Präpariertes Material zur Herstellung von Kohlenstoff enthaltenden Körpern,
Verfahren zur Präparierung des Materials und Verwendung desselben
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein präpariertes Material mit Faser- und/oder Zellstruktur zur Herstellung von Kohlenstoff enthaltenden Körpern, insbesondere Filtern für Rauch, Gase und Flüssigkeiten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Präparierung dieses Materials.
Für verschiedene Zwecke der Technik werden Filter für Rauch, Gase und Flüssigkeiten verwendet, die fein verteilten Kohlenstoff, insbesondere sogenannte aktive Kohle, enthalten. Meistens bestehen solche porösen Körper aus einem Material mit Faser- oder Zellstruktur und einer Oberfläche, an der fein verteilter Kohlenstoff haftet. Gelegentlich bestehen solche Filter aber auch aus zusammengepresster poröser Aktivkohle, Tierknochenkohle und dergleichen und besitzen die Form von Platten, Stäben oder Rohren. Es sind auch bereits Folien mit fein verteiltem Kohlepulver auf der Oberfläche bekannt und Filter, die in einem porösen Gehäuse ein kohlenstoffhaltiges Granulat aufweisen.
Angewendet werden solche kohlenstoffhaltigen Filter für die Absorption oder für die Adsorption dampfartiger, flüssiger oder fester Partikeln aus einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom bzw. zur chemischen Bindung solcher Substanzen.
Die Herstellung solcher kohlenstoffhaltiger Filter erfolgte bisher meist durch das Zusammenpressen oder Zusammensintern von granulierter Aktivkohle. Bei Folien oder Papierbahnen wird auch Kohlegranulat oder Kohlepulver auf die Oberfläche aufgebracht und dort in geeigneter Weise fixiert.
Papierartigen faserhaltigen Materialbahnen kann Kohlepulver auch bereits im Faserbrei bei der Herstellung der Bahnen beigefügt werden, oder derartige Bahnen, beispielsweise auch Faservliese, werden in eine kohlenstoffhaltige Emulsion getaucht oder damit besprüht und dann getrocknet.
Alle diese Herstellungsmethoden für kohlenstoffhaltige Körper sind kostspielig und wegen der dabei auftretenden Verschmutzung der Einrichtungen sehr umständlich. Ferner werden durch die Manipulation der hochreinen Aktivkohle meist deren Absorptionseigenschaften nachteilig beeinflusst, was nach Fertigstellung der betreffenden Körper gelegentlich eine Aktivierung etwa durch Erhitzung im Vakuum oder in einer besonderen Gasatmosphäre erforderlich macht.
Es würde einen wesentlichen Fortschritt für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Filtern darstellen, wenn ein Material etwa in Form von papierartigen Bahnen, Faservliesen oder mit einer Zellstruktur existieren würde, das an seiner Oberfläche keine Kohlepartikeln aufweist, also bei der Verarbeitung zu Filtern keine Verschmutzung verursachen würde, an dessen Oberfläche aber nach mechanischer Fertigstellung der Filterkörper durch eine geeignete Behandlung allseits fein verteilte Kohle erzeugt werden könnte.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein derartiges Material, das gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an solchen Kohlenwasserstoff-Verbindungen und eine Schwefelsäurekomponente in solcher Form, dass bei Erhitzung des Materials eine chemische Reaktion unter Kohlenstoffabscheidung erfolgt.
Ferner betrifft die Erfindung ein zur Präparierung dieses Materials geeignetes Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während oder nach Bildung der Faser- oder Zellstruktur das Material mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung behandelt und dann überschüssiges Lösungsmittel beseitigt wird.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für die Präparierung einer zellulosehaltigen Papierbahn,
Fig. 2 und 3 je ein Ausführungsbeispiel für die Präparierung eines Faserstrangs bzw. eines Faserdochtes,
Fig. 4 ein zur Herstellung von Doppelfiltern für Zigaretten präpariertes Material.
Es existieren eine grosse Zahl von Materialien mit Faserstruktur, die einen Gehalt an Kohlenwasserstoff-Verbindungen aufweisen. Hierzu gehören beispielsweise alle aus natürlichen oder künstlichen Zellulosefasern hergestellten papierartigen Bahnen sowie solche Fasern enthaltende Faservliese und Faserdochte. Ausser Zellulosefasern natürlicher und künstlicher Herkunft werden auch Olefin-Fasern in Form von Faservliesen oder Fasersträngen für viele Zwecke der Technik verwendet. Ein bedeutendes Anwendungsgebiet solcher faserhaltiger Materialien sind beispielsweise Filter für Tabakwaren, insbesondere für Zigaretten.
Die Verarbeitung solcher faserhaltiger Materialien bereitet normalerweise keine Schwierigkeiten. Wird dagegen versucht, aus derartigen Fasermaterialien Filter mit Kohlenstoffgehalt herzustellen, so muss den Faserbahnen, Faservliesen oder Fasersträngen vor ihrer Verarbeitung zu Filterkörpern der Kohlenstoff in fein verteilter Form so beigefügt werden, dass er an der Oberfläche der Bahnen bzw. Fasern haftet. Bereits diese Beifügung von Kohlenstoffteilchen zum Fasermaterial ist umständlich; insbesondere bereitet aber die Verarbeitung des mit Kohlenstoffteilchen versehenen Fasermaterials zu den gewünschten Filterkörpern grosse Schwierigkeit, macht eine Massenfabrikation umständlich und verteuert dementsprechend die hergestellten kohlenstoffhaltigen Filter.
Durch Untersuchungen wurde nun aber überraschenderweise festgestellt, dass die obengenannten Fasermaterialien lediglich mit einer Schwefelsäurekomponente versehen werden müssen, beispielsweise durch Behandlung mit einer verdünnten, schwefelsäurehaltigen Lösung und anschliessender Trocknung, damit ein Material entsteht, das zwar praktisch keine sichtbare Änderung erfahren hat, aber derart präpariert ist, dass nach Fertigstellung der gewünschten Filterkörper mittels einer Erhitzung auf beispielsweise 100" C während einer Zeit von 3 bis 10 Minuten eine chemische Reaktion dieser Schwefelsäurekomponente mit dem Fasermaterial erfolgt, bei der Kohlenstoff in feinster Form in der Faseroberfläche abgeschieden wird.
Da die Präparierung des Materials zur Beifügung der Schwefelsäurekomponente praktisch keine Änderung des Aussehens oder der Verarbeitbarkeit zur Folge hat, kann die Herstellung der jeweils gewünschten Filterkörper in genau gleicher Weise wie bei einem nicht präparierten Material erfolgen, und alle obengenannten Schwierigkeiten sind umgangen. Ausserdem wird durch die Abscheidung von fein verteiltem Kohlenstoff an der Oberfläche der Fasern nach Fertigstellung der Filterkörper durch deren Erhitzung jede unerwünschte Vergiftung der erzeugten Kohlepartikel vermieden und derartige Filter weisen nach ihrer Wärmebehandlung einen hohen Wirkungsgrad bezüglich Abscheidung von Substanzen aus Gas- und Flüssigkeitsströmen auf.
Die Präparierung des Materials sei zunächst am Beispiel von papierartigen Faserbahnen, Faservliesen und Faserdochten beschrieben, wie sie zur Herstellung von Rauchfiltern für Tabakwaren, insbesondere für Zigaretten verwendet werden.
Unter den bekannten Filtern für Tabakwaren, insbesondere für Zigaretten, existieren bereits solche, bei denen Kohlenstoff in geeigneter Form im Filter vorhanden ist. Bei Zigarettenfiltern handelt es sich dabei meist um sogenannte Doppel- oder Mehrfachfilter, da ein kohlehaltiges Filter nicht für das Saugende der Zigaretten verwendet werden kann, dort also ein nicht kohlehaltiges Filterstück angeordnet sein muss.
Bei bekannten Filtern dieser Art wird Kohle in Form von Pulver oder Granulat auf einen Träger aufgebracht, beispielsweise auf eine zerfaserte Papierbahn, ein Faservlies oder einen Faserdocht und gelegentlich Klebemittel zur besseren Haftung der feinkörnigen Kohle auf der Oberfläche des Trägermaterials verwendet; derartige Kohlefilter werden üblicherweise als sogenannte Doppelfilter verwendet, bei denen der kohlehaltige Filterteil der Tabaksäule zugekehrt ist, während ein nicht kohlehaltiger Filterteil das Saugende bildet.
Eine andere Bauart von Kohlefiltern weist eine Kammer zwischen zwei nicht kohlehaltigen Filterstücken auf, die mit grobkörnigem Kohlegranulat gefüllt ist, so dass ein Dreifachfilter vorliegt. Die Herstellung der ein Trägermaterial aufweisenden kohlehaltigen Filterstücke bereitet bedeutende Schwierigkeiten, denn die Kohlepartikeln müssen dem Trägermaterial vor dessen Verarbeitung zu Filterstäben und Filterstöpseln beigefügt werden. Auch bei der Erzeugung von Dreifachfiltern mit einer Kohlegranulat enthaltenden Kammer ergeben sich viele Probleme, die meist nur eine relativ geringe Produktionsgeschwindigkeit der Einfüllvorrichtungen zulassen.
Alle diese Schwierigkeiten werden vermieden, wenn zur Herstellung der Filterstäbe ein gemäss dem vorliegenden Verfahren präpariertes Material verwendet wird, das sich von den sonst verwendeten Filtermaterialien nur durch eine Schwefelsäurekomponente in solcher Form unterscheidet, dass bei Erhitzung der aus solchem präpariertem Material hergestellten Filterstäbe eine chemische Reaktion mit dem Material erfolgt, die eine Kohlenstoffabscheidung verursacht.
Bei sogenannten Doppelfiltern mit einem der Tabaksäule zugekehrten kohlestoffhaltigen Filterteil wird in gewissem Umfange als Trägermaterial für die Kohlepartikeln eine stark zerfaserte Papierbahn aus Zellulosefasern natürlicher und/ oder künstlicher Herkunft verwendet. Dementsprechend besitzt dieses zellulosehaltige Papiermaterial einen Gehalt an Kohlenwasserstoff-Verbindungen. Üblicherweise werden zur Herstellung solcher kohlenhaltiger Filterstäbe als Ausgangsmaterial glatte Papierbahnen verwendet, die in bekannter Weise durch entsprechende Vorrichtungen zerfasert und vor oder nach der Zerfaserung mit Kohlepartikeln an der Oberfläche versehen werden. Diese Beifügung von Kohlepartikeln erübrigt sich, wenn die üblicherweise in Form von Papierrollen vorliegende glatte Papierbahn gemäss dem vorliegenden Verfahren präpariert wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Präparierung solcher Rohpapierbahnen zeigt die Fig. 1. Hier wird die Rohpapierbahn 1 von der Vorratsrolle 2 abgewickelt und läuft durch eine Apparatur, in der sie mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung angefeuchtet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel läuft die Rohpapierbahn 1 über eine Umlenkrolle 20 und eine Tauchrolle 21, die in der schwefelsäurehaltigen Lösung 22 im Behälter 23 rotiert. Die so präparierte Papierbahn läuft dann über die Umlenkrolle 24, auf welche die beispielsweise aus elastischem Material bestehende Rolle 25 drückt, so dass überschüssige Lösung aus der Papierbahn abgepresst wird.
Anschliessend läuft die noch feuchte Papierbahn durch eine Trocknungseinrichtung 26, in der gegebenenfalls das Lösungsmittel der schwefelsäurehaltigen Lösung 22 zurückgewonnen werden kann, und wird nach erfolgter Trocknung auf der Vorratsrolle 27 aufgewickelt.
Die so präparierte Papierrolle 27 gleicht äusserlich der Rohpapierrolle 2 und kann ohne jede besondere Massnahme in bekannter Weise zu stark zerfaserten Papierbahnen und dann in Filterstäbe verarbeitet werden, wie beispielsweise in den schweizerischen Patenten Nrn. 331545, 331 197, 336 683, 341 106, 454714 und 484743 beschrieben ist. Die erzeugten Filterstäbe zeigen das gleiche weisse Aussehen wie solche, die aus einer unpräparierten Rohpapierrolle 2 hergestellt sind.
Erst wenn die so erzeugten Filterstäbe während einer Zeitdauer von etwa 3-15 Minuten auf eine Temperatur von über etwa 80" C erwärmt werden, findet eine chemische Reaktion der Schwefelsäurekomponente mit den Kohlenstoff-Verbindungen im zellulosehaltigen Papier statt, bei dem eine Kohlenstoffabscheidung erfolgt.
Demnach stellt das nach dem beschriebenen Verfahren auf der Rolle 27 (Fig. 1) befindliche faserhaltige Material ein zur Herstellung von Kohlenstoff enthaltenden Filtern beson ders vorteilhaftes Material dar, das durch einen Gehalt an Kohlen-Wasserstoff-Verbindungen und eine Schwefelsäurekomponente in solcher Form gekennzeichnet ist, dass bei Er hitzung des Materials eine chemische Reaktion unter Kohlenstoffabscheidung erfolgt. Die vorliegende Erfindung ist auf dieses Material und die Präparierung desselben beschränkt und bezieht sich nicht auf die Weiterverarbeitung des präparierten Materials zu Filterstäben.
Die beschriebene, nach dem vorliegenden Verfahren präparierte Papierrolle stellt ein Produkt dar, das selbstverständlich gewerblich verwertet wird und ausser für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Filtern für Zigaretten und andere Tabakwaren auch für Filter zur
Reinigung anderer Gase und Flüssigkeiten verwendbar ist.
Das anhand von Fig. 1 oben beschriebene Verfahren kann mit einer wässerigen Lösung 22 durchgeführt werden, die beispielsweise 0,1 bis 5 Gew. % konzentrierte Schwefelsäure enthält. Es ist aber auch möglich, anstelle von Wasser andere Lösungsmittel, besonders leichtflüchtige Lösungsmittel, beispielsweise Alkohol oder Azeton, zu verwenden, was den Vorteil hat, dass die in der Trocknungseinrichtung 26 aufzuwendende Energie zur Beseitigung des überschüssigen Lösungsmittels wesentlich geringer als bei Verwendung von Wasser ist. Anstelle des in Fig. 1 dargestellten Tauchverfahrens kann die schwefelsäurehaltige Lösung natürlich auch ein- oder beidseitig auf die Papierbahn aufgesprüht, oder diese Papierbahn durch einen Raum mit dampf- oder nebelförmiger Lösung hindurchgeleitet werden.
Das oben anhand von Fig. 1 beschriebene Verfahren zur Präparierung einer Papierbahn mit einer Schwefelsäurekomponente kann auch unmittelbar im Anschluss an die Papierherstellung erfolgen, also die aus den bekannten Papiermaschinen austretende Papierbahn eventuell noch vor vollständiger Trocknung in der oben beschriebenen Weise mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung behandelt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, die Schwefelsäurekomponente dem Papier dadurch beizufügen, dass die zur Herstellung des Papiers dienende Pulpe bereits diese Schwefelsäurekomponente enthält, so dass die hieraus hergestellten Papierrollen bereits ein mit einer Schwefelsäurekomponente versehenes präpariertes Material darstellen.
Als Trägermaterial für kohlenstoffhaltige Filterstäbe bzw.
Filterstöpsel für Zigaretten werden auch ebene Faservliese verwendet, die wenigstens einen Anteil von Cellulosefasern natürlicher und künstlicher Herkunft besitzen oder wenigstens teilweise aus Olefin-Fasern bestehen. Gemäss dem vorliegenden Verfahren können solche Faservliese ebenfalls durch Behandlung mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung und anschliessender Beseitigung des überschüssigen Lösungsmittels so präpariert werden, dass nach Fertigstellung von Filterstäben aus derartigen präparierten Faservliesen eine Kohlenstoffabscheidung durch Erhitzung der Filterstäbe be wirkt werden kann. Solche Faservliese können als ebene, formbeständige Faserbahnen in Form von Rollen vorliegen, so dass das oben anhand von Fig. 1 für ebene Papierbahnen beschriebene Verfahren anwendbar ist.
Natürlich besteht auch bei solchen Faservliesen die Möglichkeit, den Fasern bereits bei der Herstellung des Vlieses die Schwefelsäurekomponente beizufügen. Beispielsweise werden zellulosehaltige ebene Faserbahnen derart hergestellt, dass das ausgebreitete Fasermaterial zuerst mit Laugen behandelt, dadurch an der Oberfläche klebrig gemacht, zu einer ebenen Bahn verfestigt, dann durch Beigabe von Säuren vollständig neutralisiert und anschliessend getrocknet wird; gemäss dem vorliegenden Verfahren kann dem Faservlies eine Schwefelsäurekomponente dadurch beigefügt werden, dass entweder bei der Neutralisierung oder auch nachher mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung gearbeitet und ein Faservlies geschaffen wird, das eine Schwefelsäurekomponente enthält.
In grossem Umfange werden Faserstränge oder Faserdochte aus zellulosehaltigen Fasern natürlicher oder künstlicher Herkunft verwendet, die in unregelmässiger Weise zu Ballen gestapelt und zusammengepresst geliefert werden. Bei der Verarbeitung solcher, beispielsweise aus Zelluloseazetatfasern oder Zellulosetriazetatfasern bestehender Faserstränge wird das betreffende Material aus den Ballen abgezogen, durch mechanische oder pneumatische Mittel der Faserstrang zu einem Docht aufgelockert, dann mit einem Weichmacher für die Faseroberfläche versehen, zu einem zylindrischen Strang von etwa 8 mm Durchmesser zusammengepresst und gleichzeitig getrocknet, dann mit einer Papierumhüllung versehen und in Filterstäbe unterteilt.
Für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen Filterstäben muss an einer geeigneten Stelle dieses Herstellungsprozesses bisher Kohlepulver auf die Faseroberflächen aufgebracht und dort fixiert werden.
Diese zusätzliche Beifügung von Kohlepulver lässt sich mit dem vorliegenden Verfahren vermeiden, wenn der Faserstrang nach dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel präpariert wird. Der Faserstrang oder Faserdocht 3 wird dabei aus dem Ballen 4 abgezogen und über die Umlenkrollen 5, 6 und 7 einer Tränkungseinrichtung zugeführt, die der oben anhand von Fig. 1 beschriebenen Tränkungseinrichtung entspricht.
Hierbei läuft der Faserstrang 3 über die Umlenkrolle 20 und die Tauchrolle 21 durch die schwefelsäurehaltige Lösung 22 im Behälter 23, wird zwischen den Rollen 24 und 25 abgepresst und in der Trocknungseinrichtung 26 von überschüssigem Lösungsmittel befreit. Über die Umlenkrollen 8, 9, 10 läuft dann der mit einer Schwefelsäurekomponente versehene Faserstrang 11 zu einer Stapeleinrichtung 12 bekannter Bauart und wird in einem Behälter 13 in unregelmässiger Weise aufgestapelt und anschliessend zusammengepresst. Der im Behälter 13 befindliche präparierte Faserstrang unterscheidet sich äusserlich und in bezug auf seine Verarbeitung zu Filterstäben in keiner Weise von dem nicht präparierten Faserstrang 3 im Behälter 4.
Der Kohlen-Wasserstoffverbindungen besitzende Faserstrang weist aber nunmehr eine Schwefelsäurekomponente in solcher Form auf, dass bei seiner Erhitzung eine chemische Reaktion dieser Schwefelsäurekomponente mit dem Fasermaterial unter Kohlenstoffabscheidung erfolgt.
Bei der Präparierung solcher Faserstränge nach dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Verfahren ist es wichtig, dass die schwefelsäurehaltige Lösung 22 den durchlaufenden Faserstrang möglichst vollständig durchfeuchtet, wofür die Verwendung leichtflüchtiger und die Fasern rasch benetzender Lösungsmittel wie beispielsweise Alkohol und Azeton, zweckmässig ist. Das Verfahren kann sowohl für Faserstränge aus glatten, wie auch aus gekräuselten Fasern verwendet werden.
Zur Präparierung von Fasersträngen, die aus einzelnen, nicht aneinander haftenden Fasern bestehen, kann auch ein Verfahren gemäss Fig. 3 verwendet werden. Hierbei wird aus dem Ballen 4 der Faserstrang 3 über die Umkehrrollen 28, 29 abgezogen und läuft durch eine pneumatische Ausbreitkammer 30 sowie über die rotierenden Rollen 31, 32 und 33, die er als ebene Bahn weitgehend paralleler Einzelfäden verlässt.
In der Befeuchtungseinrichtung 34 wird Ober- und Unterseite dieser ebenen Faserbahn mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung besprüht und in der anschliessenden Trocknungseinrichtung 35 das überschüssige Lösungsmittel beseitigt. Die trockenen parallelen Einzelfasern werden dann in einer trichterförmigen Einrichtung 36 wieder zu einem Faserstrang 11 zusammengerafft, der aber nunmehr eine Schwefelsäurekomponente enthält. Dieser Faserstrang 11 läuft über die Umkehrrollen 37, 38 und wird dann in gleicher Weise wie oben anhand von Fig. 2 beschrieben, im Behälter 13 in unregelmässiger Weise aufgestapelt und zusammengepresst.
Es sind auch bereits kohlehaltige Filter vorgeschlagen worden, die nicht aus einem faserhaltigen Material, sondern aus einem porösen Material mit Zellstruktur als Träger für Kohlenpartikeln bestehen. Wird für diese Zwecke ein Körper mit Zellstruktur verwendet, der einen Gehalt an Kohlenwasserstoff-Verbindungen aufweist und eine Schwefelsäurekomponente solcher Form enthält, dass bei einer Erhitzung dieses Materials eine chemische Reaktion unter Kohlenstoffabscheidung erfolgt, so besteht die Möglichkeit, aus diesem zunächst keinen Kohlenstoff an der Oberfläche aufweisenden Material die gewünschten Filterkörper herzustellen und dann durch eine Wärmebehandlung die Kohlenstoffabscheidung an der Oberfläche zu bewirken.
Filterkörper dieser Art können entweder aus einem derart präparierten Material mit Zellstruktur hergestellt werden oder aus einem Trägermaterial beliebiger Art bestehen, dem das präparierte Material mit Zellstruktur in Form von Partikeln oder Flocken beigefügt ist.
Wie bereits oben erwähnt, ist bei kohlehaltigen Filtern für Tabakwaren, insbesondere für Zigaretten die Erzeugung von Doppel- oder Dreifachfiltern erforderlich, da das dem Saugende zugekehrte Stück des Filterstöpsels frei von Kohle sein soll. Normalerweise werden für solche Doppel- oder Mehrfachfilter die kohlehaltigen und die nicht kohlehaltigen Filterteile getrennt hergestellt und dann in besonderen Maschinen zu sogenannten Mehrfachfilterstäben aus hintereinander angeordneten, kohlehaltigen und nicht kohlehaltigen Teilstükken entsprechender Länge zusammengesetzt.
Zur Vermeidung dieser Zusammensetzung kohlehaltiger und nicht kohlehaltiger Filterstücke in besonderen Einrichtungen ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, solche Doppelfilterstäbe unmittelbar aus Papier- oder Faserbahnen herzustellen, die auf ihrer Oberfläche nur in Querstreifen mit Kohlenpartikeln versehen sind und dazwischen nicht kohlehaltige Querstreifen aufweisen, etwa in der in Fig. 4 angedeuteten Weise. Werden solche ebenen Papier- oder Faserbahnen in bekannter Weise zu einem endlosen Filterstrang verarbeitet und dieser an den richtigen Stellen in Filterstäbe unterteilt, dann entstehen die gewünschten Doppelfilterstäbe, wenn die kohlehaltigen und nicht kohlehaltigen Querbereiche entsprechende Breite besitzen.
Die Herstellung solcher abwechselnd kohlehaltigen und nicht kohlehaltigen Querbereiche ist bereits bekannt, beispielsweise aus den schweizerischen Patentschriften Nummern 341106 und 453 996, jedoch haben derartige Vorschläge bisher keinen Eingang in die Praxis gefunden, da natürlich die Verarbeitung derartiger, mit kohlehaltigen Querstreifen versehenen Materialbahnen ähnliche Schwierigkeiten bereiten wie die vollständig mit Kohlenpartikeln bedeckten Papier- oder Faserbahnen. Diese Schwierigkeiten lassen sich aber dadurch beseitigen, dass auf Papierbahnen, ebenen Faservliesen oder flach ausgebreiteten Fasersträngen die Schwefelsäurekomponente nicht gleichmässig über die ganze Oberund/oder Unterseite aufgebracht wird, sondern nur in Querstreifen mit dazwischen gelegenen, keine Schwefelsäurekomponente enthaltenden Querbereichen.
Das Aufbringen der Schwefelsäurekomponente auf einzelnen Querstreifen der Materialoberfläche kann in ähnlicher Weise erfolgen, wie dies aus den obengenannten Patentschriften bekannt ist, also beispielsweise durch Aufdrucken einer schwefelsäurehaltigen Lösung auf einzelne Querbereiche, wie schematisch in Fig. 4 angedeutet. Dabei kann die schwefelhaltige Lösung entweder zur homogenen Befeuchtung des ganzen Querstreifens benützt werden, oder der Aufdruck der schwefelsäurehaltigen Lösung erfolgt mit einem Raster wie bei 39 angegeben. Die Querstreifen können auch nur in einzelnen Teilen 40 oder 41 ihrer Oberfläche mit dem Lösungsmittel bedruckt werden.
Anstelle eines Druckverfahrens können auch alle anderen bekannten Methoden zur Aufbringung der schwefelsäurehaltigen Lösung auf solche Querstreifen der Materialbahn verwendet werden.
Eine derart nur in definierten Querstreifen präparierte Materialbahn kann ohne jede Schwierigkeiten zu Filterstäben verarbeitet werden, da das Vorhandensein einer Schwefelsäurekomponente auf Teilen der Bahn- oder Faseroberfläche nicht wahrgenommen werden kann oder irgendwelche Schwierigkeiten bei der Verarbeitung ergibt. Die aus solchen mit Querstreifen präparierten Materialbahnen hergestellten endlosen Filterstränge müssen natürlich an vorbestimmten Stellen in Filter aufgeteilt werden, wozu an den hierfür benützten Strangmaschinen ein Organ notwendig ist, das beim Durchlauf eines präparierten Querstreifens ein Signal liefert, das die Schneideinrichtung entsprechend steuern kann. Zur Betätigung dieses Organs ist es zweckmässig, der schwefelsäurehaltigen Lösung einen Indikator beizufügen, der dieses Organ zum Ansprechen bringt.
Ist beispielsweise das Steuerorgan mit einer optischen Abtastung des noch nicht vollständig umhüllten Faserstrangs versehen, so kann die Lösung mit einem Farbstoff oder auch einem fluoreszierenden Stoff versehen werden, der bei entsprechender Beleuchtung einen genügenden Kontrast der präparierten Querstreifen gegenüber den nicht präparierten Querbereichen ergibt. Auch andere als optische Indikatoren können verwendet werden, beispielsweise solche, welche beim Durchlauf der präparierten Querstreifen durch ein elektrisches oder magnetisches Feld eine Feldänderung hervorrufen.
Auch Faserdochte oder Faserstränge können nur in einzelnen Querbereichen mit einer Schwefelsäurekomponente versehen werden, beispielsweise durch Besprühen mit einer rasch benetzenden schwefelsäurehaltigen Lösung von aussen oder durch Einspritzen einer solchen Lösung in das Innere des Dochtes.
Das vorliegende Material mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoff-Verbindungen und einer Schwefelsäurekomponente in solcher Form, dass bei Erhitzung des Materials eine chemische Reaktion unter Kohlenstoffabscheidung erfolgt, ist in seiner Anwendung natürlich nicht nur auf die oben beschriebenen homogenen oder mehrteiligen Filter für Tabakwaren beschränkt. Vielmehr kann ein derart präpariertes Material auch zur Herstellung von Filterkörpern für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise zur Herstellung von rohrförmigen Filterkörpern aus aufgewickelten Papier- und Faserbahnen bzw. Faservliesen sowie zur Herstellung plattenförmiger Filterkörper aus aufeinandergeschichteten präparierten Materialbahnen.
Die Erfindung ist nicht auf Materialien mit Faser- und/ oder Zellstruktur aus zellulosehaltigen Stoffen natürlicher oder künstlicher Herkunft beschränkt, oder auf die ebenfalls genannten Olefine. Vielmehr ist hierfür jedes Material geeignet, das einerseits Kohlenwasserstoff-Verbindungen enthält und anderseits während oder nach seiner Herstellung mit einer Schwefelsäurekomponente in einer solchen Form versehen werden kann, dass bei Erhitzung des Materials eine chemische Reaktion unter Kohlenstoffabscheidung erfolgt. Es existieren natürlich Hunderte von Stoffen, vorzugsweise Kunststoffen, die nicht unter den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen, da sie beim Vorhandensein einer Schwefelsäurekomponente und bei Erhitzung keine Kohlenstoffabscheidung bewirken.
Da die Feststellung, ob ein Material zum Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung gehört, durch eine ganz einfache Probe mit einer wässerigen Lösung von Schwefelsäure, Trocknung und anschliessenden Erwärmung des Materials während einiger Minuten auf eine Temperatur von über 80" C ermittelt werden kann, ist der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung jeweils leicht abzugrenzen.