DD203682A5

DD203682A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zigarettenfilterstaeben

Info

Publication number: DD203682A5
Application number: DD82244830A
Authority: DD
Inventors: Rebecca A Hyde; Kenneth R Krimminger; Robert E Swander
Original assignee: Celanese Corp
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1983-11-02
Also published as: FI72258B; BR8204405A; ES519645A0; MW3082A1; ES8403014A1; ES8306576A1; NZ200529A; KR840000202A; AR228783A1; FI72258C; IL66183A; ZA825817B; KR880002672B1; ATE35083T1; ZW14182A1; FI822240A0; AU553523B2; NO154292B; MA19572A1; DE3278667D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Filterelementen aus einem geoeffneten Straehnkabel aus gekraeuselten, endlosen, auszer Flucht gebrachten Einzelfaeden, wobei dieser Straehnkabel von einem mechanischen Befoerderungsmittel durch eine Saugduese hindurch und in ein sich an diese Duese anschlieszendes Verdichtungsmittel gefuehrt wird und wobei Mittel zur Abfuehrung eines ansaugenden stromfaehigen Mediums vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dasz man den Straehnkabel in Beruehrung mit einem zwischen den mechanischen Befoerderungsmittel und der Saugduese angeordneten Straehnkabelsteuermittel bringt, wobei das Straehnkabelsteuermittel die Straehnkabelbreite und -richtung steuert und dem Straehnkabel wenigstens einigen Widerstand verleiht bzw. entgegensetzt.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herateilung von Zigarettenfilteratäben

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Verfahren und Vorrichtungen für die Erzeugung von Zigarettenfilteratäben bzw· -strängen aus einem durch endlose Fasern bzw» Einzelfäden gebildeten Strähnkabel, Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf verbesserte Hochgeschwindigkeitsverfahren und -vorrichtungen für die Erzeugung von Zigarettenfilterstäben bzw· -strängen mit verringerter Veränderlichkeit, mit hoher Strähnkabelverwendbarkeit bzw, -ausnutzungafähigkeit? rückbezogen auf den Druckabfall je Stab- bzw· Stranggewicht a einheit·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Während dem letzten Jahrzehnt umfaßte der überwiegende Anteil der im Handel verfügbaren Zigarettenfilter sich in Längsrichtung erstreckende gekräuselte Fasern bzw· Einzelfäden, die miteinander an deren Berühruhgsstellen durch Solvationsbedingungen verbunden sind· Das Verfahren zur Herstellung derartiger Filter umfaßt die Erzeugung eines Strähnkabels bzw· ungezwirnten oder aufgedrehten Bündels von mehreren Tausenden von endlosen Einzelfäden bzw, Fasern, die Kräuselung des Strähnkabels, das Auflösen bzw. Öffnen des Strähnkabels, um benachbarte Kräuselungen gegeneinander zu versetzen bzw· deren Fluchtabweichung zu verursachen, das ^ersehen des Strähnkabels mit Schlaum um ein

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nachträgliches gleichmäßiges Auftragen eines Plastiziermittels zu ermöglichen, das Ziehen des Strähnkabels durch die Plastiziermittelauftragsbereiche und danach die Behandlung des platzierten Strähnkabels zwecks Verminderung seiner Querschnittsgröße, bis sie ungefähr der Querschnittsgröße einer Zigarette gleich ist» Die kondensierte Masse wird zu einem zusammenhängenden Gefüge gestaltet, z· B* durch Einhüllen in Papier bzw· Herumwickeln von Papier rundherum und durch Trennung des eingehüllten bzw· umwickelten Stränkabels in Stäbe bzw» Stränge von vorbestimmter Länge und anschließend durch Aushärtung der Stäbe bzw. Stränge zwecks Beeinflussung der Bindung zwischen anschließenden fasern bzw· Einzelfäden an deren Berührungsstellen.

Wegen dem Aufwand an dem Strähnkabelbestandteil des Zigarettenfilters ist es wünscheswert, daß die größtmöglichste Menge von Strähnkabelkräuselung und demzufolge das größtmöglichste Strähnkabelvolumen je Gewichtseinheit von faserigem bzw· fadenförmigem Werkstoff erreicht wird· Ein weit verbreitetes Verfahren zum Öffnen bzw· Auflösen des Strähnkabels besteht darin, den Strähnkabel, während er entlang einer vorbestimmten Strecke bzw· Laufbahn zugeführt wird, einer Differentialwirkung durch Verhaken zwischen einer Mehrheit sich in Querrichtung zur Laufbahn in Abstand voneinander befindenden Stellen zu unterwerfen, so daß bestimmte seitlich voneinander entfernte Abschnitte des Strähnkanals im Verhältnis zu bzw» gegenüber anderen seitlich voneinander entfernten Abschnitten des Strähnkabels positiv verhakt werden. In dieser Weise wird in Abhängigkeit von dem positiven Differentialverhaken des Strähnkabels

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eine relative Versetzung von benachbarten Einzelfäden in Längsrichtung des Strähnkabels gewährleistet, wodurch die Kräuselungen aus ihrer gegenseitigen fluchtenden Ausrichtungen gebracht werden· Die relative Längsverschiebung der fasern wird üblicherweise mit einer relativen Seitenverschiebung zwischen anschließenden Einzelfäden des Strähnkabels kombiniert, wodurch die Kombination von den beiden Relativbewegungen der Einzelfäden ein vollständiges Auflösen bzw. Öffnen des Strähnkabels mit sich bringt·

Diese Differentialwirkung durch Verhaken wird durch die Anordnung eines Paares von Walzen vor der Piastizierkammer bewerkstelligt, von denen eine eine glatte Mantelfläche hat und die andere über ihren ganzen Umfang gerillt bzw. geriffelt ist. Stromaufwärts von der Differentialverhakungswirkung wird der Strähnkabel unter Spannung gehalten, so daß nach Nachlassen der Spannung auf der stromabwärts liegenden Seite der Differentialverhak^ungswirkung, der Strähnkabel zu einem flockigen bzw· flaumigen Band aufblüht, welches dann durch die Kammer zum Auftragen des Platiziermittels durchfährt, in beliebiger Weise nach einem weiteren seitlichen öffnen bzw· Auflösen des Strähnkabelbandes, bevor das Strähnkabelband der Maschine zur Herstellung von Filterstäben bzw· Strängen zugeführt wird·

Ein anderes weit verbreitetes Verfahren zum Auflösen bzw· Öffnen des Strähnkabels ist in der US-PS Sr. 3 099 594 dargelegt, nach welcher ein endloser gekräuselter Strähnkabel in eine mit hochschnellem Gas versorgten Strahldüse eingeführt wird, wodurch die Kräuselung in den Einzelfäden

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aus eieren fluchtenden Ausrichtungen gebracht wird· Insbesondere bei dem Verfahren nach der US-PS" Hr · 3 099 594 wird ein endloser gekräuselter Mehrfachfadensträhnkabel einem Vorratswickelkörper bzw· einer Vorratsspule mittels einem Paar Speisewalzen entnommen und durch das Ansaugen einer Aufblühungsstrahldüse über eine geeignete Platizlermittelauftragvorrichtung in eine Aufblühungsstrahldüse eingeführt· In der Aufblühungsstrahldüse wird der Strähnkabel einer sprengartigen Entspannung von Druckluft unterworfen, während in der Strahldüse der aufgeblühte Strähnkabel einem Hebel einer zerstäubten Plastizierflüssigkext ausgesetzt wird· Der plastizierte Strähnkabel wird aus der Strahldüse unter dem Einfluß der sich entspannenden Luftströmung in ein Paar Speisewalzen hinein ausgestoßen» welche mit einer etwas langsameren Geschwindigkeit als das erste Speisewalzenpaar betrieben wird, so daß der Strähnkabel sich in einem Erschlaffungs- bzw· Relaxationszustand befindet· Der geöffnete bzw, aufgelöste, platizierte Strähnkabel mit außer seiner fluchtenden Ausrichtung gebrachten Kräuselung wird dann in eine filterstrang- bzw. stabherstellende Maschine eingeführt·

?/ährend bei der Erzeugung von 2igarettenf ilters'täben bzw, -strängen, eine optimale Auflösung bzw· Öffnung wünschenswert ist, verändert sich der genaue Wert für eine optimale Auflösung bzw· öffnung von einem Strähnkabelerzeugnis zum anderen· Z· B* wenn ein kleines Maß an Pluchtlinienabweichung zwischen den einzelnen, ein Strähnkabelbündel bildenden -Einzelfäden vorkommt, sind die aus einem derartigen Strähnkabelbündel erzeugten resultierenden Pilterstränge

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bzw, -stäbe zu weich, bei der Bildung der Stäbe bzw. Stränge anfänglich schwer zu umwickeln und auch sind die Stäbe bzw, Stränge schwer zu Tabakrohren zusammenzufügen und zu Zigarettenfilter zu machen, und federn nicht nach Zusammendrücken (wie zwischen den Fingern oder den Lippen während dem Rauchen) mit begleitender Kanalisierung des"Rauches· Aus denselben Gründen dürfte die Auflösungs- bzw. Öffnungseinrichtung nicht so stark an dem Strähnkabel arbeiten, daß die Kräuselungen ausgezogen werden und den Strähnkabel eine verringerte Bauschigkeit bzw. ein verringertes Volumen aufweist· Während dieses durch die Verwendung schwererer Strähnkabel ausgeglichen werden könnte, würden die sich ergebenden Docken bzw· Rollen so dicht sein, daß es übermäßig unbequem sein würde, Rauch durch den filter zu saugen, d· h· sein Druckabfall zu groß sein würde. Außerdem muß die RauchausscEeidungswirksamkeit des Filterstabes bzw, -Strangs auf annehmbarer Höhe gehalten werden·

Bin Mittel zur Erzielung der größtmöglichen Strähnkabelverwendbarkeit bzw, -ausnutzung, d, h· zur Verbesserung des Druckabfalls je Stabsgewichtseinheit ist in der US-PS Nr. 3 050 430 offenbart. In der ÜS-PS Ur. 3 050 430 wird eine Verbesserung derjenigen Verfahrensfolge dargelegt, bei welcher Einzelfäden, welche vorher aufgelöst bzw. geöffnet und mit einem Piastiziermittel behandelt worden sind, in einen Besatz zur Verdichtung und Formgebung eingeführt werden. Anstatt eine Behandlung mechanischer Art zum Einziehen der Einzelfäden in den Besatz zu verwenden, wodurch eine beträchtliche Menge an Kräuselung verloren geht, wird hier das Band aus offenen bzw. aufgelösten, endlosen gekräuselten

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Einzelfäden in das Stabverdichtungs- und Formgebungsmittel eingeschoben bzw· eingedrückt. Die"in dieser Weise zugeführten Einzelfäden sind in einem etwa erschlafften und ungespannten Zustand, wodurch ein verhältnismäßig großer Prozentsatz jedes Einzelfadens etwa kreuzweise bzw. quer oder senkrecht zu der Längsachse des Sinzelfadenbündels angeordnet werden kann, um dieses Ergebnis zu erzielen, wird ein pneumatisches Transportmittel bzw. eine Fdrderstrahldüse, wie das bzw. die in der ÜS-PS Hr. 3 016 945 offenbarte, sinnvoll nahe der Lasche eines stabbildenden Geräts bzw· Besatzes angeordnet. Die Lasche ist gelocht, so daß Luft oder ein ansaugendes strSmungsfähiges Medium, welches gebraucht wird, um den fadenförmigen bzw. faserigen Werkstoff in die Lasche zu schieben bzw. zu stoßen, in Radialrichtung abgeführt bzw. ausgestoßen wird· Gemäß einer Abwandlung, wie in der US-PS Hr. 3 173 188 offenbart, kann eine umgekehrte Haube bzw. Kappe zwischen der Fdrderstrahldüse und der gelochten Lasche angeordnet werden, wodurch ein bedeutender Anteil des ansaugenden Gases veranlaßt wird, in einer der Bewegung der' einzelfäden entgegengesetzten Richtung zu strömen oder durch die kleinen Löcher in der Hinterwand der Haube bzw. Kappe oder des trichterartigen Bestandteiles auszutreten« Dieses Abführen des fließfähigen Mediums geschieht im Zusatz zu dem radialen Entweichen, welches in dem gelochten Laschenteil stattfindet.

Unabhängig von dem Verfahren zur Herstellung von Filteratäben bzw. -strängen muß der Filterstab bzw, -strang eine nominal gleichbleibende Querscnnittsgröße aufweisen und eine gleichmäßige Masse je Längeneinheit haben. Der Druck-

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abfall bzw, Luftströmungswiderstand durch den Filterstab bzw· -strang muß auch entlang seiner Länge gleichbleibend bzw· stetig sein. Die Länge der Filterspitze bzw. des Pilterendteils, welche bzw· welcher mit einer Zigarette verbunden ist, um Zigaretten mit PiItermundstücke zu bilden, kann in der Größenordnung von 10 bis 30 mm

liegen·

Hach dem Standpunkt des Rauchers ist es wichtig, daß die kennzeichnenden Saugmerkmale, der Luftströmungswiderstand durch die Länge des Filterstabs bzw· -Strangs hindurch sinnvoll gleichmäßig"sind. Einige, den Luftströmungswiderstand entlang eines Filterstabs bzw· -etrangs beeinflussende Faktoren sind die Faserdichte, mit welcher die Anzahl von Fasern je Querschnittsflächeneinheit gemeint wird; die Denierzahl der Fasern; der Kräuselungsgrad der Fasern; und der Auflösungs- bzw· Öffnungs- oder "Aufbluhungs-^grad der Fasern· Einige dieser Faktoren werden auf die Masse je Längeneinheit des Filterstabs bzw· -stranga einwirken, so daß Änderungen der Masse je Längeneinheit des Filterstabs bzw. -Strangs einigermaßen die Änderungen des "Luftströmungswiderstandes entlang dem Tisch bzw· Strang wiedergeben werden· Je höher die Masse je Längeneinheit des Stabs bzw. Stranges ist, desto größer ist der Luftströmungswiderstand durch die Länge des Filterstabs bzw· -Strangs·

Ea ist ein immer steigendes Bestreben unter den Filterzigaretten herstellenden Firmen, die Leistungsfähigkeit und Güte zu verbessern, den Abfall zu vermindern und die Kosten im allgemeinen herabzusetzen. Neue staberzeugende

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hochleistungsfähige bzw. Schnellmaschinen arbeiten mit Geschwindigkeiten von 400 Metern je Minute oder mehr. Vorbenannte Staberzeugungsverfahren aind im aligemeinen entworfen worden, um mit Geschwindigkeiten von ungefähr 200 Metern je Minute za arbeiten. Bei Arbeitsgeschwindigkeiten von 400 Metern je Minute oder mehr wurde festgestellt, daß die Verfahren zur größtmöglichen Strähnkabelausnutzung der vorbekannten Technik die vorstehend genannten unerwünschten Strähnkabeldichteveränderungen verursachten. Strähnkabeldichteänderungen sind, wie vorher darauf hingewiesen, unerwünscht, da der Widerstand, den solche Änderungen aufweisende Filterstababschnitte dem Durchgang des Zigarettenrauchs"entgegensetzen, sich verändert und dadurch die S_augmerkmale von Zigaretten,an welche aus derartigen FiIteratababschnitte gebildeten Filterspitzen bzw. -endteile"oder -mundstücke angewandt werden, unvereinbar macht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Zigarettenfilterstäbe auf kostengünstige Weise herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Zigarettenstäben zu finden, mit dem es möglich ist, die Vorbereitung bzw. Fertigung von Zigarettenfilterstäben bzw. -strängen mit hoher Strähnkabelausnutzung bezüglich des Druckabfalls je Stabgewichtseinheit ohne bedeutende Strähn-

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kabeldichteänderungen zu erreichen und eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln·

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Strähnkabel in Berührung mit einem zwischen dem mechanischen Beförderungsmittel, vorzugsweise bestehend aus einer Antriebswelle und einer Andruckwalze und der Saugdüse angeordneten Strähnkabelsteuermittel, vorteilhafterweise bestehend aus Leitwalzen, bringt, wobei das Strähnkabelsteuermittel die Strähnkabelbreite und -richtung steuert und dem Strähnkabel wenigstens einigen Widerstand verleiht bzw. entgegensetzt. Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß das Strähnkabelsteuermittel entweder eine lose Leitrolle bzw« sine lose Leitwalze oder eine ortsfeste Stange ist· Ebenso ist erfindungsgemäß, daß das Strähnkabelsteuermittel so angeordnet ist, daß der Strähnkabel gezwungen ist, durch die Saugdüse im wesentlichen entlang der Längsachse der bearbeitenden Bohrung der Düse geführt zu werden· Erfindungsgemäß ist auch, daß eine die Strähnkabelbreite verringernde ringförmige Führung dem Strähnkabelsteuermittel vorgeschaltet ist. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß das strömungsfähige Saugmedium mittels eines zwischen der Saugdüse und dem Verdingungsmittel angeordneten gelochten trichterartigen Teiles abgeführt wird, wobei der gelochte trichterartige Teil eine Tiefe aufweist, welGhe genügt, um den Strähnkabel in einem im wesentlichen spannungsfreien Zustand zeitweilig anzuhäufen, bevor der Strähnkabel in das Verdickungsmittel hineingezogen wird. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß der Endbereich der Saugdüse in das Mundstück des trichter-

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artigen Seils in eine Zunge des Verdichtungsmittels eingelassen ist·

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Anordnung eines Strähnkabelsteuermittels zwischen dem mechanischen Einzelfadenbeförderungsmittel und der Saugdüse, wobei das Strähnkabelsteuermittel die Strähnkabelbreite und -richtung steuert und wenigstens einigen Widerstand dem vorher geöffneten und außer Plucht gebrachten Strähnkabel verleiht bzw. entgegensetzt, wodurch Änderungen Im Druckgefälle und im Gewicht in erzeugten Zigarettenfilterelementen an Punkten eines erweiterten Bereichs verringert werden. Erfindungsgemäß ist ebenfalls, daß das Strähnkabelsteuermittel eine lose Leitrolle, eine lose Leitwalze oder ein ortsfestes Stangenglied ist. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß ein ringförmiges Führungsglied dem Strähnkabelsteuermittel vorgeschaltet ist, wodurch die Strähnkabelbandbreite verringert wird, bevor der Strähnkabel über das Strähnkabelsteuermittel geführt wird. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die Anordnung eines gelochten trichterartigen 2)eils zwischen der Saugdüse und dem Verdichtungsmittel, wobei der gelochte trichterartige Seil eines genügend großen Rauminhalt aufweist, um die Anhäufung des Strähnkabels in einem im wesentlichen spannungsfreien Zustand zu ermöglichen, bevor es durch das Verdichtungsmittel gezogen wird. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß die Löcher bzw. Durchbrechungen des trichterartigen Seiles so nah wie möglich am Austrittsende des trichterartigen Seiles liegen.

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Ausführungsbeiapiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden· Bs zeigen:

Pig* 1: eine schematische Ansicht einer für die Ausübung der vorliegenden Erfindung geeigneten Vorrichtung;

Pig· 2: eine schaubildliche Ansicht der in dem Ausführungsbeispiel nach Pig» 1 verwendeten losen bzw. frei beweglichen Walzen- bzw· Rollenanordnung}

Pig· 3: eine schaubildliche Ansicht der in dem Ausführungs-' beispiel nach Pig· 1 verwendeten gelochten trichterartigen Anordnung;

Pig· 4s ein Schaubild, auf welchem das Pilterstabgewicht in Abhängigkeit des Druckabfalss für Zigarettensträhnkabel von 1,8 bis 8,0 Denier je Einzelfaden eingetragen ist j

Pig· 5J eine lOQmal vergrößerte Potomikrographie eines Querschnitts entlang der Längsachse eines Pilterstabs bzw, -Strangs mit erweitertem Bereich gemäß dieser Erfindung;

Pig. 6: eine lOOmal vergrößerte Potomikrographie eines Querschnitts in Radialrichtung des Pilterstabs bzw· -Strangs nach Pig. 5;

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7: eine IOOmal vergrößerte Potomikrographie eines Querschnitte in Längsrichtung eines Eilterstabs bzw. -Strangs gemäß dem vorbekannten Stand der Technik und

Pig. 8: eine lOOmal vergrößerte Fotomikrographie eines Querschnitts in Radialrichtung des Filterstabs bzw. -Strangs nach Fig. 7.

Gemäß dieser Erfindung wurde jetzt entdeckt, daß bei einem mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Verfahren zur Vorbereitung von Zigarettenfilterstäben bzw. -strängen mit hoher Strähnkabelaüsnutzung bzw. -Verwendbarkeit bezüglich des Druckgefälles ;je Stabgewichtseinheit, die Änderungen in der Strähnkabeldichte und in dem Druckabfall zu einem Minimum herabgesetzt werden können durch Anordnung eines Strähnkabelsteuermittels stromabwärts des in einer iäinrichtung zum Auflösen bzw. Öffnen eines Zigarettensträhnkabels verwendeten Bndsatzes von Beschickungs- bzw. Zuführungswalzen bzw. Rollen, d. h« zwischen den Beschickungs- bzw. Zuführangswalzen und der stab- bzw. strangherstellenden Vorrichtung. Das Strähnkabelsteuermittel dient zur Steuerung bzw. Überwachung der Strähnkabelbreite und -richtung. Das Strähnkabelsteuermittel dient auch zur Steuerung bzw. Überwachung der Spannung,in dem dem laufenden Strähnkabelband wenigstens einigermaßen Zug verleiht wird. Vorzugsweise wird das Strähnkabelsteuermittel zusammen mit einer Stabherstellungsvorrichtung verwendet, bei welcher eine pneumatische Pörderstrahldüse stromaufwärts eines Besatzes der Stabherstellungsvorrichtung angeordnet ist, wobei das Strähnkabelsteuermittel eine derartige Lage hat, daß ea die Strähnkabel-

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laufbahn entlang der Längsachse der pneumatischen Förderstrahldüse richtet· Zwischen der pneumatischen Pörderstrahldüse und dem Besatz der Stabherstellungsvorrichtung ist vorzugsweise ein gelochtes trichterartiges Glied angeordnet, welches fähig ist, Luft in Radialrichtung aus der pneumatischen fördervorrichtung entweichen bzw. austreten zu lassen· Das trichterartige Glied muß einen genügend großen Rauminhalt aufweisen, damit der Strähnkabel mit Überschuß zugeführt und in einem erschlafften Zustand innerhalb des Trichters angesammelt bzw« aufgespeichert werden kann· Vorzugsweise soll der Trichter eine Tiefe größer als oder gleich 88,90 mm, einen Eingangsdurchmesser von ungefähr 101,6 mm und einen Ausgangsdurchmesser von ungefähr 4»38 mm besitzen· Am meisten wird bevorzugt, daß die Lochung des Trichters so nahe wie möglich an dem Ausgangsende dea Trichters liegt* Das Ausgangsende des Trichters ist in die Lasche des Besatzes der Stabherstellungsvorrichtung eingefügt bzw. eingesetzt, während die pneumatische Förderstrahldüse in die Mündung des Trichters eingefügt bzw. eingesetzt ist. üs versteht sich, daß die gelochte Lasche entweder gelocht oder ungelocht für die Swecke der vorliegenden Erfindung sein kann· Vorzugsweise ist das Mittel zur Steuerung der Strähnkabelbreite, -spannung und -richtung entweder eine Stange oder eine sich frei drehende Rolle bzw. Walze· Die Stange oder die frei drehbare Holle bzw· Walze ist vorzugsweise ungefähr 101,6 bis 254 mm lang und am meisten vorzugsweise 101,6 mm lang und ungefähr 38,1 mm im Durchmesser und mit Flanschen an beiden Bnden versehen. Die Slanschenanordnung wird bevorzugt, damit ein SträhnkäbelBand mit der gewünschten Breite ersielt wird* Es wird am meisten bevorzugt, daß sine ringförmige Pührung dem Strähnkahelsteuermittel vorgeschaltet ist, um die Band-

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breite vor dem Stabilisieren der Bandbreite auf der Flanschstange oder der frei drehbaren Rolle bzw« Walze im voraus zu verringern. Es ist verständlich, daß eine ortsfeste Lage bzw. Stellung der Stange oder der frei drehbaren Rolle bzw. Walze bevorzugt wird, um die Richtung des Strähnkabelbandes genau zu steuern bzw, überwachen zu können; jedoch kann eine bewegliche bzw· schwebende Lagerung der Stange oder der frei drehbaren Rolle bzw. Walze, d. h. eine Losrolle verwendet werden, wenn die Spannungssteuerung von größerer Bedeutung ist.

Für den Zweck dieser Erfindung ist die pneumatische 3?örderstrahldüse vorzugsweise kegelförmiger Bauart mit einem größeren Querschnitt am Bingangsende als am Ausgangsende. Die Strahldüse ist derart hergestellt daß sie innere und äußere Kegelglieder aufweist, welche zusammen verbunden bzw. -gefügt sind, um eine Kammer zu umgeben, wobei die Strahldüse mit Mitteln für die Einspritzung eines Gases in die Kammer versehen ist. In die Kammer eingespritze Luft entweicht am schmalen bzw» Ausgangsende der Strahldüse, wodurch ein sich aus endlosen .Sinzelfäden zusammensetzender Strähnkabel durch die Strahldüse hindurch bewegt werden kann. Strahldüsen dieser Bauart sind bekannt.

Wie früher erwähnt, schaffen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Mittel zur Herabsetzung der Änderungen der Strähnkabeldichte auf ein Minimum in einem Schnell- bzw«. Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Vorbereitung bzw. Fertigung von Zigarettenfilterstäben bzw. -strängen mit hoher Strähnkabelverwendbarkeit bzw. -ausnutzung in bezug auf Druckabfall je Stabgewichtseinheit.

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Durch'die Herabsetzung der Strähnkabeldichteänderungen oder -gewichtsänderungen werden die Drückabfalländerungen ebenfalls verringert. Insbesondere wurde festgestellt, daß das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung den Druckabfalländerungsbeiwert bis auf weniger als 3,0 und den Gewichtsänderungsbeiwert bis auf weniger als ungefähr 1,6 für jede Kombination von Gewicht und Druckabfall eines gegebenen Strähnkabelgutes bei irgendwelcher Stabherstellungsgeschwindigkeit herabsetzt· Die statistische Untersuchung der durch die Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten Verbesserung bzw· Vervollkommnung gründet sich auf eine sogenannte P-Verteilung. Bei einer F-Verteilung, wenn Proben aus zwei unabhängigen Gründgesamtheiten herausgenommen werden, sind deren Varianzen ebenfalls unabhängig und beide si und s| unverzerrte Schätzfunktionen der Grundgesamtheitsvarianzen, wenn die Grundgesamtheiten unendlich groß sind oder bei Stichproben bzw· Musterentnahme mit Er-

2 satz. Das bedeutet, daß S^ eine unverzerrte Schätzfunktion

ρ ' ο

von cf (Grundgesamtheitstandartabweichung 1) und s% eine unverzefrte Schätzfunktion von c* (Grundgesamtheitstandart-

2 PP abweichung 2) sind. Das Verhältnis, "in dem cf zu c| steht, ist gleich 1,00, wenn die beiden Varianzen miteinander gleich sind und das mittlere Verhältnis, in dem s? zu s| steht, ist ebenfalls gleich 1,00, wenn die Grundgesamtheäfr· varianzen miteinander gleich sind. Wenn die zwei Grundgesamtheiten beide normal sind und gleiche Varianzen haben, ist das Verhältnis zwischen den zwei Probevarianzenwerten wie P verteilt mit Cn₁ -1) und (n₂ -DPreiheitsgraden.

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Der Ausdruck "Inderungsbeiwert (GY)" iat ein Mittel zum Vergleich der Streuung der zwei 'Reinen, in dem man die normale bzw, Standarclabweichung als ein Prozentsatz des Mittelwertes der Reihen ausdrückt· Bei der vorliegenden Erfindung ist das Mittel der Reihen c ein 66 % aller Proben enthaltender bzw, umfassender Wert* Der Änderungsbeiwert (CV) kann dann wie folgt bestimmt werden:

CV - Probendurchschnittsabweiohunp ..qq . Probendurchschnittswert ""'

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf 3?ig. 1 der Zeichnungen besser verständlich, auf welcher ein Strähnkabel 12 aus endlosen Zelluloseazetateinzelfäden mit vorzugsweise ungefähr 5 bis 15 Kräuselungen je 25»4 mm, einer Azetylzahl von 38 bis 41 %» einen kreisrunden oder nichtkreisrunden Querschnitt, und eine Gesamtdenierzähl von ungefähr 20.000 bis ungefähr 120,000 oder mehr, wird einem Strähnkabelballen 10 entnommen und über Führungsmittel 14 bis zu einem Öffner 16 geführt· Der Öffner 16 hat den Zweck, eine S'lüchtlinienabweichung der Kräuselungen der einzeln Einzelfäden zu gewährleisten und somit einen Strähnkabel mit verbesserter Gleichmäßigkeit und Bauschigkeit zu schaffen.

In den Zeichnungen ist der öffner 16 ein walzenartiger öffner mit Schraubengewinde· Im wesentlichen besteht der dargestellte gewindewalzenartige öffner aus zwei Rollenbzw· Walzenpaaren, von denen wenigstens eine Walze bzw· Rolle eines Paares angetrieben wird· Ss ist wünschenswert, daß wenigstens eine %lze jedes Paares eine gemusterte, vorzugsweise aus kreisrunden bzw, schraubenförmigen Hüten,

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Rillen oder Riffelungen bestehende, gemusterte Oberfläche aufweist. Die Walzen- bzw· Sollenpaare können jedoch unterschiedlich sein: z· B, braucht nur eine Walze bzw· Rolle eines Paares genutet bzw· gerillt oder geriffelt zu sein. Wenn der Strähnkabel durch die Walzen fährt bzw· geführt wird, werden die einzelnen Einzelfäden des Strähnkabels unterschiedlich zurückgehalten bzw. beaufschlagt, wodurch eine Versetzung bzw. Verschiebung der relativen Ortslage der Kräuselungen der einzelnen Einzelfäden in Längsrichtung verursacht wird. Selbstverständlich können auch andere Öffner, z· B. solche, welche eine Pluchtabweichung durch Luftdurchwirbelung oder Biegung des Strähnkabels erzeugen, in geeigneter Weise verwendet werden.

Nach der Durchfahrt durch den öffner 16 wird der Strähnkabel 12 ordnungsgemäß durch eine eine Bandform gestaltenden Strahldüse 18 geführt, welche den Strähnkabel durch Anwendung eines Luftstromes oder mehrerer Luftströme in ein flaches Band mit ungefähr drei-bis achtmal seiner ursprünglichen Breite auseinanderbreitet bzw. -spreizt und eine weitere Trennung der einzelnen Einzelfäden verursacht. Andere Mittel, um die Trennung der Einzelfäden zu bewirken, wie eine elektrostatische Kräfte verwendende Einrichtung, sind jedoch in der Tachtechnik bekannt und können ebenfalls zu diesem Zweck verwendet werden.

Der offene Strähnkabel wird dann durch die eine Plaefcifiziermittel auftragende Vorrichtung 20 geführt, welche die Oberfläche der einzelnen -Einzelfäden mit einer Plastifizierungsflüssigkeit, vorzugsweise einem organischen Ester wie Iri-

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azetin behandelt, um eine Verbindung bzw· Verklebung der Einzelfäden zu bewirken· Andere geeignete Plsöbifizierungsmittel umfassen z· B· iriäthylzitrat, Dirnethyläthylphthaiat oder den Dimethyläther von ^riäthylen oder Tetraäthylenglykol· Ih den Zeichnungen kann die Plastifiaiermittelauftragvorrichtung eine das Plastifizierungsmittel auftragende Kreisel- bzw· Schleudervorrichtung sein, welche eine eine umlaufende bzw· sich drehende Scheibe für die Austragung des Plastifiziermittels verwendende Vorrichtung ist· Andere Auftragsvorrichtungen, welche bestimmt sind, Plastifizierungsmittel auf eine fortlaufende bzw· endlose Werkstoffhahn aufzutragen, umfassen Plastifizierungsmittelauftragvorrichtungen der Bochtbürsten- oder Spritzdüsenart·

lach der Behandlung des Strähnkabels mit dem Plastifizierungsmittel wird der Strähnkabel in den Walzenspalt eines Paares von Antriebswalzen 21 hinein und durch eine Pührung 22 hindurchgeführt. Die führung 22 verringert die Breite des geöffneten Strähnkabelbandes, bevor es über die lose Leitwalze 23 geführt wird.

nachdem er um die lose Leitwalze 23 geführt worden ist, wird der offene Strähnkabel einer pneumatischen Saugdüse 24 zugeführt· Die pneumatische Saugdüse 24 treibt bzw» stößt oder drückt den offenen Strähnkabel durch den gelochten trichterartigen Seil 25 hindurch, welcher in der Zunge des Verdichtungsmittels 26 angeordnet ist· Das Verdichtungsmittel 26 wird ebenfalls mit einem geeigneten Wickelpapier 27 mittels einer angetriebenen Rolle bzw· $alze 28 gespeist, wobei das ^ickelpapier 27 und der Strähnkabel 12 mittels einem endlosen Riementeil 30, der mittels eines Walzengliedes 29 angetrieben wird, getragen werden.

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Eine bessere Übersicht über die geometrische Gestaltung der losen Leitwalze kann man aus Pig· 2 der Zeichnung gewinnen· Aus Pig· 2 kann man ersehen, daß die lose Leitwalze 41 an deren Endbereiche befestigte Planschenteile 42 aufweist· Der aus dem Ϋ/alzenspalt eines "Paares von angetriebenen Leitwalzen 23 austretende Strähnkabel wird nach passierender Andruckwalze 43 durch seinen Durchgang durch die ringförmige Pührung 44 in der Breite zusammengedrückt· Ab der ringförmigen Pührung 44 wird ^a"" das Strähnkabelband um die lose Leitwalze 41 geführt, wodurch die Strähnkabelbandbreite genau auf ungefähr 101,6 mm eingestellt und die Richtung der Zuführung des Strähnkabelbandes zu der Pilterstaberzeugungsvorrichtung bestimmt wird· Wie vorher darauf hingewiesen, soll das Strähnkabelband in die pneumatische Beförderungsstrahldüse entlang der Längsachse der die Strahle gestaltenden Bohrung eingeführt werden, d· h·, das Strähnkabelband soll nicht über den Randteil der Bingangsöffnung der pneumatischen Beförderungsstrahldüse streichen· Diese Gestaltung ist deutlich aus Pig. 3 der Zeichnungen ersichtlich, auf welcher der auf eine vorbestimmte Breite eingestellte bzw· gesteuerte Strähnkabel in die pneumatische Saugdüse 51 eingeführt wird, wobei die pneumatische Saugdüse 51 mit der Luftversorgungsieitung bzw· der Zuführleitung 52 ausgerüstet ist. Die pneumatische Saugdüse 51 ist in den trichterartigen ieil 53 eingesetzt. Der trichterartige Teil 53 hat neben seinem Ausgangsende liegende Lochungen bzw. Durchbrechungen und ist in den Besatzungenteil eingesetzt· Die Lochungen bzw. Durchbohrungen des trichterartigen l'eiles 53 gestatten der Luft aus der pneumatischen Saugdüse 51 radial in Richtung auf die Laufbahn des sich vor-

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schiebenden und in die Filterstaberzeugungsvorrichtung eintretenden Strähnkabel zu entweichen· Vorzugsweise ist der trichterartige Teil 53 an dem Trichterausgangsbereich gelocht. Wie vorher erwähnt, hat der trichterartige Teil 53 einen genügenden Hauminhalt,, um dem Strähnkabel eine überschüssige Zufuhr und Ansammlung in einem erschlafften Zustand innerhalb des trichterartigen Teiles 53» ohne Überlauf und demzufolge ohne Reibung auf dem Randteil bzw. Kantenabschnitt des trichterartigen Teiles 53 zu gestatten. Wie aus Pig. 3 der Zeichnungen ersichtlich, ist der trichterartige Teil 53 teilweise abgerissen, um die Anhäufung des im Überschuß zugeführten Strähnkabels 50 innerhalb des trichterartigen Teiles 53 zu veranschaulichen·

Eine weitere Einsicht in die Erfindung gewinnt man aus den nachfolgenden Beispielen, welche die durch das Verfahren und die Vorrichtung dieser Srfladung erzielten Verbesserung in der Strähnkabeldichteänderung und in der Vorbereitung bzw· Fertigung von Zigarettenfilterstäben mit hohem Strähnkabelausnutzungs- bzw· -verwertungsgrad, ausgedrückt als Druckgefälle je Stabeinheitsgewicht erläutern·

Beispiel 1

filterstäbe werden aus einem eine Gesamt^arnzahl von 44 000 Denier aufweisenden Strähnkabel aus Zelluloseazetat mit einer Garnzahl von 3,3 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt F vorbereitet bzw, gefertigt, unter Verwendung der aus Fig· 1 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsform mit Laufgeschwindigkeiten von 400 Meter je Minute, wobei die Laufzeit eine Öauer von 45 Minuten beträgt und

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"Proben jede 5 Minuten entnommen werden· Fünfundzwanzig Stäbe werden aus den vorher erwähnten 8 Probeteilen gewählt bzw· sortiert, wobei die Stäbe vorgewählte kreisrunge Umfangslängen von 24,8 - 0,05 um aufweisen· Um jedoch mögliche durch die Beimischung von einem Plastifizierungsmittel veranlaßte Änderungen auszuschalten, wird kein Plastifizierungsmittel wie aus Fig. 1 der Zeichnungen veranschaulicht, zugesetzt, aber der Strähnkabelstrang würde eher durch das leerlaufende Gerät zum Auftragen eines Plastifizierungsmittel durchgeführt· Das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle von 102 mm langen Stäben wurden ermittelt und folgende Werte dafür wurden festgestellt:

Druckgefälle (B ^P) =590 mm Wassersäulenhöhe, Gewicht »

0,8911 g

S = 15,8 6« 0,0106

Inderungsfaktor (GV) = 2,67 Aänderungsfaktor (CV) =1,19 Beispiel 2

Das Verfahren gemäß dem Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die laufgeschwindigkeiten auf 200 Meter je Minute herabgesetzt wurden· Folgende Werte wurden für das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle für 102 mm lange festgestellt;

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-22- 30.5.1983

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Druckgefälle (B ^ P) = 607 mm Wasser- Gewicht = 0,9091 g

...,- aäulenhöhe

S - 17,7 & = 0,0144

Änderungsfaktor (GV) * 2,91 Änderungsfaktor (G?) = 1,57

Beispiel 3

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Strähnkabel 12 nicht durch die ringförmige Führung 22 um die lose Leitwalze 23 herumgeführt, sondern eher unmittelbar von den Antriebsrollen bzw» den Antriebswalzen 21 auf die pneumatische Saugdüse 24 übertragen wurde, wobei der Sintrittswinkel des Strähnkabels in die pneumatische Saugdüse 24 in geeigneter Weise eingestellt wurde, um jeden Strähnkabelwiderstand beim Eintritt in die pneumatische Saugdüse 24 zu beseitigen· Das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle von 102 mm langen Stäben wurden ermittelt, und folgende Werte dafür wurden festgestellt:

Druckgefälle (Eu P) .» 608 mm Wassersäulenhöhe Gewicht =

0,9080 g

» 23,4 ff= 0,0143

Inderungsfaktor (GY) = 3,85 Inderungsfaktor (GV) = 1,56

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Beispiel 4

Das Verfahren gemäß Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Laufgeschwindigkeiten von 200 Meter je Minute verwendet wurden· Das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle von 102 mm langen Stäben wurden ermittelt, und folgende Werte dafür wurden festgestellt:

Druckgefälle (B Δ P) = 597 mm «Vassersäulenhöhe Gewicht s «

0,8670g

g = 24,47 6* * 0,0166

Inderungsfaktor (GV) a 4,10 Änderungsfaktor (CV) =1,91 Beispiel ^

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß das Staberzeugungsgerät nach der US-PS Hr* 3 173 188 verwendet wurde, wobei die trichter- bzw· haubenartige formgebung im wesentlichen der auf Pig· 3 und 4 der Zeichnungen dargestellten entsprach· Die gelochte Zunge nach der US-PS 3 173 188 wurde ebenfalls verwendet, eher als eine nichtgelochte Zunge nach Pig, 1 der Zeichnungen der vorliegenden Erfindung· Folgende Werte wurden für das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle für 102 mm lange Stäbe festgestellt:

Druckgefälie (EΛ P) = 578 mm Wassersäulenhöhe Gewicht =

0,8769 g

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ζ m 25,8 6" = 0,0150

Inderungsfaktor (G?) α 4,5 Anderungsfaktor (CV) « 1,71 Beispiel 6

Das Verfahren gemäß Beispiel 5 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Laufgeschwindigkeiten auf 200 Meter je Minute herabgesetzt wurden· folgende Werte wurden für das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle für 102 mm lange Stäbe festgestellt:

Drückgefälle (E A P) == 650 mm Wassersäulenhöhe Gewicht ζ =

0,9219 g ~

£T« 33,3 B = 0,022

Inderungsfaktor (GV) = 5,1 Änderungsfaktor (GV) = 2,33 Beispiel 7

Filterstäbe wurden aus einem eine Gesamtgarnzahl von 44 000 Denier aufweisenden Strähnkabel aus Zelluloseazetat mit einer Garnzahl von 3,3 Denier je Einzelfaden und. einem Querschnitt f gefertigt, unter Verwendung der in Fig. 2 der US-PS Ir. 3 099 594 dargestellten Strähnkabelöffnungseinrichtung. Um jedoch mögliche durch die Beimischung von einem Plastifizierungsmittel veranlaßte Änderungen auszuschalten, wurde die Strähnkabelöffnungseinrichtung ohne die Verwendung eines Plastifizierungsmittel betätigt. Uach dem Austritt aus den Speisewalzen bzw. Versorgungsrollen 7 wie

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in Pig· 2 der US-PS Hr. 3 099 594 veranschaulicht, wurde der außer Flucht gebrachte Strähnkabel wie in Fig. 1 der ' Zeichnungen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, behandelt, d. h. der geöffnete, außer Flucht gebrachte Strähnkabel wurde dann durch die ringförmige Führung 22 nach Fig. 1 der Zeichnungen der vorliegenden Erfindung hindurchgeführt. Staberzeugungsgeschwindigkeiten von 400 Meter je Minute wurden angewandt. Das Gewicht und das eingekapselte Druckgefälle von 102 mm langen Stäben wurden ermittelt und folgende Werte dafür wurden festgestellt:

Druckgefälle (E^P) = 682 mm Wassersäulenhöhe Gewicht =

0,9557 g

& = 20,8 g = 0,013

Änderungsfaktor (CV) = 3,05 Änderungsfaktor (CV) = 1,36 Beispiel 8

Filterstäbe wurden aus einem eine Gesamtgarnzahl von 31 000 Denier aufweisenden Strähnkabel aus Zelluloseazetat mit einer Garnzahl von 3,3 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt F gefertigt, unter Verwendung der in Fig. 1 der Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform, bei einer laufgeschwindigkeit von 400 Meter je Minute. Die Betriebsverhältnisse wurden so eingestellt, daß ein Durchschnittsbzw. Mitteldruckgefälle von 259 mm Wassersäulenhöhe und ein St^bdurchschnittsgewicht von 0,6311 g erzielt wurden. Bei . über eine Zeitdauer von 24 Stunden überwachten bzw. kontrollierten Stäben wurde eine FILTROHA-Durchschnittshärte von 90,4 % festgestellt.

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Beispiel 9

Filterstäbe wurden aus einem eine Gesamtgarnzahl von 39 000 Denier aufweisenden Strähnkabel aus Zelluloseazetat mit einer Garnzahl von 3,9 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt F gefertigt unter Verwendung der in Fig· 1 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß der Strähnkabel 12 nicht durch die ringförmige Führung 22 und um die lose Leitwalze 23 herumgeführt, sondern eher unmittelbar von den Antriebswalzen 21 auf die pneumatische Saugdüse 24 übertragen wurde, wobei der Eintrittswinkel des Strähnkabels in die pneumatische Saugdüse 24 in geeigneter Weise eingestellt wurde, um jeden Strähnkabelwiderstand beim Eintritt in die pneumatische Saugdüse 24 auszuschalten» Laufgeschwindigkeiten von 400 Meter je Minute wurden angewandt und die Betriebsverhältnisse wurden derart geregelt, daß man ein Stabdurchschnittsdruckgefälle von 251 mm Wassersäulenhöhe und ein ßurchschnittsstabgewicht von 0,6609 g erzielte, Is wurde festgestellt, daß über eine Zeitspanne von 24 Stunden die Stäbe einen FILTROHA-Öurchschnittshärtewert von 90,3 % aufwiesen·

Beispiel 10

Das Verfahren gemäß Beispiel 8 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Betriebsverhältnisse derart geregelt wurden, daß ein Durchschnittsstabdruckgefalle von 267 mm Wassersäulenhöhe und ein Durchschnittsstabgewicht von 0,6394 erzielt wurden· Es wurde festgestellt, daß über eine Zeitspanne von 24 Stunden überwachte Stäbe eine FILTROIA-

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Durchschnittshärte von 90,4 % aufwiesen* Beispiel 11

Daa "Verfahren gemäß Beispiel 9 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß ein eine Gesamtgarnzahl von 35 000 Denier aufweisender Strähnkabel aus Zelluloseazetat mit einer Garn« zahl von 3,3 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt 1 verwendet wurde» Die Betriebsverhältnisse wurden so geregelt, daß ein Durchschnittsstabdruckgefälle von 281 mm Wassersäulenhöhe und ein Druchschnittsstabgewicht von 0,6462 g erzielt wurden· Bs wurde festgestellt, daß über eine Zeitspanne von 24 Stunden die Stäbe eine PILTROK'A-Durchschnittshärte von 90,2 % aufwiesen,

Beispiel 12

Das Verfahren gemäß Beispiel 8 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Betriebsbedingungen derart geregelt wurden, daß ein Durchschnittsstabdruckgefälle von 293 mm Wassersäulenhöhe und ein Durchschnittsstabgewicht von 0,6741 g erzielt wurden· Es wurde festgestellt, daß über eine Zeitspanne von 24 Stunden überwachte Stäbe eine PILTROIA-Durchschnittshärte von 92,4 % aufwiesen.

Beispiel 13

Das Verfahren gemäß Beispiel 9 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß ein eine Gesamtgarnzahl von 40 000 Denier aufweisender Strähnkabel aus Zelluloseazetat mit einer Garnzahl von

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4,2 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt S* verwendet wurde* Die Laufgeschwindigkeiten wurden so eingestellt, daß ein Durchschnitt^sstabdruckgefälle von 304 mm Wassersäulenhöhe "und ein Durchschnittsgewicht von 0,7479 g erzielt wurden. Bs wurde festgestellt, daß über eine Zeitspanne von 24 Stunden überwachte Stäbe/einen FILSRONA-Durchschnittshärtewert von 94,4 % aufwiesen.

Aus den vorangehenden Beispielen und insbesondere aus Beispielen 1 bis 4 ist es ersichtlich, daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das PiIterstabgewicht und den Druckgefälleänderungsfaktor bei Laufgeschwindigkeiten im Bereich von 200 bis 400 Meter je Minute bedeutend verringern. Die Beispiele 5 und 6 zeigen, daß das Verfahren und die Vorrichtung, die der US-PS Hr · 3 173 188 des vorbekannten Standes der Technik entsprechen, bei vergleichbaren Laufgeschwindigkeiten nicht die Erzielung derjenigen Änderungsfaktorverringerungen ermöglichen, welche mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielbar sind. Das Beispiel 7 veranschaulicht die Anwendbarkeit des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an anderen Strähnkabelöffnungseinrichtungen. Die Beispiele 8 bis 13 veranschaulichen die mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielte Verbesserung in der Filterstabhärte. Das bedeutet, daß bei im wesentlichen gleichwertigen Stabdruckgefällen, entsprechende bzw. gleichwertige Härtewerte bei wesentlichen niedrigeren Stabgewichten erzielt werden, wenn das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gebraucht werden» ·

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Wie in den vorangehenden Beiapielen geschildert, wird daa Druckgefälle nach dem folgenden Verfahren gemessen: Luft wire durch eine 102 mm lange Strecke eines voll eingekapselten Filters mit einer stetigen Durchsatzmenge von 1 050 cm je Minute eingesaugt und der sich daraus im IPiIter ergebende Druckunterschied wird mitteis eines Wasserdruckmessers gemessen. Das Ergebnis wird in die Wassersäulenhöhe bzw, den Wasserstand bezeichnenden Millimetern ausgedrückt.

Wie in den vorangehenden Beispielen angegeben, wird die Zigarettenfilterstabhärte mittels eines ¹¹PILTROHA"-Prüfgeräts gemessen, durch einen Versuch, bei welchen ein (z. B· 102 mm langer) Stab mit einem mittleren bzw. Durchsehnittsdurchmesser (D) von ungefähr 7,8 mm zwischen"zwei in dem Gerät vorgesehenen Platten zusammengedrückt wird. Der Stab wird dem durch eine an entgegengesetzten Seiten der zylindrischen Oberfläche des Stabes angreifende Last von 300 g verursachten Zusammendrücken während 15 Sekunden unterworfen und die Durchschnittsstauchung (A), d. h. die Durchmesserverringerung des Stabs wird gemessen. Die Härte entspricht dem unter einer Last von 300 g gemessenem Durchmesser des Probestücks und wird als Prozentsatz des ursprünglichen Durchmessers ausgedrückt, d. h. durch die folgende Formel gegeben:

% Härte = /TD-AjJ /D χ 100

Die für 100 Stabprobestücke bei den Kleinst- und Höchstgewichtswerten erzielte Durchschnittsgröße kennzeichnet die Gewichtabereichafähigkeit und die Druckgefällebereichafähig-

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keit einer spezifischen Strähnkabelware· Diese Werte sind ziemlich gleichbleibend unter gleichwertigen Behandlungsverhältnissen bzw, -zuständen. Die sich als das Ergebnis dieser Erfindung erzielte verbesserte Mehrzweckeigenschaft der Strähnkabelwaren bzw· -gütern ist durch S¹Xg, 4 der Zeichnungen veranschaulicht, in welcher das Stabgewicht in Gramm in . Abhängigkeit des Stabdruckgefälles in Millimetern Wassersäulenhöhe aufgetragen ist· Wie aus Pig· 4 der Zeichnungen ersichtlich, wird ein weit ausgedehnter Pilterstabbereich für Strähnkabelwaren bzw, -güter mit einer "Garnzahl von 1,8 bis 8,0 Denier je Einzelfaden gewährleistet, wobei der dünne Strich gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung erzeugte Stäbe darstellt, während der dicke Strich dasselbe gemäß dem vorbekannten Stand der Technik behandelte Strähnkabelgut darstellt· Es wird darauf hingewiesen, daß für jedes Strähnkabelgut die Beziehung zwischen den Stabdruckgefällen für jedes Strähnkabelgut und das zur Erzielung dieses Druckgefälles erforderliche Stabgewicht kleiner ist als diejenige, die durch lineare Extrapolation zu erwarten wäre,

Für ein besseres Verständnis des Grundes für die wie in Pig. 4 der Zeichnungen veranschaulichten verbesserten Bereichserweiterung kann auf Pig. 5 bis 8 der Zeichnungen bezug genommen werden. Pig. 5 zeigt eine lOOmal vergrößerte Mikrofotografie des Querschnitts eines Piltereinsatzes bzw, -stummels gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Querschnitt entlang der Längsmittelachse des Stummels bzw. Einsatzes genommen wurde. Der Stab wurde aus einem eine Gesamtgarnzahl von 39 000 aufweisenden Strähnkabel mit einer Garnzahl von 3,3 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt P gefertigt, wobei der Stab im wesentlichen gemäß des im Bei-

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spiel 1 dargelegten Verfahrens hergestellt wurde. Wie aus Pig· 5 ersichtlich, sind die einzelnen Einzelfadenstummel in einer sich annähernd quer erstreckenden Richtung, d« h· senkrecht zu der Längsachse des Einzelfadenbündels angeordnet· Fig· 6 zeigt eine Fotomikrografie eines radialen Querschnitts des in Fig. 5 der Zeichnungen dargestellten Filterstabs· Wie ersichtlich, sind die Einzelfäden dicht bzw· eng zusammengepackt bzw· -gedrängt, was eine Anzeige für die bei der Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gegebenen gesteigerten Stabgewichtsmb'glichkeit ist·

Im Gegensatz zu.der Einzelfadenpositionierung des Stabes gemäß den Fig. 5 und 6 der Zeichnungen kann eine bedeutend unterschiedlichere Einzelfadenpositionierung in einem wie in den Fig· 7 und 8 der Zeichnungen dargestellten Filterstummel bzw, -einsatz des vorbekannten Standes der Technik gesehen werden. Fig· 7 ist eine lOOmal vergrößerte Fotomikrografie eines entlang der Längsachse des Stummels bzw. Einsatzes genommenen Querschnitts, wobei der Stummel bzw· Einsatz im wesentlichen gemäß dem im Beispiel 3 geschilderten Verfahren vorbereitet worden ist_e Der Stummel bzw· Eineatz wird aus einem eine Gesamtgarnzahl von 39 000 Denier aufweisenden Strähnkabel mit einer Garnzahl von 3,3 Denier je Einzelfaden und einem Querschnitt F gefertigt· Wie aus Fig. 7 ersichtlich, besitzt der Filterstab eine Kleinstanzahl von Einzelfäden, die senkrecht zu der Längsachse des Einzelfadenbündels angeordnet sind. Außerdem, wie ea aus Fig. 8 der Zeichnung, welche einen radialen Querschnitt durch den FiIterstab nach Fig. 7 darstellt, ersichtlich ist,

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sind die Einzelfäden viel weniger eng bzw· dicht zusammenge packt bzw« in einem viel größeren Abstand voneinander im Vergleich mit den Einzelfäden nach Fig. 6 der Zeichnungen, welche den gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung nach der¹ vorliegenden Erfindung hergestellten Filterstab darstellt*

Außer den sichtbaren Unterschieden, welche leicht aus den Darstellungen nach Fig. 5 bis 8 der Zeichnungen hervorgehen, wurden die Stabprobestücke nach den Fig. 5 bis 8 der Zeichnungen unter Verwendung des "Quantimef'-Gerätes analysiert, um die Verteilungen des Fäserorientierungsr bzw. -Stellungswinkel innerhalb der Längsquerschnitte zu ermitteln. Weitere kennzeichnende Stabsmerkmale wie der Züsammenballungsfaktor und das Pack- bzw. Zusammendräigingsverhältnis wurden ebenfalls gemessen und die Meßergebnisse erscheinen in der nachstehenden Tabelle:

(3)

Stabachilderung Systembeschreibung (1) (2) —— (4) Druck- «£**

3,3 F/39.000 Beispiel 3 (vorbe-

Ji'ig. 7 und θ kannter Stand der 0,1050 47,1 44,3 15,03 1,47 431

Technik)

Fig. 5 und 6 Beispiel 1 (vor- 0,1225 54,4 51,8 21,20 1,45 626

liegende Kr fin- v>j

dung) ·

Hierbei bedeuten« ..

(1) Packungs- bzw. Zusammendrangungsverhältnis

(2) Berechneter Kräuselungswinkel

(3) Gemessene Faserorientierung (x = Durchschnittswert, f* hj ο

6* - Standartabweichung) ^f > Y¹

(4) Gemessene Zusammenballung -^ ^ Co

ro co

VJl tJ VjJ

vo ro _s

Claims

AP A 24 D/244 830/4 61 512/25/39 Erf indungsanspruch

1, Verfahren zur Herstellung von Zigarettenfilteratäben aus einem geöffneten Strähnkabel aus gekräuselten, endlosen, außer 3?lucht gebrachten Einzelfäden, wobei dieser Strähnkabel von einem mechanischen Beförderungsmittel durch eine Saugdüse hindurch und in ein sich an diese Düse anschließendes Verdichtungsmittel geführt wird und wobei Mittel zur Abführung eines ansaugenden stromfähigen Mediums vorgesehen sind, gekennzeichnet dadurch, daß man den Strähnkabel (12) in Berührung mit einem zwischen dem mechanischen Beförderungsmittel, vorzugsweise bestehend aus einer Antriebswelle (21) und einer Andruckwalze (43) und der Saugdüse (24; 51) angeordneten Strähnkabelsteaermittel, vorteilhafterweise bestehend aus Leitwalzen (23; 41) bringt, wobei das Strähnkabelsteuermittel die Strähnkabelbreite und -richtung steuert und dem Strähnkabel wenigstens einigen Widerstand verleiht bzw· entgegensetzt·

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Strähnkabelsteuermittel entweder eine lose Leitrolle bzw» eine lose Leitwalze (23; 41) oder eine ortsfeste Stange ist·

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Strähnkabelsteuermittel so angeordnet ist, daß der Strähnkabel (12) gezwungen ist, durch die Saugdüse (24; 51) im wesentlichen entlang der Längsachse der bearbeitenden Bohrung der Düse geführt zu werden.

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4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine die Strähnkabelbreite verringernde ringförmige Führung (22; 44) dem Strähnkabelsteuermittel vorgeschaltet ist·

5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das strömungsfähige Saugmedium mittels eines zwischen der Saugdüse (24; 51) und dem Verdichtungsmittel (26; 54) angeordneten gelochten trichterartigen Teiles" (25; 53) abgeführt wird, wobei der gelochte trichterartige Teil eine Tiefe aufweist, welche genügt, um den Strähnkabel (12) in einem im wesentlichen spannungsfreien Zustand zeitweilig anzuhäufen, bevor der Strähnkabel in das Verdichtungsmittel (26; 54) hineingezogen wird·

6· Verfahren nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß der Indbereich der Saugdüse (24; 51) in das Mundstück des trichterartigen Teils (25; 53) eingesteckt ist und dieser iSndbereich des trichterartigen Teils in eine Zunge des Verdichtungsmittel (26) eingelassen "ist·

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Zigarettenfilterstäben nach Punkt 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Strähnkabelsteuermittels zwischen dem mechanischen Einzelfadenbeförderungsmittel und der Saugdüse (24; 51), wobei das Strähnkabelsteuermittel die Strähnkäbelbreite und -richtung steuert und wenigstens einigen Widerstand dem vorher geöffneten und außer Flucht gebrachten Strähnkabel verleiht bzw, entgegensetzt, wodurch Ände-

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rangen im Druckgefälle und im Gewicht in erzeugten Zigarettenfilterelementen an Punkten eines erweiterten Bereichs verringert werden.

8. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Strähnkabelsteuermittel eine lose Leitrolle, eine lose Leitwalze (23; 41)> oder ein ortsfestes Stangenglied ist·

9· Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß ein ringförmiges Pührungsglied dem Strähnkabelsteuermittel vorgeschaltet ist, wodurch die Strähnkabelbandbreite verringert wird, bevor der Strähnkabel (12) über das Strännkabelsteuermittel geführt wird· '

10· Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet durch die Anordnung eine s gelochten trichterartigen Teils zwischen der Saugdüse (24; 51) und dem Verdichtungsmittel (26; 54), wobei der gelochte trichterartige Teil einen' genügend großen Rauminhalt aufweist, um die Anhäufung des Strähnkabels (12) in·einem im wesentlichen spannungsfreien Zustand zu ermöglichen, bevor er durch das Verdichtungsmittel (26; 54) gezogen wird·

11. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Löcher bzw. ^ü^cnbrechungen des trichterartigen Teiles (25; 53) so nah wie möglich am Austrittsende des trichterartigen Teiles liegen.

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