CS473989A3

CS473989A3 - Process for producing fibrillated polyolefin foil and apparatus for making the same

Info

Publication number: CS473989A3
Application number: CS894739A
Authority: CS
Inventors: Michael Hill
Original assignee: Philip Morris Prod
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1992-04-15
Also published as: BR8907600A; YU157589A; CN1040734A; AU4078189A; ZA896002B; WO1990001574A1; JPH04500100A; HUT59448A; ZW9189A1; HU895180D0; DD298595A5; KR900702091A; EP0358334A1

Description

1 pro ,1 for,

Zařízeni výrobu fibrilované polyolefEquipped to produce fibrillated polyolef

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká výroby fibrilovaného listového materiálua zejména zařízení pro výrobu fibrilované fólie z polyolefino-vých pryskyřic pro filtrační materiál.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the production of fibrillated sheet material, and more particularly to apparatus for producing a fibrillated polyolefin resin film for a filter material.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Je známé fibrilovat polyolefinovou fólii a vytvořit takfólii s propojenou vláknitou sítí. Postup zahrnuje natahovánínebo dloužení fólie, kterým se řetězce polymerů nebo krystalic-ká struktura orientují do směru dopředného pohybu fólie, načežse orientovaná fólie podrobí nárazům nejrůznějšími způsoby aprostředky tak, aby se fólie roztrhala a vznikla vláknitá sít.Fólie se typicky orientuje natahováním pomocí válců, které rotují různými obvodovými rychlostmi. Nárazové ústrojí může zahrno-vat tekutiny, např. paprsky vody nebo plynu, ostří, špendlíky,zubové výstupky, laserové paprsky, kroucení orientované fólie,ražení orientovaných fólií a ražení fólií před orientováním.It is known to fibril the polyolefin film and form a tufa with interconnected fibrous web. The process involves stretching or stretching the film by which the polymer chains or the crystalline structure are oriented in the forward motion direction of the film, the impact-oriented film is subjected to various means and means to tear the film to form a fibrous web. rotate at different circumferential speeds. The impact device may include fluids, such as water or gas beams, blades, pins, toothed protrusions, laser beams, torsion-oriented film, embossing-oriented foils, and foil stamping prior to orientation.

Americký pat. spis č. 3 880 173 a odpovídající britskýpat. spis č. 1 442 593 se týká výroby fibrilovaného polyolefi-nového fóliového materiálu pro filtry, který představuje alter-nativu k filtrům z acetátu celulózy a je určen zejména, nikolivvšak výlučně k filtraci tabákového kouře kuřáckých výrobků.Popisované polyolefinové materiály zahrnují polypropylen, poly-ethylen nebo jejich směsi nebo kopolymer propylenu a ethylenu,a mohou případně obsahovat jemné částice bělicí přísady, např.oxidu titaničitého k usnadnění výroby úzkých vláknitých proužkůAmerican Pat. U.S. Pat. No. 3,880,173 and the corresponding British patent application. No. 1,442,593 relates to the production of a fibrillated polyolefin film material for filters, which is an alternative to cellulose acetate filters and is intended, in particular, but not exclusively to filter tobacco smoke of smoking articles. ethylene or mixtures thereof, or a copolymer of propylene and ethylene, and may optionally contain fine particles of a bleaching agent, e.g., titanium oxide, to facilitate the production of narrow fiber strips

Podle uvedených pat. spisů se polyolefinové výchozí mate-riály zahřívají, smíchají a vytlačují na tenkou fólii. Fóliese pak nadouvá, aby se ztenčila, a tenké fólie se narovnají, 2 rozříznou po délce a položí na sebe, takže vzniknou tenké fó-liové vrstvy, obsahující několik pásů a mající tlouštku asi10 až 15 /um. Složené vrstvy se pak vedou pecí při zvýšené tep-lotě a současně se natahují přes válce rotující odlišnými rych- ‘lostmi, aby se molekulární struktura fólií orientovala v podél-ném směru. Orientovaná vícevrstvá fólie se pak vede přes rotu-jící válec, z jehož pláště vyčnívá velké množství kolíčků.According to the above patents. For example, the polyolefin starting materials are heated, mixed and extruded into a thin film. The foils are then swollen to thin, and the thin films are straightened, cut in length and placed on top of each other so as to form thin film layers comprising several strips and having a thickness of about 10 to 15 µm. The composite layers are then passed through the furnace at an elevated temperature and simultaneously stretched over the rollers by rotating at different speeds to orient the molecular structure of the films in the longitudinal direction. The oriented multilayer sheet is then passed through a rotating cylinder from which a plurality of pins protrude from the housing.

Kolíčkový válec rotuje obvodovou rychlostí; která je většínež lineární rychlost přiváděného pásu. Kolíčky vyčnívajícíz válce se pak dotýkají a trhají poměrně pomaleji se pohybujícísložené vrstvy a tím vytvářejí propojenou sít vláken s volnýmikonci, která tvoří fibrilovaný materiál. Fibrilovaný materiálse pak vede do pěchovací komůrky kadeřícího stroje obvyklýmzpůsobem tak, aby se fibrilovaná fólie zkadeřila a vytvořilatak polyolefinový kabel. Zkadeření sestává z primárních oblouč-ků, které jsou tvořeny vlnitou konfigurací vláken, vyvolanourychlým zpomalením pohybujících se vláken, a ze sekundárníchobloučků, vzniklých zvrásněním, když se vlákna zhroutí a přehý-bají se na sebe.The pin cylinder rotates at a peripheral speed; which is greater than the linear velocity of the feed belt. The pins of the protruding cylinder then touch and tear the relatively slower moving layers, thereby forming an interconnected network of loose-stranded fibers that form the fibrillated material. The fibrillated material is then fed into the crimping chamber of the crimping machine in a conventional manner such that the fibrillated film is crimped to form a polyolefin cable. The curl consists of primary arcs, which are formed by the wavy configuration of the fibers, caused by the rapid deceleration of the moving fibers, and from the secondary arcs formed by the wrinkles when the fibers collaps and fold over each other.

Pro výrobu filtrů pro kuřácké výrobky se sekundární zkade-ření odstraňuje z polyolefinového kabelu, např. natažením,a z kabelu se vytvoří načechraná vločkovitá masa, která se pakvytvaruje ve filtrační tyčku v běžném stroji na výrobu filtrů.For the manufacture of filters for smoking articles, the secondary curl is removed from the polyolefin cable, e.g. by stretching, and a fluffy flaky mass is formed from the cable, which is then formed into a filter rod in a conventional filter making machine.

Do kabelu lze vnést pojivo, např. vinylacetát, což je pro výro-bu filtrů známé opatření.A binder, such as vinyl acetate, can be introduced into the cable, which is known for the manufacture of filters.

Jeden z problémů spojených se známými fibrilovanými polyo-lefinovými materiály spočívá v tom, že sice mohou mít filtrač-ní charakteristiky srovnatelné s filtry z acetátu celulózy,nemají však nízkou hmotnost, která přináší cenové výhody. Dal- Jším problémem je to, že známé kabely nemají soudržnou vlákni-tou sít, která je nezbytná pro filtrační materiály, kde se po-užívá poměrně krátkých úseků kabelu. Dalším problém je v tom,že známé stroje pro výrobu fibrilované sítě potřebují značnémnožství energie a jsou zdrojem velkého hluku. j 3 I přes léta pokusů a vývoje není dosud k dispozicí filtrpro kuřácké výrobky z fibrilovaného polyolefinového materiálu,který by měl výhody a vlastnosti srovnatelné s běžnými filtrač-ními materiály z acetátu celulózy pro kurácké výrobky, zejménapro cigarety obsahující tabák. Existuje tedy neustálá potřebafibrilovaného polyolefinového materiálu, který by měl soudrž-nou vláknitou sít vhodnou jako filtrační kabel, zejména pro filtraci tabákového kouře, a dal se snadno a levně vyrábět.One of the problems associated with the known fibrillated polyolefin materials is that, while filtering characteristics may be comparable to cellulose acetate filters, they do not have a low weight which provides cost advantages. Another problem is that the known cables do not have a coherent fiber mesh that is necessary for the filter materials where relatively short cable sections are used. Another problem is that known machines for producing a fibrillated network need considerable amounts of energy and are a source of great noise. Despite years of experimentation and development, a filter for smoking articles made of a fibrillated polyolefin material is not yet available, which has advantages and properties comparable to conventional cellulose acetate filter materials for chicken products, especially for cigarettes containing tobacco. Thus, there is a constant need for fibrillated polyolefin material that has a cohesive fiber mesh suitable as a filter cable, especially for filtering tobacco smoke, and is easy and inexpensive to produce.

Podstata vynálezu Předmětem vynálezu je zařízení pro výrobu fibrilovanépolyolefinové fólie, vhodné k tomuto účelu, které obsahuje poháněný kolíčkový válec a ústrojí pro přívod fólie k jeho válcové-mu plášti; podstata vynálezu spočívá v tom, že kolíčky vyčníva-jí z pláště kolíčkového válce pod úhlem v rozmezí 20° až 80°vzhledem k tečně k válci, rozevřenými proti směru rotace, majív podstatě stejné rozměry, mají průmětnou délku od 0,5 mm do2,0 mm, průměr od 0,2 mm do 0,8 mm a jsou uspořádány v množinědvojitých sinusových řad, které jsou rovnoběžné s osou kolíčko-vého válce a uspořádané ekvidistantně na jeho plášti; řádkykaždé dvojité řady jsou vzájemně rovnoběžné a mají hustotu 15až 100 kolíčků na délku 25,4 mm a kolíčky jsou v sousedníchřádkách dvojitých řad vzájemně přesazeny.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a device for producing a fibrillated polyolefin film suitable for this purpose, comprising a driven pin cylinder and a device for feeding the film to its cylindrical casing; the essence of the invention is that the pins protruding from the housing of the pin cylinder at an angle in the range of 20 ° to 80 ° with respect to the tangent to the cylinder, open in the direction of rotation, having substantially the same dimensions, have a projection length of 0.5 mm to 2, 0 mm, diameter from 0.2 mm to 0.8 mm, and are arranged in a plurality of double sinusoidal rows that are parallel to the pivot cylinder axis and disposed equidistantly on its housing; the rows of each double row are parallel to each other and have a density of 15 to 100 pegs at a length of 25.4 mm, and the pegs are offset from one another in adjacent double row rows.

Podle výhodného provedení je na plášti kolíčkového válceo průměru asi 190 mm uspořádáno devadesát dvojitých řad a prů-mětná délka kolíčků,je asi 1 mm. Hustota kolíčků v každém řád-ku je s výhodou 25 až 34 kolíčků na 25,4 mm.According to a preferred embodiment, ninety double rows are arranged on the pin cylinder housing with a diameter of about 190 mm and the average pin length is about 1 mm. The density of the pins in each row is preferably 25 to 34 pins per 25.4 mm.

Sousední dvojité sinusové řady kolíčků mohou být soufázovénebo mimofázové, s vlnovou délkou mezi 15 mm až 40 mm a ampli-tudou mezi 2 mm až 6 mm. Kolíčky kolíčkového válce narážejí napohybující se fólii a tím vznikne fibrilovaný materiál, kterýje velice stejnoměrný, má náhodně rozložené volné konce a neče-kaně zlepšené filtrační vlastnosti na jednotku hmotnosti fil-tru, který je z něj vyroben. 4Adjacent double sinusoidal rows of pins may be in-phase or off-phase, with a wavelength between 15 mm and 40 mm and an amplitude between 2 mm and 6 mm. The pins of the pin cylinder strike the moving foil to form a fibrillated material that is very uniform, has randomly distributed loose ends, and unexpectedly improved filtration properties per unit weight of the filter made therefrom. 4

Rovněž bylo zjištěno, že obrazec z kolíčků na plášti vál-ce vytvoří obzvláště kvalitní fibrilované materiály, když seorientovaný, nefibrilovaný fóliový materiál uvede do stykus kolíčkovým válcem na kruhovém oblouku asi se středovým úhlem20° až 45°, a když poměr lineární obvodové rychlosti pláštěválce a rychlosti přívodu fólie, což se nazývá fibrilační po-měr, leží v rozmezí asi od 1,8:1 asi do 2,2:1. Fibrilační po-měr je definován následujícím výrazem: fibrilační poměr lineární rychlost válce (m/min)_ lineární rychlost nefibrilované folieprocházející přes válec (m/min).It has also been found that the pattern from the pins on the cylinder housing creates particularly good fibrillated materials when the oriented, non-fibrillated foil material is brought into contact with a cylindrical cylinder on an arc of about 20 ° to 45 ° and when the ratio of the linear circumferential speed of the cylinder to the film feed rate, called the fibrillation ratio, ranges from about 1.8: 1 to about 2.2: 1. The fibrillation ratio is defined by the following: fibrillation ratio linear roller speed (m / min) _ linear velocity of non-fibrillated film passing through the cylinder (m / min).

Zlepšená povaha vzniklého fibrilovaného materiálu, obzvláště důležitá pro filtrační materiály, se dá vyjádřit zlepšenouúčinností fibrilovaných polyolefinových materiálů ze zařízenípodle vynálezu, z nichž jsou vyrobeny filtry na běžném zaříze-ní pro výrobu filtračních tyčinek, obvyklém pro výrobu kabeluz acetátů celulózy. Účinnost kabelu je dána následujícím výrazem: účinnost kabelu _úbytek tlaku (mm WG)_ · 1 nn čistá hmotnost vláken v tyčce (mg) Čistá hmotnost se měří v miligramech pro danou délku fil-trační tyčky. Úbytek tlaku se měří v milimetrech vodního sloup-ce při průtočném množství vzduchu 1,050 ml za minutu tyčkoučisté hmotnosti. Vyšší účinnosti kabelu odpovídají náhodnějirozloženým volným koncům a tedy lepší filtrační účinnosti vlák-nitého kabelu na čistou hmotnost a tedy účinnějšímu využitípolyolefinových materiálů. Při uspořádání kolíčků podle vynálezu lze kolíčkový válecpohánět motorem stejnoměrnou rychlostí, když se dotýká pohybu-jícího se nefibrilovaného materiálu. Motor má menší spotřebuenergie a vyvíjí menší hluk než dosavadní kolíčkové válce.Předpokládá se, že je to důsledkem postupného styku přesazenýchkolíčků s orientovanou nefibrilovanou fólií na daném kruhovémoblouku. 5 Přehled obrázků na výkresechThe improved nature of the resulting fibrillated material, particularly important for filtering materials, can be expressed by the improved performance of fibrillated polyolefin materials from the apparatus of the present invention, from which filters are produced on a conventional filter rod manufacturing apparatus customary for the manufacture of cellulose acetate cables. The efficiency of the cable is given by the following: cable efficiency _pressure (mm WG) _ 1 nn net fiber weight in bar (mg) Net weight is measured in milligrams for a given filter rod length. The pressure drop is measured in millimeters of water column at an air flow rate of 1.050 ml per minute of net weight. The higher cable efficiency corresponds to the more randomly distributed free ends and thus the better filtering efficiency of the fiber cable to the net weight and thus more efficient use of the polyolefin materials. In the arrangement of the pins according to the invention, the pin cylinder can be driven by the motor at a uniform speed as it touches the moving non-fibrillated material. The engine has lower power consumption and produces less noise than previous peg rollers. It is believed that this is due to the gradual contact of staggered pins with oriented non-fibrillated foil on a given circular arc. 5 Overview of Drawings

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příklady provedeníznázorněnými na výkresech, kde značí obr. 1 axonometrický po-hled na kolíčkový válec podle vynálezu, obr. 2 je nárys válcez obr. 1, obr. 3 zvětšený dílčí příčný rez válcem, obr. 4 ná-rys druhého provedení kolíčkového válce podle vynálezu, obr. 5nárys třetího provedení válce a obr. 6 schematické znázorněníkolíčkového válce podle vynálezu, kterého se dotýká polyolefi-nová fólie. Příklady provedení vynálezuBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows an axonometric view of a pin cylinder according to the invention, FIG. 2 is a front elevational view of the cylinder of FIG. 1, FIG. FIG. 5 shows a third embodiment of a third cylinder; and FIG. 6 is a schematic illustration of a pin cylinder according to the invention, which is contacted by a polyolefin film. EXAMPLES OF THE INVENTION

Kolíčkový válec 10 je určen pro fibrilaci nefibrilovanéfólie 20, která se dotýká jeho pláště 12 po oblouku s jistýmstředovým úhlem. Kolíčkový válec 10 naráží na nefibrilovanouorientovanou fólii, protrhává ji a tvoří fibrilovanou fólii 22The pin cylinder 10 is intended for fibrillation of a non-fibrillated foil 20 that contacts its housing 12 over an arc with a certain center angle. The pin cylinder 10 strikes the non-fibrillated-oriented film, tears it and forms the fibrillated film 22

Kolíčkový válec 10 podle obr. 1 má průměr asi 190 mma délku asi 115 mm. Asi 100 mm šířky pláště 12, což stačí nakontakt s celou šířkou pohybující se fólie, která je asi 50 mmaž 90 mm, je opatřeno kolíčky 16. Kolíčky 16 jsou uspořádányv přesazené poloze ve dvojitých řadách 14, z nichž každá sestává z dvojice rovnoběžných řádků 15a, 15b, sahajících po plášti12 válce 10 na čáře skloněné k jeho ose. Přitom jsou každé dvěsousední dvojité řady 14 skloněny v opačném směru, takže tvoříklíny. Celý vzor se opakuje po celém plášti 12 válce 20, a prokolíčkový válec 10 o průměru asi 190 mm je na jeho plášti 12asi 90 dvoj.itých řad 14 v ekvidistantních vzdálenostech, takžena celém válci je celkem 180 řádků kolíčků 16.The pin cylinder 10 of FIG. 1 has a diameter of about 190 mm and a length of about 115 mm. About 100 mm of the jacket width 12, which suffices to contact the entire width of the moving film, which is about 50 mm to 90 mm, is provided with pins 16. Pins 16 are arranged in an offset position in the double rows 14, each consisting of a pair of parallel rows 15a 15b extending over the housing 12 of the cylinder 10 on a line inclined to its axis. In this case, the two adjacent double rows 14 are inclined in the opposite direction so that the wedges are formed. The entire pattern is repeated over the entire shell 12 of the cylinder 20, and the barrel cylinder 10 of about 190 mm in diameter is equidistantly spaced on its jacket 1212 of double row 14, so that there are 180 rows of pins 16 throughout the cylinder.

Na obr. 2, 4, 5 jsou osy rovnoběžných řádků 15 zakreslenyčerchovanou čarou a jednotlivé kolíčky 16 jsou naznačeny kolmými čárkami.2, 4, 5, the lines of the parallel lines 15 are plotted with a dashed line, and the individual pins 16 are indicated by perpendicular lines.

Jak ukazuje podrobně obr. 2, sestává každá dvojitá řada14 ze dvou rovnoběžných řádků 15a, 15b a jednotlivé kolíčky 16 jsou v nich vzájemně přesazené. Osy rovnoběžných řádků 15 a, 15b mají vzájemnou vzdálenost asi 1,27 mm. Vzdálenost meziopačně skloněnými řadami 17, 18 je asi 2,54 mm na koncích, kte-ré leží k sobě nejblíž, a 9,53 mm na opačných koncích. Klínovéuspořádání je takové, že průsečík opačně skloněných řad 17, 18by ležel mimo plášt 12 kolíčkového válce 10 a vrcholový úhelby byl asi 4°.As shown in detail in FIG. 2, each double row 14 consists of two parallel rows 15a, 15b, and the individual pins 16 are offset therebetween. The axes of the parallel lines 15a, 15b have a distance of about 1.27 mm. The spacing between the inclined rows 17, 18 is about 2.54 mm at the ends closest to each other and 9.53 mm at the opposite ends. The wedge arrangement is such that the intersection of the oppositely inclined rows 17, 18b lies outside the housing 12 of the pin cylinder 10 and the apex angle is about 4 °.

Na obr. 4 jsou dvojité řady 14a, 14b kolíčků 16 uspořádánydo sinusovky, jejíž osa je rovnoběžná s osou kolíčkového válce10, a jsou soufázové. Frekvence sinusovky je asi 28,45 mm aamplituda 3,175 mm. V tomto provedení je vzdálenost mezi rovno-běžnými řádky 15a, 15b rovná 1,27 mm a hustota kolíčků 16 jeasi 25 kolíčků na 25,4 mm. Vzdálenost mezi sousedními dvojitýmiřadami 14a, 14b je asi 6,63 mm, naměřeno mezi body s nulovouamplitudou po obvodu kolíčkového válce 10.In Fig. 4, the double rows 14a, 14b of the pins 16 are arranged in a sine wave whose axis is parallel to the axis of the pin cylinder 10 and are in common. The sinusoidal frequency is about 28.45 mm and a 3.175 mm amplitude. In this embodiment, the distance between the parallel lines 15a, 15b is 1.27 mm and the density of the pins 16 is 25 pins per 25.4 mm. The distance between adjacent double rows 14a, 14b is about 6.63 mm, measured between zero-amplitude points around the perimeter of the pin cylinder 10.

Na obr. 5 je zakresleno další provedení, kde dvě sousednídvojité řady 14a, 14b kolíčků 16 jsou posunuty o 180°, přičemžmají frekvenci asi 28,45 a amplitudu 3,175 mm. Vzdálenost mezirovnoběžnými sinusovými řádky 15a, 15b v každé dvojité řadě14a, 14b kolíčků 16 je asi 1,27 mm a hustota kolíčků je asi25 kolíčků na 25,4 mm. Vzdálenost mezi sousedními dvojitými řa-dami 14a, 14b je asi 6,63 mm, měřeno v místech nulové amplitudyFIG. 5 depicts another embodiment where two adjacent double rows 14a, 14b of pins 16 are offset by 180 °, with a frequency of about 28.45 and an amplitude of 3.175 mm. The distance between the parallel parallel sine lines 15a, 15b in each double row 14a, 14b of the pins 16 is about 1.27 mm and the pin density is about 25 pins per 25.4 mm. The distance between adjacent double rows 14a, 14b is about 6.63 mm, measured at zero amplitude locations

Jak ukazuje obr. 3, vyčnívají kolíčky 16 z pláště 12 podúhlem A rovným přibližně 60°, který je sevřen mezi kolíčkem 16a tečnou ke kolíčkovému válci 10 a je rozevřen proti smysluotáčení kolíčkového válce 10. Průmětná délka kolíčků 16 je asi1,0 mm, měřeno na kolmici k tangentě pláště 12 ke konci kolíčku16, přičemž průměr kolíčku 16 je asi 0,483 mm.As shown in FIG. 3, the pins 16 protrude out of the housing 12 by an approximately 60 ° flattening A which is clamped between the pin 16a tangent to the pinch roller 10 and is unfolded against the rotation of the pin cylinder 10. The projection length of the pins 16 is about 1.0 mm as measured at a perpendicular to the shell tangent 12 to the end of the pin 16, the pin diameter 16 being about 0.483 mm.

Jak ukazuje obr. 6, slouží kolíčkový válec 10 jako součástběžného zařízení pro fibrilování fólií orientovaného materiálu.Nefibrilovaná orientovaná fólie 20 se pohybuje zvolenou rychlo-stí, např. v rozmezí od 120 asi do 250 m za minutu. Kolíčkovýválec 10 rotuje ve stejném směru jako nefibrilovaná fólie 20,ale větší rychlostí, takže kolíčky se otírají o fólii 22., pro- 7 —ěczávají ji a vytvářejí tak fibrilovanou folii 22. fibrilační poměr leží v rozmezí asi od 1,2 ke 2,8, hodněji od asi 1,8 do 2,2.As shown in FIG. 6, the pin cylinder 10 serves as part of a conventional device for fibrillating film-oriented material. The non-fibrillated oriented film 20 moves at a selected speed, e.g., from 120 to 250 m per minute. The pinwheel 10 rotates in the same direction as the non-fibrillated film 20, but at a greater rate so that the pins wipe against the film 22, receding it and forming a fibrillated film 22. the fibrillation ratio ranges from about 1.2 to 2, 8, more preferably from about 1.8 to 2.2.

Výhodnýještě vý-Advantageous

Nefibrilovaná fólie 20 se dotýká kolíčkového válce 10 pou-ze po jistém kruhovém oblouku, který se udržuje tak, aby le-žel v rozmezí od 20° do 45°, s výhodou 37°. K nastavení délkykruhového oblouku, po kterém se fólie 20 dotýká kolíčkovéhoválce 10 a k regulaci jejího napětí může sloužit vodicí vále-ček 24. Nefibrilovaná fólie 20 je přidržována ke kolíčkovémuválci 10 s dostatečně velkým napětím, aby jenom neklouzala pokoncích kolíčků 16, a při vzniku vláknité sítě přijdou ales-poň některé části fólie do přímého styku s pláštěm 12. Typic-ká síla, nezbytná k dosažení této vzájemné polohy, ležív rozmezí 3 500 až 4 450 N.The non-fibrillated film 20 contacts the pin cylinder 10 only after a certain circular arc, which is maintained so as to lie within the range of 20 ° to 45 °, preferably 37 °. A guide roller 24 may be used to adjust the circular arc length over which the film 20 touches the pin-cylinder 10 and to control its tension. The non-fibrillated film 20 is held to the pin-cylinder 10 with a sufficiently high tension to merely slip the ends of the pins 16 and to form a fibrous web. at least some portions of the film come into direct contact with the housing 12. Typical forces necessary to achieve this relative position are between 3,500 and 4,450 N.

Vynález bude vysvětlen na následujících příkladech. PříkladyThe invention will be explained by the following examples. Examples

Každý z následujících příkladů popisuje výrobu fibrilova-ného polyolefinového materiálu podle vynálezu. Polyolefinovéfólie byly připraveny z této směsi: 92 % hmot. polypropylenového homopolymeru, index tokutaveniny 1,8 (230 °C, 21,6 N) 7 % hmot. polyethylenu s nízkou hustotou, index tokutaveniny 1,0 (190 °C, 21,6 N) 1 % hmot. polypropylenu (stejného typu jako shora) jako před-smčsi, obsahující 25 % hmot. oxidu titaničitého (rutil,jemnozrnná krystalická struktura, mikronizovaný).Each of the following examples describes the production of a fibrillated polyolefin material according to the invention. Polyolefin foils were prepared from this mixture: 92 wt. a polypropylene homopolymer, a melt index of 1.8 (230 ° C, 21.6 N) of 7 wt. low density polyethylene, melt index 1.0 (190 ° C, 21.6 N) 1 wt%. of polypropylene (of the same type as above) as a pre-mixture containing 25 wt. titanium dioxide (rutile, fine-grained crystalline structure, micronized).

Tyto látky byly smíchány a vytlačovány vyfukovací techni-kou na fólii o tlouštce 35 /um. Fólie pak byla rozřezána na6 kusů přibližně stejné šířky, které byly položeny na sebea orientovány v podélném směru při dloužícím poměru 8:1. Tímvznikly fólie o tlouštce 12,4 ^um a šířce mezi 50 mm a 80 mm,což záviselo na denieru vyráběného kabelu. Orientované fólie 8 pak byly vedeny po kruhovém oblouku na obvodu kolíčkovéhofibrilačního válce podle vynálezu, načež byly zaváděny do pě-chovací komůrky ke zkadeření fibrilované fólie běžným způso-bem .These substances were mixed and blown through a blowing technique on a 35 µm film. The film was then cut into 6 pieces of approximately the same width, which were laid on itself and oriented in the longitudinal direction at an 8: 1 draw ratio. This resulted in films having a thickness of 12.4 µm and a width between 50 mm and 80 mm, depending on the denier of the cable produced. The oriented films 8 were then guided on a circular arc around the perimeter of the pinch-vibratory roller according to the invention, whereupon they were introduced into the chambers to curl the fibrillated film in the conventional manner.

Pracovní parametry při přívodu fólie, doteku fólie s ko-líčkovým válcem, charakteristiky kolíčkového válce a výsledkyvyhodnocení fibrilovaného materiálu po zkadeření jsou shrnutyv tabulce I. Ve všech příkladech měl kolíčkový válec na po-vrchu průměr 190 mm a úhel kolíčků vzhledem k tečně k válcibyl 60°. Na válci bylo 180 řádků kolíčků ve dvojicích a tedy90 dvojitých řad kolíčků v přesazené poloze, přičemž průměrkolíčků byl 0,4826 mm. Z fibrilovaného materiálu pak byla vyrobena filtračnítyčka v normálním stroji na výrobu filtrů. Z materiálu se vy-tvoří rozvolněná vločkovitá masa, která má uvedené charakte-ristiky zkadeření a zpracuje se ve stroji na výrobu filtrůna filtrační tyčku s obvodem 24,55 mm a délkou 66 mm. V příkladech bylo použito tří různých kolíčkových válců,které jsou popsány v souvislosti s výkresy, a to podle obr. 2opačně skloněné dvojité řady, pro obr. 4 soufázové sinusovédvojité řady a pro obr. 5 protifázové sinusové dvojité řady.Vzor se opakoval po celém plášti válce, třebaže obr. 2, 4, 5ukazují jenom dílčí pohledy. Výsledky vyhodnocení filtračního materiálu, vyrobenéhoz fibrilovaných fólií podle příkladů, jsou shrnuty v tabul-ce II. Hodnoty vysoké a nízké účinnosti odpovídají minimua maximu na křivce schopnosti filtrace, která porovnává rela-tivní úbytek tlaku při změnách čisté hmotnosti vláknitého ma-teriálu ve filtrační tyčce jednotných rozměrů. Podle všechpříkladů byl vyroben materiál, jehož účinnost dokazovalapodstatné zlepšení oproti fibrilovaným polyolefinovým filtrač-ním tyčkám, vyrobeným dosavadními způsoby a zařízeními, aoproti běžným filtrům z acetátu celulózy, kde byla účinnostasi 35 % a pro filtry z acetátu celulózy asi 72 %. 9Table 1 shows the operating parameters of the film inlet, the film of the coil roller, the characteristics of the pin cylinder and the results of the evaluation of the fibrillated material after crimping. In all examples, the pin cylinder had a diameter of 190 mm and the angle of the pins relative to the tangent to the cylinder 60 °. There were 180 rows of pegs in pairs and 90 double rows of pegs in offset position, with peg diameters of 0.4826 mm. A filter pad was then produced from the fibrillated material in a normal filter making machine. The material is formed as a loose flaked meat having the aforementioned curling characteristics and processed in a filter machine to produce a filter rod having a 24.55 mm circumference and a length of 66 mm. In the examples, three different pin cylinders have been used, which are described in connection with the drawings, in accordance with FIG. 2, a two-sided double row, for FIG. 4 a sinusoidal double row and FIG. 5 a sinusoidal double row. 2, 4, 5 show only partial views. The results of the evaluation of the filter material produced from the fibrillated films of the examples are summarized in Table II. The high and low efficiency values correspond to the minimum and maximum of the filtration ability curve, which compares the relative pressure drop with changes in the net weight of the fibrous material in the filter rod of uniform dimensions. In all the examples, a material having a substantial improvement over fibrillated polyolefin filter rods made by conventional methods and devices and conventional cellulose acetate filters having a efficiency of 35% and cellulose acetate filters of about 72% was produced. 9

Bylo rovněž shledáno, že hnací proud pro válec s kolíčkyuspořádanými do sinusovky podle příkladu 2 byl stejnoměrnějšía konstantnější než pro válec s opačně skloněnými řadami vá-lečků podle příkladu 1. To dokazuje, že použitím fibrilačníchválců s kolíčky uspořádanými do sinusovky je fibrilace stejnoměrnější. Kontrola fibrilovaného materiálu, vyrobeného podlepříkladů 1 a 2, v podélné ose ukázala menší množství nefibri-lovaných proužků, totiž ploch, kde nedošlo k proražení fóliekolíčky, v příkladě 1 oproti příkladu 2. To dokazuje lepšíúčinek válců při fibrilaci.It has also been found that the driving current for the pin-arranged cylinder of Example 2 was more uniform and more constant than for the roller with the oppositely inclined row of rolls of Example 1. This demonstrates that the use of fibrillated cylinders arranged in a sine wave makes the fibrillation more uniform. The control of the fibrillated material produced according to Examples 1 and 2 in the longitudinal axis showed a smaller amount of non-fibrillated strips, namely the non-punctured areas of the film, in Example 1, compared to Example 2. This shows a better effect of the rollers on fibrillation.

Uvažujeme-li vliv nahražení válce s opačně skloněnýmiřadami kolíčků válcem se soufázovými sinusovými řadami, lzevyrobit materiál s vyšší účinností při menší spotřebě energiea menším hluku. Uvažuje-li se vliv náhrady válce s opačněskloněnými řadami kolíčků válcem s protifázovými sinusovýmiřadami, lze vyrobit materiál s vyšší účinností. Uvažuje-lise vliv uspořádání sinusovek ve fázi a v protifázi, lze vyro-bit materiál s vyšší účinností válcem se soufázovými sinusov-kami při nižší spotřebě a menším hluku. - x<? - >Ju o. »4Considering the effect of replacing a cylinder with oppositely inclined peg rows by a sinusoidal rows of cylinders, make the material more efficient with less power and less noise. If the effect of a cylinder replacement with an oppositely inclined row of pins is considered by a cylinder with a phasic sinusoidal array, a higher efficiency material can be produced. Considering the influence of the sine wave arrangement in phase and anti-phase, a higher efficiency material can be produced by a common-mode sinus cylinder at lower power consumption and less noise. - x <? -> Ju o. »4

•O o uo• O o uo

M ts «*>M ts «*>

Tt ·· § xp V o •n xp O * » * « w Ρ» ř*4 00 O e-» po «Ο PO «- B. »4 ΛT · x V p p 00 t t t t t t t t t t t t t t t t t

OO

r-· o t *· O m ř»* o xp Ό Ρ» O «Ο w PO * H K * * « *1 PO Ρ» 00 Ό PO PO PO PO-o t O ř o o p p p p p p O O O O O O O O O O O O O p PO PO PO PO PO PO

Tabulka l - procesní parametry w> J- ΛTable l - process parameters w> J- Λ

O »4 ΛO »4 Λ

O Ď. »- ΛO Ď. »- Λ

O K* ΛO K * Λ

O *· B> «O * · B> «

B a ί- α B. 33B and ί- α B. 33

4»>O &=·» O3Λ4 »> O & = · O3Λ

ř*a «Ο ·· CK •o r** ts xp 00 O * * 00 « PO Xp 00 * o 1-4 Ό « « * xp Xp PO ** · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · PO PO p p p p

POAFTER

Ρ» o Xp o 00 Ό PO Xp Ό % * * 00 « Pl r*· Ρ» Ρ» Ό PO PO PO *P »o Xp o 00 Ό PO Xp Ό% * * 00« Pl r *

PO »n <*PO »n <*

K po «· Q Xp XP O OQ O « O xp Ό * * a « M P> * Ρ» xpPo po X X O O O O po po po p p p p p p p p p p p p p

PO f—· O ·· O 1—· 00 P\ Xp o 00 o » 00 PO Xp Ό * « »—« PO H Ρ» Ρ» PO Po >- ΛPO f - · O ·· O 1— · 00 P Xp o 00 o »00 PO Xp Ό *« »-« PO H »PO» PO Po - - Λ

O «Ο N r—< K PO 1 3 M 2 3 O-* «*> >o rM«S ot Ή Λ>Χ o I—· "g Λ B O 5. 1-4 O E »-· B • 3 .X rK X *» o Xp •a 3 «1 X a « ••X I-'— >4 xpO «Ο N r - <K PO 1 3 M 2 3 O- *« *>> o rM «S ot Ή Λ> Χ o I - · g BO 5. 1-4 OE» - · B • 3 .X rK X * o Xp a and 3 «1 X and • • • I I I I '4 4 4 4 x x x x

XpXp

«I O*?*2 *o B&> ♦» ir>O. Pí h Ό«I O *? * 2 * o B &> ♦» ir> O. Pi h Ό

HH

POAFTER

X *> a ΌX *> and Ό

OO

PO 1«O • • e *® o •H ΒΉ ·—4 Ή >T* o o •3·-· ©r- >r- Λ C o ΛΌ #-'O λ «a •H Β.Λ 'S'*- B.U- o > b. ® •wPO 1 O e * • ΒΉ ΒΉ 4 4 4 4 4 * o o - - - - - S S S S S S S S S S S S S S S '* - BU- o> b. ® • w

X «X «

QQ

>»*wí »>O <O s wo> »Wi»> O <O s wo

Sl ř*i 3 - Uf - ΌSl * i 3 - Uf - Ό

IX O l*> ř-4 1—· r—· <*> fx co 00 »*> <1 í*i <»IX O l *> ø-4 1— · r— · <*> fx co 00 »*> <1 i * i <»

Tabulka II - porovnání účinnosti Ό O m O o 1—i fo fx (X fx co <*) n ro rnTable II - comparison of efficiency Ό O m O o 1 - i fo fx (X fx co <*) n ro rn

"W ΑΛ3Γ90V jλΖ3ΐν;-ΛΛ o ad."W ΛΛΓΓVVVVΖΖ;;;

i dv^o Ii dv ^ o I

l 6 ΙΙΛ v Z *02.00. f‘3 'WaWř-r-cr«W.»W»».?WI(.<CTttl 6 ΙΙΛ in Z * 02.00. f‘3 'WaWr-r-cr «W.» W »». WI (. <CTtt

Claims

1. Apparatus for producing a fibrillated polyolefin film comprising a driven pin cylinder and a device for feeding a film to a cylindrical shell thereof, characterized in that the pins (16) protrude from the housing (12) of the pin cylinder (10) at an angle (A). ) in the range of 20 ° to 80 ° with respect to the tangent to the cylinder (10), of the opposite direction of rotation, having substantially the same dimensions, having a projection length of 0.5 to 2.0 mm, a diameter of 0.2 to 0.8 mm, and are arranged in a plurality of double sinusoidal rows (14) that are parallel to the pin cylinder axis (10) and equidistantly arranged in its housing (12), the rows (15a, 15b) of each double row (14) are parallel to each other and have a density 15 to 100 pegs (16) to 25.4 mm in length and pegs are offset from each other in adjacent rows (15a, 15b) of the double rows (14).

1 '/ -γ- <£? ο S * 5 «- - C-J PATENT CLAIMS

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the double sinusoidal rows (14) have a wavelength from 20 to 80 mm and an amplitude from 0.1 to 4.0 mm.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sine lines (15a, 15b) have a wavelength of approximately 28.45 mm and an amplitude of approximately 3.175 mm. 4

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the adjacent sine rows (14) are non-phasic.

5. Device according to claim 4, characterized in that the adjacent sine rows (14) are offset by 180 [deg.]. «

6. Apparatus as claimed in claim 1, wherein the 190 mm diameter 2 pin cylinder (10) is equipped with ninety-two double rows (14).

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the adjacent parallel lines (15a, 15b) of the double row (14) have a distance of 1.27 mm.

8. Device according to claim 1, characterized in that the pins (16) protrude from the housing (12) of the pin cylinder (10) at an angle (A) of 60 °, have a diameter of 0.483 mm and a projection length of 1 mm.

9. Device according to claim 1, characterized in that the density of the pins (16) in each row (15a, 15b) is 25 to 34 pegs (16) to a length of 25.4 mm.

10. Apparatus according to claim 1, characterized in that the center angle (B) of the stylus arc (12) between the pin cylinder housing (10) and the oriented polyolefin film (20) is between 20 ° and 45 ° and the linear circumferential speed ratio of the pin the rollers (10) and the feed rate (v) of the film (20) or fibrillation ratio is 1.8: 1 to 2.2: 1.

11. Apparatus according to claim 10, wherein the pins (16) have a density of about 25 to 25.4 mm, the angle of contact (B) i of the stylus is about 37 and the fibrillation ratio is 2.2: 1.

12. Device according to claim 10, characterized in that the pins (16) have a density of 34 i to 25.4 mm, an angle. (B) The contact arc is 37 ° and the fibrillation ratio is 1.8: 1.

13. Apparatus according to claim 10, wherein the pins (16) have a density of 34 to 25.4 mm, the contact arc angle (B) is 30 ° and the 3 fibrillation ratio is 1.8: 1.

14. Apparatus according to claim 10, wherein the pins (16) have a density of 25 to 25.4 mm, the angle of contact (B) of the stylus is 30 DEG and the affiliation ratio is 2.1: 1.

15. The apparatus of claim 10, wherein the pins (16) have a density of 25 to 25.4 mm, the angle of contact (B) of the stylus is a 37 [deg.] 1 to 1.8: 1 ratio.

16. Apparatus according to claim 10, characterized in that the pins (16) have a density of 25 to 25.4 mm, the contact arc angle (B) is 37 °, the fibrillation ratio is 2.0: 1 and the adjacent sine double row (14) are offset by 180 °.