CH639248A5 - Verfahren zur herstellung eines filters sowie eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrere Filterabschnitte und Feststoffteilchen enthaltenden Filters sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind verschiedene Arten von Zigarettenfiltern, insbesondere mit verschiedenen Filtermaterialien, bekannt. So sind Hohlraumfilter, bestehend aus zwei getrennten Teilen Filtermaterial, beispielsweise Celluloseacetatpfropfen, mit einem dazwischen liegenden Bereich an teilchenförmigem Adsorptionsfiltermaterial, wie Aktivkohle, bekannt. Im allgemeinen wird ein solcher Hohlraumfilter durch Bildung langer Filterstäbe aus Celluloseacetatwatte mit einer ersten Umhüllung aus Papier, Schneiden der Stäbe in einzelne Teile, Positionierung der Teile in bestimmter Entfernung voneinander, Füllen der Hohlräume zwischen den Filterteilen mit Aktivkohle und danach Umhüllen der Aktivkohle- und der Filterteile mit einem kontinuierlichen heisssiegelbaren Filtermantelpapier, hergestellt, wobei ein endloser Stab erhalten wird. Danach wird dieser Stab durch eine Heizvorrichtung geführt, wobei das Harz auf dem heisssiegelbaren Papier schmilzt und das Filtermantelpapier mit den Filterteilen verbindet. Der Stab wird dann in, zur Bildung einer Anzahl von Filtern, z.B. von sechs Filtern, genügende Langstücke geschnitten. Diese Stücke werden zu Doppelfilterpfropfen getrennt und der Zigarettenmaschine zugeführt.

Im allgemeinen füllt die in diesen Filtern enthaltende Aktivkohle den Raum zwischen den Celluloseacetatteilen nicht vollständig aus. Da dadurch die Wirksamkeit der Filter vermindert werden kann, wurde versucht, nach der Herstellung, die Celluloseacetatpfropfen mittels axialer Verdichtungskräfte nach innen zu drücken und somit die Grösse der Aktivkohle enthaltenden Räume zu verkleinern. Solche Verfahren sind beispielsweise in den US-PS 3 715 957 und 3 354 887 beschrieben.

Für diesen Zweck wird jeder doppelte Filterpfropfen unmittelbar vor Eintritt in die Zigarettenmaschine durch eine Aktivkohlehohlraum-Verdichtungsvorrichtung geführt. Im allgemeinen weisen diese Verdichtungsvorrichtungen gleich-achsige Druckkolben auf, welche so angeordnet sind, dass sie sich aufeinander zu bewegen, um die äusseren Filterteile in den Aktivkohlehohlraum zu drücken.

Es wurde jedoch gefunden, dass kein gutes Zusammendrücken des Aktivkohlehohlraumes erhalten werden kann, wenn der heisssiegelbare Teil des Filtermantelpapiers vollständig mit den Filterteilen verklebt ist. Da die äusseren Filterteile genügend an das Filtermantelpapier gebunden sind um den Druckkolben Widerstand zu leisten, können sie nicht in den Aktivkohlehohlraum gedrückt werden. Entsprechend bleibt die Aktivkohle unverdichtet und kann sich in der erhaltenen Zigarette frei bewegen. In manchen Fällen wurde gefunden, dass die Aktivkohle nur 62,5% des Hohlraumes ausfüllt. Entsprechend kann ein Teil des Zigarettenrauches, welcher zwar durch den Aktivkohlehohlraum gegangen, mit der Aktivkohle jedoch nicht in Berührung gekommen ist, in den Mund des Rauchers gelangen.

Sofern der heisssiegelbare Teil des Filtermantelpapiers nicht aktiviert wird, kann der faserförmige Teil am mit dem

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Raucher in Berührung kommenden Ende der Zigarette, während des Rauchens herausgesogen werden, da kein Mittel zu dessen Befestigung vorhanden ist.

Ein weiterer Nachteil der Heisssiegelung ist, dass sowohl Papier als auch Filter in relativ kurzer Zeit zu verkohlen beginnen, wenn der Filterstab in der beheizten Kammer verweilt. Dies wird durch die hohen Temperaturen, welche für die Anpassung an die hohen linearen Geschwindigkeiten des endlosen Filterstabes und zur Aktivierung des heisssiegelbaren Teiles des Filtermantelpapiers notwendig sind, bewirkt.

Weiterhin ist heisssiegelbares Papier annähernd zweimal so kostspielig und braucht zweimal so viel Raum pro linearer Einheit als Papier ohne heisssiegelbare Ausrüstung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche die Kosten für die Herstellung von Hohlraumfiltern für Zigaretten gesenkt, eine vereinfachte Struktur für die Herstellung von Hohlraumfiltern ermöglicht, die Verwendung von heisssiegelbarem Filtermantelpapier bei der Herstellung von Hohlraumfiltern und damit die Heisssiegelung bei der Herstellung von endlosen Filterstäben vermieden und eine relativ einfache Methode zur Verdichtung des teilchenförmigen Materials im Hohlraum von Hohlraumfiltern erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung können mit den Massnahmen der Ansprüche 2 bis 8 erreicht werden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann die Filtermantelpapierbahn auf einen vorbestimmten Weg geführt werden, auf dem z.B. auf die eine Oberfläche des Filtermantelpapiers die Klebstoffportionen z.B. in Form von Klebstoffflecken aufgebracht werden. Die Filterabschnitte werden als voneinander getrennte Filterteile auf die sich bewegende Filtermantelpapierbahn aufgebracht. Der Stab kann nachfolgend in Filterpfropfen vorbestimmter Länge getrennt werden, von denen jeder vorzugsweise drei faserför-mige Filterabschnitte und zwei teilchenförmiges Filtermaterial enthaltende Bereiche aufweist, wobei vorzugsweise der mittlere faserförmige Filterabschnitt an das Filtermantelpapier geklebt ist.

Danach werden z.B. die äusseren faserförmigen Filterabschnitte jedes Filterstückes, z.B. Filterpfropfens, nach innen zum mittleren faserförmigen Filterabschnitt bewegt, um die Füllung an teilchenförmigem Filtermaterial zu verdichten. Das Filterstück kann dann an beiden Enden mit je einem Tabakstrang verbunden und halbiert werden, wobei vorzugsweise jede der erhaltenen zwei Zigaretten am äusseren Ende einen am Filtermantelpapier geklebten Filterabschnitt, einen nicht angeklebten Filterabschnitt am entgegengesetzten, d.h. am Tabakstrangende und dazwischen eine verdichtete Füllung des teilchenförmigen Filtermaterials aufweist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 9 umschrieben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung können durch die Massnahmen der Ansprüche 10 bis 29 erreicht werden.

Vorzugsweise ist eine Klebstoffübertragungseinrichtung vorgesehen, mit welcher die Klebstoffportionen in den vorgegebenen Abständen zueinander auf der einen Seite der Papierbahn aufgebracht werden können. Die Filterabschnitte, zwischen denen das teilchenförmige Filtermaterial eingebracht wird, können auch als faserförmige Filterteile bezeichnet werden.

Nach einer Ausführungsform der Vorrichtung kann die Klebstoffübertragungseinrichtung eine Übertragungswalze aufweisen, deren Mantelfläche eine Anzahl von voneinander getrennten Flächen zur Aufnahme des Klebstoffes und zum nachfolgenden Aufbringen des Klebstoffes auf die Filter-mantelpapierbahn in voneinander getrennter Ordnung enthalten kann. Die Übertragungsvorrichtung weist z.B. ein Klebstoffgefäss mit einem Klebstoffvorrat auf, in das die drehbare Klebstoff übertragungswalze mit ihrer Mantelfläche hineinragen kann, um die Übertragung des Klebstoffes z. B. aus dem Klebstoffbehälter auf die Flächen einer anderen Übertragungswalze zu ermöglichen. Weiterhin kann die Übertragungsvorrichtung anschliessend an die z. B. Vertiefungen aufweisende Übertragungswalze angeordnet eine dritte drehbare Walze zur Bildung eines Zwickels für die Filtermantelpapierbahn besitzen. Während z.B. das Filtermantelpapier durch den Zwickel geführt wird, bringt z.B. die Flächen zur Aufnahme des Klebstoffes aufweisende Übertragungswalze diesen Flächen entsprechende voneinander getrennte Klebstoffflecken auf das Papier auf.

Nach einer anderen Ausführungsform kann die Klebstoffübertragungsvorrichtung eine drehbare, vom Weg des Filtermantelpapiers getrennt angeordnete Übertragungswalze und eine drehbare, mit einer Anzahl radial angeordneten Speichen versehene Walze aufweisen, wobei letztere z. B. die Filtermantelpapierbahn periodisch über die Übertragungswalze ablenkt, um voneinander getrennte Klebstoffflecken auf das Filtermantelpapier aufzubringen. Die oben beschriebene z.B. mit ihrer Mantelfläche in das Klebstoffgefäss hineinragende Übertragungs walze kann auf ihrer Oberfläche eine umlaufende yertiefung zur Aufnahme des Klebstoffes aufweisen.

Die vorgenannten Speichen können die zwischen der oberen Übertragungswalze und der Speichenwalze hindurch bewegte Filtermantelpapierbahn über die obere Übertragungswalze ablenken. Dadurch kann die Übertragungswalze voneinander getrennte Klebstoffflecken auf die Papierbahn aufbringen. Da die Filtermantelpapierbahn nur periodisch mit der Klebstoffübertragungswalze in Berührung kommen kann, wird vorzugsweise die Klebstoffübertragungswalze nicht mit der Geschwindigkeit der Filtermantelpapierbahn angetrieben. Somit werden die Klebstoffübertragungswalzen z.B. langsamer als die Papierbahn und die Speichenwalze gedreht.

Um z.B. die Papierbahn über die Klebstoffübertragungswalze abzulenken, ist vorzugsweise die Achse der Speichenwalze gegenüber der von den Achsen der beiden Klebstoffübertragungswalzen gebildeten Ebene bezüglich der Bewegungsrichtung der Papierbahn nach unten versetzt. Dadurch kann jede Speiche beim Ablenken der sich bewegenden Papierbahn unterhalb des höchsten Punktes der oberen Klebstoffübertragungswalze hinausragen, wodurch ein Teil der Papierbahn über die Übertragungswalze abgelenkt werden kann. Infolge z.B. des Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen der Papierbahn und der Übertragungswalze schleift z.B. das Papier auf der Übertragungswalze und nimmt durch Abstreifen einen Klebstoffflecken auf. Während z. B. die Speiche sich von der Übertragungswalze wegbewegt, kann sich die Papierbahn vorwärts und gleichzeitig von der Übertragungswalze wegbewegen, wenn z.B. die nächste Speiche die Papierbahn ablenkt, kann ein frischer Papierteil gegen die Übertragungswalze zur Aufnahme eines neuen Klebstofffleckens gedrückt werden.

Die Vorrichtung kann auch ein Verdichtungsmittel zum Verdichten der äusseren Filterteile jedes vom endlosen Stab abgetrennten Filterpfropfens nach innen gegen den mittleren Filterteil besitzen, um die Füllung an teilchenförmigem Filtermaterial dazwischen zu verdichten. Solche Vorrichtungen

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sind beispielsweise in den US-PS 3 719 957 und 3 354 887 beschrieben.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung kann ein Filterpfropfen hergestellt werden, welcher drei faserförmige Filterteile und zwei Bereiche mit teilchenförmigem Filtermaterial in abwechselnder Anordnung mit den faserförmigen Filterteilen oder -abschnitten, einen Streifen Filtermantelpapier um die Filterteile und eine Klebstoffschicht zur Befestigung des mittleren faserförmigen Filterteils am Filtermantelpapier aufweisen kann, wobei vorzugsweise die restlichen faserförmigen Filterteile nicht an den Filtermantelpapierstreifen geklebt sind. Entsprechend kann der mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Filter ein Paar faserförmiger Filterteile, einen Bereich mit verdichtetem teilchenförmigem Filtermaterial zwischen den faserförmigen Filterteilen, einen Streifen Filtermantelpapier um die Filterteile und eine den einen der faserförmigen Filterteile an den Filtermantelpapierstreifen befestigende Klebstoffschicht aufweisen, wobei vorzugsweise der andere faserförmige Filterteil nicht mit Klebstoff befestigt und im Filtermantelpapierstreifen zurückgesetzt ist.

Mit dem erfindungsgemäss erhaltenen Filter kann eine Filterzigarette erreicht werden, bei der das dem Tabakstrang der Zigarette zugewandte Ende des Filters mittels eines Be-lagplättchens mit dem Tabakstrang verbunden ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Maschine mit einer Klebstoffübertragungsein-richtung zur Herstellung von Filtern in schematischer Darstellung;

Fig. 2 die Klebstoffübertragungseinrichtung von Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 3 eine kontinuierliche Filtermantelpapierbahn mit Klebstofïïlecken und mit abwechselnd auf und zwischen diesen befindlichen faserförmigen Filterteilen auf diesen, in schematischer Darstellung;

Fig. 4 einen mehrteiligen Filterpfropfen, der bereits von einem endlosen Stab abgetrennt ist, im Längsschnitt;

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Klebstoffübertragungseinrichtung in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 6 die Klebstoffübertragungseinrichtung von Fig. 5 in einer Seitenansicht;

Fig. 7 einen doppelten Filterpfropfen abgetrennt vom Filterpfropfen der Fig. 4;

Fig. 8 den Filterpfropfen von Fig. 7 nach dem Verdichten;

Fig. 9 den Filterpfropfen von Fig. 8 aufgetrennt in zwei Hälften; und

Fig. 10 eine Filterzigarette mit einem Filter.

Die Vorrichtung 10 zur Herstellung des Filterstabes in Fig. 1 wird mit einem kontinuierlichen Strang 11 von Filtermaterial, wie beispielsweise Celluloseacetat (Watte), beliefert, das dann durch die Messereinrichtung 14 in einzelne Filterteile 12 und 13 verschiedener Länge geschnitten wird, wie dies in der US-Patentanmeldung 769 968 beschrieben ist. Die Messereinrichtung 14 steht in Wechselwirkung mit einer mit Ausnehmungen versehenen Leiste 15, durch welche der Strang 11 geführt wird, so dass die getrennten Pfropfen 12 und 13 nach der Abtrennung gefasst und weiter in die Vorrichtung 10 zur Herstellung des Filterstabes geführt werden. Für diesen Zweck weist die Leiste 15 ein Führungsrohr 16 auf, in dem sich eine Anzahl von Pfropfen befinden und aus. dem die Pfropfen einzeln herausgestossen werden.

Die Vorrichtung 10 zur Herstellung des Filterstabes weist anschliessend an den Ausgang des Führungsrohres 16 der Leiste 15 eine Fördereinrichtung 17 zur Aufnahme der Pfropfen 12 und 13 auf. Die Fördereinrichtung 17 weist ein endloses Förderband 18 auf, das durch eine Förderwalze 19

über geeignete Führungsrollen 20 nach bekannter Art bewegt wird. Unterhalb der Fördereinrichtung 17 ist eine Vorratsrolle 21 für das Filtermantelpapier 22 mit geeigneten Führungsrollen angeordnet, in der Weise, dass das Papier 22 an einem Punkt unterhalb des Führungsrohrs 16 der Leiste 15 an das Förderband 18 gelangt. Dadurch werden die einzelnen Filterpfropfen 12 und 13 aus dem Führungsrohr 16 direkt, voneinander getrennt, auf das Filtermantelpapier 22 in bekannter Weise aufgebracht. Beispielsweise werden die Pfropfen 12 und 13 in Entfernung von 6 mm voneinander angeordnet. Die Leiste 15 und das Führungsrohr 16 dienen daher als Mittel zur Anordnung von voneinander getrennten Filterteilen 12 und 13 auf der sich bewegenden Filtermantelpapierbahn 22.

Wie in Fig. 1 gezeigt wird, kann eine Einrichtung 24 oberhalb der Fördereinrichtung 17 zum Niederhalten der Pfropfen 12 und 13 auf der sich bewegenden Papierbahn 22 und dem Förderband 18 angeordnet sein.

Die Vorrichtung 10 in Fig. 1 weist auch eine Einrichtung 25 zum Aufbringen von teilchenförmigem Filtermaterial, wie Aktivkohle, zwischen den aufeinanderfolgenden Filterteilen 12 und 13 auf die sich bewegende Filtermantelpapierbahn 22 auf. Wie gezeigt, liegt dieses Mittel 25 in Form einer Aktivkohle enthaltenden drehbaren Trommel 26 von bekanntem Aufbau vor, mit dessen Hilfe zwei Füllungen 27 zwischen den Filterteilen 12 und 13 aufgebracht werden. Für diesen Zweck weist die Aktivkohletrommel 26 peripherisch angeordnete, voneinander getrennte Kammern 28, die in der Weise angeordnet sind, dass sie mit den Zwischenräumen zwischen den Filterteilen 12 und 13 auf der sich bewegenden Filtermantelpapierbahn 22 zusammentreffen und einen Aus-stossdorn 29 in jeder Kammer 28 zum Ausstossen einer Füllung 27 von Aktivkohle mittels eines Hammers 30 oder eine Nocke nach bekannter Art, auf.

Die Vorrichtung 10 weist auch eine Einrichtung 31 bekannter Konstruktion zum Umlegen der sich bewegenden Filtermantelpapierbahn 22 um die Filterteile 12 und 13 und um die Füllungen 27 an Aktivkohle zur Bildung eines endlosen Stabes 32, auf. Wie gezeigt, ist die Einrichtung 31 unmittelbar nach der Aktivkohletrommel 26 angeordnet. Die Vorrichtung 10 weist ausserdem ein Messer 33 zur Trennung des endlosen Stabes 32 im Filterpfropfen 34 mit mehrfacher Filterlänge auf. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, kann jeder Filterpfropfen 34 sechs Filtereinheiten mit alternierenden Filterteilen 12 und 13 aus faserförmigem Filtermaterial und Aktivkohle enthalten, wobei der Schnitt durch die kürzeren Filterteile 12 gelegt wird. Die Pfropfen 34 werden in ein Auf-fanggefäss 35 oder in eine für die weitere Verarbeitung geeignete Einrichtung oder in eine Zigarettenmaschine (nicht gezeigt) geführt.

In Fig. 1 ist eine Klebstoffübertragungsvorrichtung 36 unterhalb des Weges der Filtermantelpapierbahn 22 zum Aufbringen von Klebstoffflecken in vorbestimmter Entfernung voneinander auf eine Seite der Bahn 22 gezeigt. Fig. 2 zeigt die Klebstoffübertragungsvorrichtung 36, welche ein Klebstoffgefäss 37, enthaltend einen Klebstoffvorrat 38 und eine Anzahl vertikal angeordneter Walzen 39,40 und 41 aufweist. Die unterste Walze 39 ist drehbar am Klebstoffgefäss 37 befestigt und wirkt als Übertragungswalze, deren Mantelfläche 42 in das Klebstoffgefäss 37 zur Aufnahme einer Klebstoffschicht, während der Drehung, hineinragt. Die nächste Walze 40 ist auch eine Übertragungswalze, deren Mantelfläche 43 der Oberfläche 42 der untersten Walze 39 zugewendet und an diese gedrückt ist, wobei beispielsweise eine Kraft von 2,68 kg/cm zwischen den beiden Walzen wirkt. Diese Mantelfläche 43 weist eine Anzahl, z.B. sechs, umlaufend angeordnete Flächen 44, zur Aufnahme des Klebstoffes von der Walze 39, auf. Die dritte Walze 41 ist

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drehbar über die Übertragungswalze 40 zur Bildung eines Zwickels für die Filtermantelpapierbahn 22 angeordnet. Die Walze 41 ist aufgerauht, um eine wirksame Antriebsfläche für das Filtermantelpapier 22 zu ergeben.

Die in Fig. 2 dargestellten Flächen 44 auf der Übertragungswalze 40 sind so bemessen, dass sie gleich grosse Klebstoffflecken 45 auf das Filtermantelpapier 22 aufbringen. Beispielsweise weist eine Übertragungswalze 40, mit einem Umfang von 300 mm, für Filterteile 12 und 13 mit unterschiedlichen Längen von 14 und 24 mm und einen dazwischenliegenden Raum von 6 mm um 60°, d.h. um 50 mm, voneinander entfernte Flächen 44 zur Klebstoffaufnahme auf. Jede Fläche entlang dem Umfang der Walze hat eine Länge von 12 mm und eine Breite von 22 mm. Zusätzlich ist jede Fläche 44 leicht, beispielsweise um 0,01 mm, in die Übertragungswalze 40 vertieft, um die Aufnahme des Klebstoffes 38 von der Übertragungswalze 39 zu ermöglichen. Der freie Raum zwischen den Flächen 44 beträgt somit 38 mm.

Jede der drei Walzen 39,40 und 41 wird synchron zur Messereinrichtung 14 und zum Messer 33 gedreht, um die Klebstoffflecken 45 auf dem Papier 22 an Stellen, die denjenigen der längeren Filterteile 13 entsprechen, aufzubringen. Dadurch werden nur die längeren Filterteile 13 auf das Filtermantelpapier 22 geklebt, wogegen die kürzeren Filterteile 12 nicht am Filtermantelpapier kleben werden.

Währenddem das Filtermantelpapier 22 durch den,

durch die zwei oberen Walzen 40 und 41 gebildeten Zwickel geführt wird, überträgt die Flächen zur Klebstoffaufnahme aufweisende Walze 40 den über die Walze 39 aus dem Klebstoffgefäss 37 auf die Flächen 44 aufgenommenen Klebstoff in Form von voneinander getrennten Flecken 45 auf das Filtermantelpapier 22. Das Filtermantelpapier 22 wird dann über die Führungsrollen 23 der Fördereinrichtung 17 zur Herstellung der Filterpfropfen 34 zugeführt.

Die Drehung der Flächen 44 zur Klebstoffaufnahme aufweisende Übertragungswalze 40 ist zeitlich mit der Geschwindigkeit der Messereinrichtung 14 und dem Messer 33 zur Trennung des endlosen Stabes in Filterpfropfen abgestimmt. Entsprechend wird durch jede Änderung der Geschwindigkeit der Vorrichtung 10 zur Herstellung des Filterstabes automatisch die Geschwindigkeit der Klebstoffübertragungsvorrichtung 36 neu eingestellt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Vorrichtungen anderer Konstruktion zum Aufbringen der Klebstoffflecken. Die Klebstoffübertragungsvorrichtung 46 weist ein Klebstoffgefäss 37 mit einem Klebstoffvorrat 38, wie oben, auf. In der Klebstoffübertragungsvorrichtung 46 sind weiterhin drei Walzen 47,48 und 49 angeordnet. Die unterste Walze 47 ist drehbar auf dem Klebstoffgefäss 37 angeordnet und wirkt als Übertragungswalze, deren Mantelfläche 50 in das Gefäss 37 zur Aufnahme einer Klebstoffschicht während der Drehung hineinragt. Die Walze 47 weist in der Mantelfläche 50 eine umlaufende Vertiefung 51 auf. Diese Vertiefung 51 ist etwa 76 um tief und dient zur Aufnahme des Klebstoffes aus dem Klebstoffgefäss 37. Die nächste Übertragungswalze 48 hat eine glatte Mantelfläche 52, auf die ein Streifen Klebstoff aus der Vertiefung 51 der unteren Übertragungswalze 47 aufgetragen wird. Diese Walze 48 ist unterhalb der Filter-mantelpapierbahn 22 und von dieser getrennt angeordnet. Die Achsen der beiden Übertragungswalzen 47 und 48 sind in der gleichen, d.h. in einer vertikalen, Ebene angeordnet. Die dritte Walze 49 ist mit einer Anzahl radial angeordneten Speichen 53 versehen, die beispielsweise eine Breite von 18 mm und eine Dicke von 4,8 mm und eine abgerundete Oberfläche aufweisen.

In Fig. 6 ist die Speichenwalze 49 auf einer, gegenüber der Fläche der Achsen der beiden Übertragungswalzen 47

und 48 verschobenen und in bezug auf die Bewegungsrichtung der Filtermantelpapierbahn 22 nach unten verschobenen Achse angeordnet. Die Speichenwalze 49 ist so angeordnet, dass die Speichen 53 den normalen Weg der Filtermantelpapierbahn 22 kreuzen und periodisch das Filtermantelpapier 22 über die Übertragungswalze 48 ablenken. Für diesen Zweck ist die Speichenwalze 49 bezüglich der Übertragungswalzen 47 und 48 so angeordnet, dass jede Speiche nacheinander unterhalb der obersten horizontalen Fläche der oberen Übertragungswalze 48, wie in Fig. 6 gezeigt wird, geführt wird. Die Speichenwalze 49 wird mit der Messereinrichtung in Fig. 1 zeitlich so abgestimmt, dass jede Speiche 53 die Abgabe eines Klebstofffleckens 45 auf das Filtermantelpapier 22 am Auflageort des Filterteiles 13 bewirkt.

In Fig. 6 wird eine Abzugswalze 54 gezeigt, die sich im Weg der Filtermantelpapierbahn 22 nach der Klebstoffübertragungsvorrichtung 46 befindet, so dass die Papierbahn 22 sich über diese Abzugswalze 54 bewegt. Die Abzugswalze 54 dreht sich mit einer gegenüber dem Förderband der Einrichtung 31 in Fig. 1 schwach erhöhten Geschwindigkeit, wodurch eine ständige Spannung des Papiers 22 gesichert wird, wodurch der Abzug des Papiers von der Vorratsrolle erleichtert wird.

In den Fig. 5 und 6 wird ein Bolzen oder eine Rolle 55 zwischen der Abzugswalze 54 und der Klebstoffübertragungswalze 48 gezeigt. Dieser Bolzen 55 ist unterhalb der Papierbahn 22 angeordnet und steht in vertikaler Ebene mit einer geeigneten Magnetspule 56, für den weiter unten angegebenen Zweck, in Wechselwirkung.

Die Speichenwalze 49 ist kontinuierlich mit der Geschwindigkeit der Vorrichtung 10 drehbar und ist zeitlich mit der Messereinrichtung 14 abgestimmt, wogegen die Übertragungswalzen 47 und 48 mit einer langsameren kontinuierlichen Geschwindigkeit gedreht werden. Beispielsweise dreht sich die Speichenwalze 49 mit einer 2 'Amai grösseren Geschwindigkeit als die Klebstoffübertragungswalzen 47 und 48.

Während des Betriebs bewegt sich die Papierbahn 22 durch ihren normalen Weg zwischen der Abzugswalze 54 und den Führungsrollen 23' (Fig. 6) von der oberen Übertragungswalze 48 getrennt. In diesem Moment kann kein Klebstoff von der Walze 48 auf das Papier 22 übertragen werden. Wenn jedoch eine Speiche 53 der Speichenwalze 49 in die in Fig. 6 gezeigte Stellung kommt, lenkt die Speiche 53 das Papier 22 vom normalen Weg über die Oberfläche der Übertragungswalze 48 ab. Dadurch wird ein kleines Segment des Papiers 22 mit dem Klebstoff auf der Walze 48 hinter der Speiche 53 in Berührung gebracht. Wenn sich die Sjpeiche 53 fortbewegt, hebt sich die Papierbahn 22 von der Übertragungswalze 48 ab und kehrt auf ihren normalen Weg zurück, wobei sie von der Übertragungswalze 48 einen Klebstoffflecken 45 aufnimmt. Beispielsweise hat jeder Klebstoffflecken, welcher von der Walze 48 übertragen wurde, eine Länge in der Längsrichtung der Papierbahn 22 von 20 mm und eine Breite von 18 mm.

Bei der Berührung der Übertragungswalze 48 mit dem Papier 22 wird letzteres gegen den Klebstoffstreifen auf der Walze 48 gedrückt und schleift infolge des Geschwindig-keitsunterschiedes entlang der Walze 48. Durch dieses Schleifen streift das Papier 22 einen Klebstoffflecken 45 von der Walze 48. Das nachfolgende Abheben und Ablenken des Papiers 22 in bezug auf die Walze 48 sichert die saubere Trennung zwischen aufeinanderfolgenden Klebstoffflecken 45.

Da die Papierbahn 22 nur periodisch mit der Übertragungswalze 48 in Berührung kommt, kann die Geschwindigkeit der Übertragungswalze 48 bedeutend niedriger gehalten werden, als jene der Speichenwalze 49. Dadurch kann

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das Wegspritzen von Klebstoff von den Übertragungswalzen 47 und 48 bedeutend vermindert und gesichert werden, dass nur getrennte Klebstoffflecken 45 auf das Filtermantelpapier 22 aufgebracht werden.

Wenn die Vorrichtung 10 in Betrieb genommen wird, wird der Bolzen 55 mit Hilfe der Magnetspule 56 unterhalb des Weges des Filtermantelpapiers 22 gesenkt. In dieser Stellung kommt der Bolzen 55 nicht mit der Papierbahn 22 in Berührung. Wenn jedoch die Vorrichtung 10 angehalten wird, wird der Bolzen 55 sofort mittels der Magnetspule 56 gehoben, wodurch die Papierbahn 22 von der Ubertragungs-walze 48 abgehoben wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Papier 22 nicht an der Übertragungswalze 48 kleben bleibt.

Nachdem die Klebstoffflecken 45 auf das Filtermantelpapier 22 aufgebracht wurden, wird die Papierbahn 22 zur Fördereinrichtung 17 (Fig. 1) geführt, wo das Verfahren, wie es für die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, fortgesetzt wird.

Die Filterpfropfen 34 werden der Zigarettenmaschine, die in den Figuren nicht gezeigt wird, über geeignete Über-tragungs- und Ausrichtungstrommeln zugeführt. Die Pfropfen 34 werden in Doppelfilterpfropfen 57 (Fig. 7) getrennt. Dies wird durch Durchschneiden der kürzeren Filterteile 12 in der Weise erreicht, dass die erhaltenen Doppelfilterpfropfen 57 alternierend drei faserförmige Filterteile 58 und 58' und zwi Bereiche 59 mit teilchenförmigem Filtermaterial innerhalb einer Filtermantelpapierschicht 60 aufweisen, wobei die Filterteile 58' mit einer Klebstoffschicht 61 am Filtermantelpapier 60 befestigt sind. Währenddem sich der Doppelfilterpfropfen 57 auf der Übertragungstrommel befindet, wird er mit einem Verdichtungsmittel 62 mittels axial beweglichen Kolben 63, wie sie in der US-PS 3 715 957 beschrieben sind, zusammengedrückt. Die Kolben 63 des Verdichtungs-mittels 62 werden, wie in Fig. 8 gezeigt, so bewegt, dass sich die äusseren Filterteile 58 und 58 jedes Filterpfropfens 57 im Filtermantelpapier 60 nach innen zum mittleren Filterteil 58' hin bewegen, um die Aktivkohlefüllungen 27 in den Bereichen 59 zu verdichten. Da die äusseren Filterteile 58 nicht an das Filtermantelpapier 60 geklebt sind, gleiten diese Teile 58, bezüglich des Filtermantelpapiers 60, unter der Einwirkung der Kolben 63. Die Aktivkohlefüllungen 27 werden dadurch so verdichtet, dass sie den Raum zwischen den aufeinanderfolgenden Filterteilen 58 und 58' vollständig ausfüllen.

Nach dem Verdichten wird, nach bekannter Weise, in der Zigarettenmaschine jeder Pfropfen 57 zwischen zwei Tabakstränge gelegt und ein Belagblättchen wird um den Filterpfropfen 57 und den Tabaksträngen gelegt und an diese ge7 639 248

klebt, um den Tabakstrang mit dem Filterpfropfen zu verbinden. Das erhaltene Gebilde wird durch die Mitte des Filterpfropfens 57, wie in Fig. 9 gezeigt, in zwei Zigaretten getrennt. Wie in Fig. 10 gezeigt wird, weist jede Zigarette 64 ei-5 nen Tabakstrang 65, einen daran anstossenden Filter 66 und ein Belagblättchen 67, welches den Tabakstrang 65 mit dem Filter 66 verbindet, auf. Der Filter 66 weist zwei faserförmige Filterteile 58 und 58', einen Aktivkohlefilterbereich 59 zwischen den Filterteilen 58 und 58' und einen Streifen Fil-lo termantelpapier 60' um die Filterteile auf. Eine Klebstoffschicht 61' bindet den faserförmigen Filterteil 58', am dem Tabakstrang 65 abgewandten Ende des Filters 66, an den Filtermantelpapierstreifen 60', währenddem der andere faserförmige Filterteil 58 vertieft im Filtermantelpapierstreifen 15 60' angeordnet und nicht an diesen gesichert ist. Somit ist das äussere Ende der Zigarette 64 bündig, währenddem der Aktivkohlebereich 59 vollständig verdichtet ist.

Der in Fig. 4 dargestellte Filterpfropfen 34, der vom endlosen Stab 32 abgetrennt wurde, hat einen ersten und einen 20 letzten faserförmigen Filterteil von 6 mm Länge und interne Filterteile von je 24 und 14 mm Länge. Diese faserförmigen Filterteile sind durch 6 mm lange Bereiche mit teilchenförmigem Filtermaterial voneinander getrennt. Die doppelten Filterpfropfen 57, die von diesem Filterpfropfen 34 (Fig. 7) 25 geschnitten werden, haben zwei faserförmige Endfilterteile von 7 mm Länge, einen mittleren faserförmigen Filterteil von 24 mm Länge und einen Aktivkohlebereich von 6 mm Länge. Der erhaltene Filter weist einen faserförmigen Filterteil 58 von 12 mm am äusseren Ende und einen Aktivkohle-30 bereich 59 von etwas weniger als 6 mm auf.

Somit ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren die Herstellung von Hohlraumfiltern, wobei weder heisssiegel-bares Papier noch eine Heisssiegelvorrichtung benötigt werden. Dadurch wird die Verwendung von kostspieligem 35 Heisssiegelpapier vermieden und die Gesamtmaterialkosten für die Filterherstellung können vermindert werden. Da ausserdem keine Heisssiegelvorrichtung erforderlich ist, kann die Einrichtung vereinfacht und die durch die Heisssiegelvorrichtung verursachten Probleme bei der Verkohlung ver-40 mieden werden.

Durch die Erfindung wird weiterhin die Herstellung einer Zigarette mit Hohlraumfilter ermöglicht, bei der das Filtermaterial am äusseren Ende der Zigarette befestigt ist.

Weiterhin ist durch die Erfindung eine Vorrichtung und 45 ein Verfahren zum wirksamen Verdichten von teilchenförmigem Material in Hohlraumfiltern, ohne Zerstörung des Filters, gegeben.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims (29)

1. 639248

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Herstellung eines mehrere Filterabschnitte und Feststoffteilchen enthaltenden Filters, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

   a) Aufbringen von aufeinanderfolgenden Filterabschnitten (12,13) auf eine sich bewegende Papierbahn (22) mit darauf im Abstand angeordneten Klebstoffportionen (45), wobei jeder zweite Filterabschnitt (13) auf eine der Klebstoffportionen (45) angeordnet wird,

   b) Einfüllen von teilchenförmigem Filtermaterial auf die sich bewegende Papierbahn (22) zwischen benachbarte Filterabschnitte (12,13) und danach c) Umwickeln der sich bewegenden Papierbahn (22) um die Filterabschnitte (12,13) und die Füllungen (27) aus dem Filtermaterial, zum Herstellen eines endlosen Filterstabes (32) unter Verkleben jedes zweiten Filterabschnittes (13) mit der Papierbahn (22).
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Förderung der Papierbahn (22) auf der einen Seite derselben die Klebstoffportionen (45) in vorbestimmten Abständen voneinander aufgebracht und anschliessend der weitertransportierten Papierbahn (22) in Reihe aufeinanderfolgend die Filterabschnitte (12,13) zugeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterstab (32) in Filterstücke (34; 57) vorbestimmter Länge zerschnitten wird, die jeweils drei Filterabschnitte (12,13,12 bzw. 58, 58', 58) innerhalb eines Streifens der umwickelten Papierbahn (22) aufweisen, wobei der mittlere Filterabschnitt (13; 58') mit der Papierbahn (22) verklebt ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Filterstück (34; 57) an jedem Ende mit einem Tabakabschnitt (65) verbunden wird und dass danach jedes Filterstück (34; 57) im mittleren Filterabschnitt (13; 58) halbiert wird, so dass jeweils ein festgeklebter Filterabschnitt (58') am freien Ende des Filters (66) und ein nicht festgeklebter Filterabschnitt (58) an dem dem Tabakabschnitt (65) zugewandten Ende vorgesehen ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den drei Filterabschnitten (12,13,12 bzw. 58, 58', 58) zwei Füllungen (27; 59) aus teilchenförmigem Filtermaterial vorgesehen sind und dass die äusseren Filterabschnitte (58) jedes Filterstücks (34; 57) nach innen zum mittleren Filterabschnitt (58') hin bewegt werden, um die dazwischen liegenden Füllungen (27; 59) zu verdichten.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Reihe nach zugeführten Filterabschnitte (12,13) unterschiedliche Länge aufweisen.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterabschnitte (12,13) aus faser-förmigem Filtermaterial bestehen.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterabschnitte (12, 13) im gleichen Abstand voneinander angeordnet werden.
9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) eine Fördereinrichtung (17) zum Zuführen einer Filtermantelpapierbahn (22) mit darauf im Abstand angeordneten Klebstoffportionen (45) auf einem vorgegebenen Transportweg,

   b) eine Einrichtung zum Zuführen von in Reihe aufeinanderfolgenden Filterabschnitten (12,13) auf die sich bewegende Papierbahn (22), so dass jeder zweite Filterabschnitt (13) auf den Klebstoffportionen (45) angeordnet wird,

   c) eine Füllvorrichtung (25) zum Einbringen von teilchenförmigem Filtermaterial (27) zwischen benachbarte Filterabschnitte (12,13) auf der sich bewegenden Papierbahn (22), und durch d) eine Wickelvorrichtung (31 ) zum Umwickeln der Filterabschnitte (12, 13) mit der sich bewegenden Papierbahn (22), um einen endlosen Filterstab (32) zu bilden.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterabschnitte (12,13) mit Hilfe der Zuführeinrichtung im Abstand voneinander auf die Papierbahn (22) aufgebracht werden und dass eine Klebstoffübertragungseinrichtung (36, 46) zum Aufbringen der Klebstoffportionen (45) in vorgegebenen Abständen zueinander auf der einen Seite der Papierbahn (22) vorgesehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffübertragungsemrichtung (36) die folgenden Bauteile aufweist:

    a) einen Klebstoffbehälter (37) mit einem Klebstoffvorrat (38),

    b) eine erste Übertragungswalze (39), die drehbar oberhalb des Klebstoffbehälters (37) angeordnet ist und deren Mantelfläche (42) zur Aufnahme von Klebstoff in den Klebstoffbehälter (37) ragt,

    c) eine zweite Übertragungswalze (40), die drehbar in der Nähe der ersten Übertragungswalze (39) angeordnet ist und deren Mantelfläche (43) zur Mantelfläche (42) der ersten Übertragungswalze (39) zugewendet ist, wobei mehrere über den Umfang im Abstand abgeordnete Flächen (44) auf der Mantelfläche (43) der zweiten Übertragungswalze (40) angeordnet sind, um Klebstoff von der ersten Übertragungswalze (39) aufzunehmen, und d) eine Auftragwalze (41), die drehbar in der Nähe der zweiten Übertragungswalze (40) angeordnet ist und mit dieser zum Hindurchführen der Papierbahn (22) einen Walzenspalt bildet, wobei durch die zweite Übertragungswalze (40) auf die Papierbahn (22) Klebstoffabschnitte (45) entsprechend den Flächen (44) im Abstand zueinander aufbringbar sind.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fläche (44) innerhalb der Abmessungen der Mantelfläche (43) der zweiten Übertragungswalze (40) angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fläche (44) 12 x 22 mm gross ist.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fläche (44) in der zweiten Übertragungswalze (40) als Aussparung ausgebildet ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekeimzeichnet, dass jede Fläche (44) etwa 0,1 mm tief ausgespart ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungswalze (40) sechs Flächen (44) aufweist.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (39,40,41) synchron angetrieben werden.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Übertragungswalze (39 bzw. 40) gegeneinander gedrückt werden.
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, gekennzeichnet durch eine Messereinrichtimg (14) zum Zerschneiden mindestens eines kontinuierlichen Filterstrangs (II), in aufeinanderfolgende Filterabschnitte (12,13), wobei die Klebstoffübertragungseinrichtung (36) mit der Messereinrichtung (14) synchronisiert ist.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Messeranordnung (33) zum Zerschneiden des endlosen Filterstabes (32) in Filterstücke (34) vorgegebener Länge, wobei die Messeranordnung (33) mit der Messereinrichtung (14) synchronisiert ist.

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21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch die folgenden Bauteile:

    a) einen Klebstoffbehälter (37) mit einem Klebstoffvorrat (38),

    b) eine erste Übertragungswalze (47), die oberhalb des Klebstoffbehälters (37) drehbar befestigt ist und deren Mantelfläche (50) in den Klebstoffbehälter (37) ragt, wobei in Umfangsrichtung in der Mantelfläche (50) eine Nut (51) zur Aufnahme von Klebstoff vorgesehen ist,

    c) eine in der Nähe der ersten Übertragungswalze (47) drehbar angeordnete zweite Übertragungswalze (48), deren Mantelfläche (52) der Mantelfläche (50) der ersten Übertragungswalze (47) zugewendet ist, um aus der Nut (51) der ersten Übertragungswalze (47) Klebstoff aufzunehmen, wobei die Mantelfläche (52) der zweiten Übertragungswalze (48) zum Transportweg der Papierbahn (22) einen Abstand aufweist, und d) eine in der Nähe der zweiten Übertragungswalze (48) drehbar angeordnete Auftragwalze (49), zwischen denen die Papierbahn (22) hindurchgeführt wird, wobei die als Speichenrad (49) ausgebildete Auftragwalze (49) mehrere radiale Speichen (53) aufweist, um die Papierbahn (22) aus der Transportbahn zur zweiten Übertragungswalze (48) hin periodisch auszulenken, um auf der Papierbahn (22) im Abstand zueinander Klebstoffportionen (45) aufzubringen.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmig verlaufende Nut (51) 76 um tief ist.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragwalze (49) synchron zur zweiten Übertragungswalze (48) angetrieben wird und schneller als letztere umläuft.
24. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Übertragungswalze (47 bzw. 48) gegeneinandergedrückt werden.
25. 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der ersten und der zweiten Übertragungswalze (47 bzw. 48) in einer gemeinsamen Ebene und die Achse der Auftragwalze (49) gegenüber dieser Ebene verschoben angeordnet sind.
26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffübertragungseinrichtung (36)

    eine Übertragungswalze (40) mit mehreren auf ihrer Mantelfläche (43) im Abstand angeordneten Flächen (44) aufweist, um in diesen Klebstoff aufzunehmen und danach diesen Klebstoff im Abstand zueinander auf der Papierbahn (22) aufzutragen.
27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffübertragungseinrichtung (46)

    eine vom Transportweg der Papierbahn (22) im Abstand angeordnete, drehbare Übertragungswalze (48) zur Aufnahme eines Klebstoffstreifens sowie eine drehbare Auftragwalze (49) mit mehreren radialen Speichen (53) aufweist, um die Papierbahn (22) aus der Transportbahn zur Übertragungswalze (48) hin periodisch auszulenken und so auf der Papierbahn (22) im Abstand zueinander Klebstofifabschnitte (45) aufzutragen.
28. 28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllvorrichtung (25) ein umlaufendes Rad (26) aufweist.
29. 29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, gekennzeichnet durch a) eine Messeranordnung (33) zum Zerschneiden des endlosen Filterstabes (32) in Filterstücke (34) vorbestimmter Länge, die jeweils drei Filterabschnitte (58, 58', 58) und zwei Füllungen (59) von Filtermaterial aus Feststoffteilchen (27) in einer Papierhülle (60) aufweisen, wobei der

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    mittlere Filterabschnitt (58') mit der Papierhülle (60) verklebt ist, und durch b) einen Verdichter (62) zum Bewegen der äusseren Filterabschnitte (58) jedes Filterstücks (57) nach einwärts zu dem mittleren Filterabschnitt (58') hin, um die dazwischenliegenden Füllungen (59) zu verdichten.