to the invention for producing the fiber fleece, and FIG. 4 shows a top view of the carding machine according to FIG.
The cigarette filter made from the card roving shown consists of natural fibers such as cotton etc. or preferably of regenerated fibers such as viscose rayon. The fibers intended for the manufacture of the fuse, which are not avivated, desulphurised and not matted, can have different pile lengths and deniers, are loosely flaked using soda and various cleaning aids for one hour at 90 - 950 ° C brewed.
The aim of this operation is to break down, loosen and disperse the impurities that adhere to the cellulose fibers. This gives the desired fiber purity and increased absorbency. Afterwards, the brewed cellulose flakes or cotton flakes are acidified and rinsed well with water.
In order to achieve a pure and permanent white and the necessary stiffness of the cellular or cotton fibers, the fiber flakes are in chlorine for approx. 30 minutes at a maximum of 240 C and after a short rinse for approx. 3 hours at 850 C in one Bleached peroxide bath. The bleached flakes are then again acidified, rinsed, washed intensively and dried.
As a result of this pretreatment of the fibers by means of brewing and bleaching, a firm structure and rough surface of the fiber is obtained naturally and without the aid of any strengthening or starch agents that remain on the fiber. This has the effect that, on the one hand, the filter made from this material has great strength without the porosity being insufficient and, on the other hand, the cleaned fiber surface gives the filter a very high absorbency (absorption capacity).
When using viscose rayon as the filter material, the fibers are still <B> 100% </B> pure cellulose even after the above treatment, which means that no substances can be found on them that would change the smell or taste of the tobacco or otherwise have any adverse effect.
This cooking and bleaching process and the machines and equipment required for this are generally known and are used, among other things, for bleaching cotton wool.
The fiber flocks obtained after the pretreatment described are thus prepared for further processing on known machines used in spinning mills, and are opened on these and processed on a card or carding machine to produce a uniform, thin fiber fleece. This latter machine is provided with an additional device, which has the effect that instead of a fleece with fibers aligned parallel in the longitudinal direction, a tangle of fibers is produced.
According to the representation shown in Fig. 3 and 4, 1 is an additional roller serving as an additional device of the carding machine 2, 3, which is covered with a fine scraper set 1 '. 2 is the doffing roller and 3 is the tambour of the carding machine. The additional roller 1 works with the doffing roller 2 and for this purpose is arranged below this, parallel to its axis so that their scraper set 1 'in the scraper set 2' of the doffer 2 engages.
The additional roller is driven in the same direction of rotation as the collector roller 2, d. H. the additional roller does not roll on the doffer roller 2, but rather its outer surfaces move in opposite directions to one another, as indicated by arrows in FIG. Simultaneously with the circulation movement a, the additional roller 1 is given an additional, axial back and forth movement b over about 15 mm, namely the additional roller should move back and forth three times per revolution. Through this additional back and forth movement of the roller 1, the fibers of the nonwoven 4 running over the roller 2 are given transverse distortions to their longitudinally directed fiber course, wel che a fiber tangle in the nonwoven 4 arise.
Through this transverse distortion, a chain against longitudinal displacement of the fibers blocking the same is enough and in this way a self-supporting fiber structure of a certain rigidity is generated. In a can press that follows the carding machine and is known in the spinning mill, the fleece lifted from the doffer roller 2 by a stripper 5 is combined in a known manner into a sliver. The card sliver 6 obtained in this way has, as FIGS. 1 and 2 show, a fiber tangle of fiber parts extending in all directions.
This endlessly produced card sliver can be used directly and continuously to feed a filter plug machine without any further processing. Depending on their density, filters of different hardness can be produced with this fuse, whereby due to the confused arrangement of the fibers, even with hard filters, excellent porosity (smoke flow) is achieved with the greatest filtering effect (absorption), the latter mainly because of a tangled fiber arrangement no channel formation can occur and every single fiber is blown by smoke over practically its entire surface.