DD287412A5

DD287412A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von polyolefinfilterwerg

Info

Publication number: DD287412A5
Application number: DD89331585A
Authority: DD
Inventors: Michael Hill; Walter A Nichols
Original assignee: ��@��@��@��Kk��
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-02-28
Also published as: KR900702099A; TR24346A; JPH04501289A; MY104148A; EP0357258A1; AU4063889A; WO1990001577A1; US4925602A; YU157389A; HU894959D0; HUT59449A; ZA896003B; CN1040735A; ZW9089A1; CS474189A2; BR8907598A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinfilterwerg, insbesondere zum Einsatz in Zigarettenfiltern. Hierbei soll erreicht werden, die Kraeuselungsfrequenz und Einheitlichkeit in fibrilliertem Polyolefinfilterwerg zu erhoehen und dadurch die Ergiebigkeit desselben zu verbessern und die Filtervariabilitaet zu verringern. Dieses wird dadurch geloest, dasz ein Polyolefinfilm mit Molelularstruktur hergestellt, diese Molekularstruktur durch Erhitzen auf eine Temperatur dicht unter seinem Schmelzpunkt und Streckung dessleben ausgerichtet wird, eine Fibrillation dieses orientierten Polyolefinfilmes zur Bildung eines untereinander verbundenen Faserflores erfolgt und anschlieszend der fibrillierte Flor gekraeuselt wird, wobei der fibrillierte Flor nach dem Fibrillieren und vor dem Kraeuseln auf eine Temperatur ueber die Umgebungstemperatur erwaermt wird. Fig. 2{Verfahren; Vorrichtung; Polyolefinfilterwerg; Zigarettenfilter; Polyolefinfilm; Molekularstruktur; Streckung; fibrillierter Flor; Kraeuselung; Temperatur; Erwaermung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinfilterwerg, insbesondere zum Einsatz in Zigarettenfiltern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Es ist die Herstellung von Polyolefinfilterwerg bekannt, durch Schlitzen eines Polyolefinfilmes, um den Film zu fibrillieren und ein

anschließendes Kräuseln des fibrillierten Films. Durch die Kräuselung erhält der fibrillierte Film mehr Griffigkeit, er wirdaufgelockert, so daß er den bekannten Materialien für Zigai«j lenfilter, wie Zelluloseazetat, ähnlicher wird. Ein solches

Polyolefinfilterwerg und seine Herstellung sind durch die US-P 3880173 bekannt. Die Kräuselung des fibrillierten Filmes ist durch eine Kräuselungsfrequenz und eine Kräuselungsamplitude gekennzeichnet. Wenn eine gekräuselte Faser mit einer Sinuswelle verglichen wird, kommen auf jeden Zoll meh'ere Kräuselungen

(cpi = Kräuselungen je Zoll, 1 Zoll - 25,4mm), und jede Kräuselung hat eine bestimmtet Amplitude. Im allgemeinen nimmt die

Kräuselungsamplitude ab, wenn sich die Kräuselungsfrequenz erhöht. Wenn aus fibrilliertem Polyolefinfilm Filterwerg hergestellt wird und aus diesem Werg Zigarettenfilter gefertigt worden, hat das Werg eine gewisse .Ergiebigkeit", die als der Druckabfall definier! ist. der bei einem gegebenen Gewicht des Filtermaterials

erreichbar ist. Die Ergiebigkeit kann beispielsweise in Millimeter Wasser je Milligramm (mm WS/mg) gemessen werden. Es wirdangestrebt, die Ergiebigkeit von einem gegebenen Gewicht des Filterwergs zu maximieren. Eine bekannte Möglichkeit, die

Ergiebigkeit zu steigern, ist die Erhöhung der Kräuselungsfrequenz und Einheitlichkeit. Durch diese Maßnahmen ist es ebenfalls

möglich, die Variabilität des Filtermaterials zu verringern, und zwar in der Dichte, so daß jeder produzierte Zigarettenfilter dem

Raucher etwa die gleiche Empfindung vermittelt.

Durch die bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es jedoch schwierig, wesentliche Verbesserungen in der Kräuselungsfrequenz zu erreichen. Die Kräuselung der fibrillieren Filmfasern kann durch eine Zahnradkräuselung, eine Falschdrahtkräuselung oder nach dem Stauchverfahren erfolgen. Die beiden erstgenannten Verfahren zum Kräuseln haben die bekannten, ihnen innewohnenden mechanischen Beschränkungen hinsichtlich der Kräuselungsfrequenz. Bei der Kräuselung nach dem Stauchverfahren, wobei der fibrillierte Film im wesentlichen gegen eine unbewegliche Wand gedruckt wird, wodurch er zusammenfällt und die Kräuselung erfolgt, gibt es keine mechanischen Beschränkungen, aber die Elastizität der Fasern und die durch des Fibrillationsverfahren induzierten Spannungen machen es schwierig, die Kräuseliingsfrequcnz zu erhöhen und eine einheitliche Kräuselung längs der Fasern zu erreichen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolef infiltorwerg so auszubilden, daß die Ausbeute eines eir.aatzfähigen Filterwerges erhöht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinfilterwerg, insbesondere zum Einsatz in Zigarettenfiltern zu schaffen, wodurch es möglich ist, die Kräuselungsfrequenz und Einheitlichkeit in fibrillierten Polyolefinfilterwerg zu erhöhen und dadurch die Ergiebigkeit desselben zu verbessern und die Filtervariabilität zu verringern.

Erfindungsgomäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein Polyolefinfilm mit Molekularstruktur hergestellt wird; diese Molekularstruktur durch Erhitzen des Polyolefinfilms auf eine Temperatur dicht unter seinem Schmelzpunkt und Streckung desselben ausgerichtet wird; eine Fibrillation dieses orientierten Polyolefinfilms zur Bildung eines untereinander verbundenen Faserf lores erfolgt und anschließend der fibrillierte Flor gekräuselt wird und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der fibrillierte Flor nach dem Fibrillieren und vor dem Kräuseln auf eine Temperatur über die Umgebungstemperatur erwärmt wird.

Vorzugsweise wird dabei der fibrillierte Flor auf eine Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 120⁰C und dabei bevorzugt auf eine Temperatur von etwa 100⁰C erwärmt.

Vorteilhafterweise wird der fibrillierte Flor vor dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur gekräuselt.

Hierbei sollte die Temperatur über etwa 95⁰C, insbesondere etwa 105°C liegen.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der fibrillierte Flor in einer Heizvorrichtung in Form eines Dampfkastens erwärmt wird.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn zum Erwärmen des fibrillierten Flores Dampf mit einer Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 12O⁰C bei einem Durchsatz zwischen etwa 2kg/h und etwa 10kg/h durch den Dampfkasten geführt wird, wobei fibrillierte ^clor in diesem Dampfkasten zwischen etwa 0,1 s und etwa 6,0s verweilt.

Besonders bevorzugte Werte sind hierbei eine Dampftemperatur von etwa 100⁰C, ein Dampfdurchsatz von etwa 3 kg/h und eine Verweilzeit von etwa 0,25 s.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den fibrillierten Flor über eine Heizvorrichtung in Form einer erhitzten Metallplatte, insbesondere über eine ölbeheizte Metallplatte zu führen.

Weiterhin kann der fibrillierte Flor durch einen Heißluftofen oder einen Ofen, der durch Infrarotstrahlung beheizt wird, geführt werden.

Es ist auch möglich, den fibrillierten Flor anzufeuchten und durch einen Mikrowellenhohlraum zu führen.

Vorzugsweise wird das erwärmte, fibrillierte Werg im Stauchverfahren gekräuselt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung umfaßt diese eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinfilterwerg, insbesondere zum Einsatz in Zigarettenfiltern, die

eine Vorrichtung zur Herstellung eines Polyolefinfilms mit Molekularstruktur; eine Vorrichtung zur Orientierung dieser Molekularstruktur durch Erhitzen des Polyolefinfilmes auf eine Temperatur dicht unter seinem Schmelzpunkt und Strecken desselben; eine Vorrichtung zum Fibrillieren dos orientierten Polyolefinfilmes zur Bildung eines untereinander verbundenen Faserflores und eine Vorrichtung zur Kräuselung des fibrillierten Flores aufweist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Heizvorrichtung zum Erwärmen des fibrillierten Flores auf eine Temperatur über der Umgebungstemperatur vor dor Kräuselvorrichtung des erwärmten, fibrilliorten Flores angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung eine Vorrichtung zum Erwärmen des fibrillierten Flores auf eine Temperatur zwischen etwa 05⁰C und etwa 120°C und vorzugsweise etwa 100⁰C.

Zweckmäßigerweise ist die Kräuselvorrichtung für die Kräuselung des erwärmten fibrillierten Flores so zu der Heizvorrichtung angeordnet, daß c* ) Kräuselung des erwärmten, fibrillierten Flores erfolgt, bevor dasselbe auf Umgebungstemperatur abgekühlt

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Kräuselvorrichtung so ausgebildet ist, daß die Kräuselung des erwärmten, fibrillierten Flores bei einer Temperatur desselben über etwa 95⁰C, insbesondere bei etwa 105⁰C liegt.

Eine vorzugsweise Ausführungsform besteht darin, daß die Heizvorrichtung als on Dampfkasten ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Dampf mit einer Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 120¹C bei einem Durchsatz zwischen etwa 2 kg/h und etwa 10kg/h durch den Dampfkasten beaufschlagt ist, wobei der fibrillierte Flor eine Verweilzeit zwischen otwa 0,1 s und etwa 6,0 s in einem Dampfkasten hat.

Besonders bevorzugte Werte sind dabei eine Dampftemperatur von etwa 100⁰C, ein Durchsatz von etwa 3kg/h sowie eine Verweilzeit von etwa 0,25 s.

Zweckmäßig ist es dabei auch, wenn die Heizvorrichtung als eine erhitzte Metallplatte, insbesondere ölbeheizte Metallplatte ausgebildet ist.

Die Heizvorrichtung kann auch als ein Heißluftofen ausgebildet sein.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Heizvorrichtunp als ein durch Infrarotstrahlung beheizter Ofen ausgebildet ist.

Es ist aber auch möglich, daß die Heizvorrichtung aus einem Element zum Benetzen des fibrillierten Flores, einem Mikrowellenhohlraum und einem Element zum Führen des benetzten fibrillierten Flores durch den Mikrowellenhohlraum besteht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Kräuselvorrichtung als eine Vorrichtung zum Kräuseln nach dem Stauchverfahren ausgebildet.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinfilterwerg;

Fig. 2: die Vorderansicht einer Heizvorrichtung;

Fig.3: die Seite: 'ansicht der Heizvorrichtung nach Fig. 2 in Richtung der Linie 3-3;

Fig.4: die DrauMcht der Heizvorrichtung nach Fig. 2.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinfilterwerg ist in Fig. 1 in Form eines Blockdiagramms dargestellt. Die ausgewählten Polymere werden zuerst in einem Polymermischer 11 gemischt. Das Polyolefinfilterwerg besteht vorzugsweise aus Polypropylen mit geringen Mengen an Polyethylen und Weißtönern.

Anschließend wird das Gemisch in einer Filmblasvorrichtung 12 zu einem Polyolefinfilm geblasen oder extrudiert. Die an sich bekannte Filmblasvorrichtung 12 bildet eine zylindrische Blase des Polyolefinfilms mit einer Stärke zwischen etwa 20pm und etwa 50μm und vorzugsweise von etwa 35pm. Die so entstandene Blase wird zu einer flachen Zweischichtkonfiguration zusammengefaltet und wird dann einem Streifenschneider 13 in, vorzugsweise, drei Zweischichtbänder geschnitten, die übereinander angeordnet und ausgerichtet werden, um ein aus sechs Schichten bestehendes Band zu bilden. . Dieses aus sechs Schichten bestehende Band wird vorzugsweise zu zwei Bändern zur parallelen Verarbeitung zugeschnitten, wodurch die gleichzeitige Herstellung von zwei Wergposten mit potentiell unterschiedlichen Eigenschaften ermöglicht wird, wenn das gewünscht wird. Anschließend wird nur die Bearbeitung eines der beiden parallelen Bänder behandelt, wobei das andere Band im wesentlichen derselben Behandlung unterzogen wird.

Das aus sechs Schichten bestehende Band wird dann durch einen Orientierungsofen 14 geführt, wo es vorzugsweise auf etwa 160°C, bis unmittelbar unter dem Schmelzpunkt des Polyolefinfilms erhitzt wird, während es gleichzeitig zwischen zwei Walzenpaaren gestreckt wird. Das Streckwalzenpaar rotiert mit etwa dem fünf- bis etwa dem dreizehnfachen der Geschwindigkeit des Zuführwalzenpaares vorzugsweise etwa mit der sieben- bis etwa der zehnfachen Geschwindigkeit der Zuführwalzen. In diesem Orientierungsvorgang wird die Molekularstruktur des Polyolefinfilms ausgerichtet und damit die für das Fibrillieren notwendigen physikalischen Eigenschaften geschaffen. Außerdem wird die Filmstärke auf etwa 8 \im bis etwa 17pm und vorzugsweise auf etwa 12,4 pm durch die Streckung verringert, die durch den Geschwindigkeitsunterschied der Streck- und Zuführwalzenpaare erreicht wird.

Der orientierte Polyolefinfilm mit der ausgerichteten Molekularstruktur gelangt dann in einen Fibrillator 15, der diesen in Fasern auflöst, wobei der Polyolefinfilm mit einer relativ großen Zahl relativ feiner Stifte in Kontakt gebracht wird, die auf einer oder mehreren rotierenden Fibrillierwalzen angeordnet sind, während der Film über sie hinweggeführt wird. Der Polyolefinfilm berührt nur etwa 20° bis 45° des Bogens jeder der Fibrillierwalzen, vorzugsweise etwa 37°, und die Geschwindigkeit des Polyolefinfilmes beträgt etwa das Doppelte der Umfangsgeschwindigkeit der Fibrillierwalzen. Das Verhältnis von Filmgeschwindigkeit zu Fibrillierwalzengeschwindigkeit wird als „Fibrillationsverhältnis" bezeichnet. Im Ergebnis der Fibrillation wird, wenn das Band seitlich ausgedehnt wird, ein untereinander verbundenes Netz von Fasern in Form eines Flores mit einem bestimmten Anteil an freien Enden erreicht. Tatsächlich können die freien Enden beim Filtervorgang in Filtern, die aus einem fibrillierten Film hergestellt wurden, eine wichtige Rolle spielen, und der Filter ist umso besser, je höher der Anteil an freien Enden ist.

Entsprechend dem Blockschaltbild nach Fig. 1 wird der fibrillierte Polyolefinfilm einer Heizvorrichtung 16 zugeführt, wie unten ausführlicher dargestellt wird. Nach dem Passieren der Heizvorrichtung 16 wird tii" fibrillierte Material gekräuselt. Es sind unterschiedliche Vorrichtungen zum Kräuseln bekannt. Entsprechend dem Ausführimgsbeispiel erfolgt die Kräuselung nach dem Stauchverfahren in einer Kräuselvorrichtung 17, wobei der fibrillierte Polyolefinfilm durch Walzen mit hoher Geschwindigkeit in einen geschlossenen Kasten geführt wird, wodurch er aufgewölbt und gegen das bereits im Kasten befindliche Material zusammengefaltet wird. Durch die Kräuselung, zumindest nach dem Stauchverfahren, wird sowohl eine .primäre" als auch eine .sekundäre" Kräuselung erzeugt. Die primäre Kräuselung ist die Kräuselung an den Fasern selbst, die eine Größenordnung von etwa 25 bis 60 Kräuselungen je Zoll (25,4mm) bei einer Kräuselungsamplitude von etwa 300 bis 600 pm hat, während die sekundäre Kräuselung eine makroskopische, akkordeonartige Faltung des Bandes als Ganzes ist. Die primäre Kräuselung ist erwünscht, während die sekundäre Kräuselung beseitigt werden muß, bevor Filter aus dem Material hergestellt werden.

Das gekräuselte Werg wird einer Legevorrichtung 18 zugeführt, in der sich ein Zuführelement vor- und rückwärtsbewegt, um das gekräuselte Werg in einem Behälter abzulegen. Das in der Lagevorrichtung 18 abgelegte Werg wird dann in einer Ballenpresse 19 zusammengepreßt. Es kann dann nachdem die sekundäre Kräuselung beseitigt worden ist, zur Herstellung von Zigarettenfiltern verwendet werden.

Das Erhitzen, welches in der Heizvorrichtung 16 durchgeführt wird, verbessert die Primärkräuselung, die bei dem fibrillierten Werg erreicht werden kann. Dieses wird erreicht, in dem das Erhitzen des fibrillieren Werge die Spannungen und Verzerrungen beseitigt, die im Orientierungsofen 14 und im Fibrillator 15 entstanden sind, uno. es wird eine kontrollierte Faserschrumpfung bewirkt. Weiterhin ermöglicht die kontrollierte Beseitigung der Spannungen, der Kräuselungsvorrichtung 17 eine homogenere Fasermasse zuzuführen, wodurch sich der Kraftaufwand, der zur Kräuselung erforderlich ist, verringert. Tatsächlich ist die Erhitzung des Polyolefinfilmes nach der vorliegenden Erfindung am wirksamsten, wenn das Werg der Kräuselungsvorrichtung 17 zugeführt wird, während seine Temperatur noch über der Umgebungstemperatur liegt.

Die Heizvorrichtung 16 wird in einem Ausführungsbeispiel in den Fig. 2 bis 4 gezeigt. Die Heizvorrichtung 16 ist hierbei als ein Dampfkasten ausgebildet. Das Polyolefinwerg durchläuft diesen in der durch die Pfeile A angegebenen Richtung. Es tritt durch einen Einlaßschlitz 30 ein und durch einen entsprechenden Auslaßschlitz, nicht dargestellt, auf der anderen Seite aus. Der Dampfkasten ist durch eine waagerechte Prallplatte 40 mit Längsschlitzen 41 in eine obere Kammer 20 und eine untere Kammer 21 unterteilt. Es tritt Dampf über eine Dampfeinlaßleitung 42 ein, gesteuert durch einen Druckregler 43 und einem Durchflußmesser 44. Die Dampfeinlaßleitung 42 endet in der unteren Kammer 21. Sie weist in der Kammer 21 eine Perforation 45 auf, wodurch der Dampf in die Kammer 21 eintreten kann. Der Dampf steigt durch die Längsschlitze 41 nach oben und kommt mit dem Werg in der Kammer 20 in Verbindung. Kondensierter Dampf tritt dann durch die Leitung 22 aus, während der nichtkondensierte Dampf durch den Einlaßschlitz 30 und den Auslaßschlitz austritt. Der Dampf kasten weist einen Deckel 23 auf, der mittels eines Hebelarmes 31 geöffnet werden kann, der, beispielsweise, an einem nicht dargestellten Hydraulikzylinder befestigt ist.

Der Damp: wird mit einer Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 120⁰C, vorzugsweise mit etwa 100°C, mit einem Durchsatz zwischen etwa 2 kg/h und etwa 10kg/h, vorzugsweise von etwa 3 kg/h, durch den Dampfkasten geführt. Die Geschwindigkeit des Wergs beim Durchgang durch den Dampfkasten wird so gewählt, daß die Verweilzeit in diesem zwischen etwa 0,1 s und etwa 6,0s, vorzugsweise bei etwa 0,25s liegt.

Es ist auch möglich, das fibrillierte Werg vor dem Kräusein mit einer anderen Heizvorrichtung 16 als dem Oampfkasten zu erhitzen. Beispielsweise kann das Werg durch einen Heißluft-oder Infrarotofen geführt werden. Das Werg kann auch benetzt und durch einen Mikrowellenraum geführt werden. Schließlich kann das Werg über eine erhitzte Platte, beispielsweise eine rostfreie Stahlplatte, geführt werden, die durch heißes Öl, welches durch diese fließt, erhitzt werden. Die Ausfub:ungsboispiele für die Heizvorrichtung 16 stellen eine Auswahl dar, die erweitert werden kann.

Die Wirkungen der Erhitzung des Polyolefinwerges vor der Kräuselung, wie sie nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, auf die Filterergiebigkeit werden aus den folgenden Beispielen ersichtlich.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 92% Polypropylenhomopolymer mit einem Schmelzindex von 1,8 (gemessen nach Iso-Standard 1133 bei 23O⁰C, 2,16 kp), 7% Polyethylen geringer Dichte mit einem Schmelzindex von 1,0 (gemessen nach ISO-Standard 1133 bei 190^eC, 2,16kp) und 1 % Polypropylengrundmischung, die 25%Titandioxid (Rutelgüte, feine Kristallstruktur, mikronisiert), wurde nach einer an sich bekannten Filmblastechnik extrudiert, um einen Film mit einer Stärke von 35Mm zu erzielen. Dieser Film wurde in Längsrichtung in 6 Abschnitte von gleicher Breite geschnitten, gestapelt und in Längsrichtung mit einem Streckverhältnis von 8:1 orientiert, um Filme von 12,4Mm Stärke zu erzielen. Die orientierten Filme wurden unter den nachstehend angeführten Bedingungen um einen Abschnitt des Umfangs einer mit Stiften besetzten Fibrillierwalze geführt:

Fibrillierwalzendurchmesser (mm)	190
Stiftdichte je Reihe	25 Stifte/Zoll
	(1ZoII = 25,4 mm)
Neigungswinkel der Stifte (Winkel	60*
der Stifte zur Tangente der Walze
in entgegengesetzer Richtung zur
Walzenrotation)
Höhe der Stifte	1mm
Durchmesser der Stifte	0,4953 mm
Kontaktbogen des Films mit der Walze	37"
Filmzuführungsgeschwindigkeit	144 m/min
Oberflächengeschwindigkeit der Fi-
brillierwalzen	288 m/min
(Fibrillierverhältnis 2,0:1)

Die so hergestellten fibrillierten Filme hatten eine lineare Gesamtdichte von 32000 Denier und wurden einer Kräuselung nach

dem Stauchverfahren unterzogen.

Das so produzierte texturierte Fasermaterial wurde einer Beseitigung der sekundären Kräuselung auf an sich bekannte Weise

unterzogen, wodurch eine flaumige, flockige Masse entstand, deren Kräuselungseigenschaften eine Amplitude von 360pm undeine Frequenz von 29,8 Kräuselungen/Zoll (1 Zoll = 25,4 mm) waren.

Aus diesem Material wurden Filterstücke in an sich bekannter Weise hergestellt, und die Filterstücke hatten folgende Eigenschaften: Minimum Maximum

Filterstücklänge 66 mm	246	288
Filterstückumfang 24,55 mm
Nettogewicht des fibrillierten Fasermaterials
je Stück (mg)	174	239
Druckabfall im Filterstück bei einer	71	83
Strömungsgeschwindigkeit von
1050 ml/min (mmWS)
Ergiebigkeit (%)
Variabilität des Filterstückgewichts
Variabilitätskoeffizient (%) 1,9

Beispiel 2 Ein fibrillierter Film, dar wie im Beispiel 1 hergestellt worden war, mit einer linearen Gesamtdichte von 32000 Denier wurde

durch Einwirkung von nassem Dampf einer Wärmeschockbehandlung unterzogen. Dazu wurden die Fasern durch einen

Dampfkasten geführt und dabei zwischen den Klemmstellen von Walzenpaaren fixiert, bevor sie der Kräuselung nach dem Stauchverfahren unterzogen wurden. Die Länge des Dampfkastens betrug 600mm, die Verweilzeit der Fasern in diesem Kasten

0,25s. Die Dampftemperatur betrug 100⁰C, die Dampfströmungsmenge lag bei 3kg/h. Die beobachtete Differenz in der

Geschwindigkeit zwischen den Walzenpaaren betrug 2%, wobei sich die Streckwalze auf Grund der durch die Wärme bewirkten Schrumpfung langsamer drehte, wie oben ausgeführt wurde. Das so produzierte texturierte Faserwerg wurde in bekannter Weise einer Entkräuselung unterzogen, um eine flaumige, flockige Masse herzustellen, die Kräuselungseigenschaften lagen bei einer Amplitude von 324 pm und einer Frequenz von

42,1 Kräuselungen/Zoll (1 Zoll = 25,4 mm).

Aus diesem Material wurden ebenfalls Filterstücke in an sich bekannter Weise hergestellt, und diese Filterstücke haten folgende Eigenschaften: Minimum Maximum

Filterstücklänge 66 mm Filterstückumfang 24,55 mm Nettogewicht des fibrillierten Fasermaterials

je Stück (mg) 276 323

Druckabfall im Filterstück bei einer Strömungsrate von 1050 ml/min (mmWS) 194 283 Ergiebigkeit (%) 70 88

Variabilität des Filterstückgewichts Variabilitätskoeffizient (%) 1,14

Wie aus den Beispielen ersichtlich wird, liegt der erreichbare Bereich der Ergiebigkeit, wenn vor der Kräuselung der Erhitzungsschritt durchgeführt wird, weit höher als der Bereich der Ergiebigkeit, der ohne diesen Erhitzungsschritt erreicht werden kann, während die Variabilität der produzierten Filter wesentlich niedriger ist. Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen es, die K'äuselungsfrequenz und Einheitlichkeit in fibrilliartem Polyolefinfilterwerg zu erhöhen und dadurch die Ergiebigkeit desselben zu verbessern und die Filtervariabilität zu verringern. Die Ausführungsbeispiele stellen günstige Formen der konkreten Realisierung der Erfindung dar und dienen deren Veranschaulichung, nicht aber der Einschränkung, so daß die vorliegende Erfindung nur durch die folgenden Patentansprüche begrenzt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von PolyolefinfIlterwerg, insbesondere zum Einsatz in Zigarettenfiltern, wobei ein Polyolefirifilm mit Molekularstruklur hergestellt wird; die Molekularstruktur durch Erhitzen des Polyolefinfilms auf eine Temperatur dicht unter seinem Schmelzpunkt und Streckung desselben ausgerichtet wird; eine Fibrillation dieses orientierten Polyolefinfilmes zur Bildung eines untereinander verbundenen Faserflores erfolgt und anschließend der fibrillierte Flor gekräuselt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor nach dem Fibrillieren und vor dem Kräuseln auf eine Temperatur über die Umgebungstemperatur erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor auf eine Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 12O⁰C erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor auf eine Temperatur von etwa 100⁰C erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor vor dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur gekräuselt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte fibrillierte Flor, während seine Temperatur über etwa 95°C liegt, gekräuselt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte fibrillierte Flor, während seine Temperatur etwa 105⁰C beträgt, gekräuselt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor in einer Heizvorrichtung (16) in Form eines Dampf kastens erwärmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen des fibrillierten Flores Dampf mit einer Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 120⁰C bei einem Durchsatz zwischen etwa 2 kg/h und etwa 10 kg/h durch den Dampfkasten geführt wird, wobei der fibrillierte Flor in diesem Dampfkasten zwischen etwa 0,1 s und etwa 6,0s verweilt. '
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampftemperaiur etwa 100⁰C beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfdurchsatz etwa 3kg/h beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit etwa 0,25 s beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor über eine Heizvorrichtung (16) in Form einer erhitzten Metallplatte geführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch ¹2, dadurch gekennzeichnet, daß derfibrillierte Flor über eine ölbeheizte Metallplatte geführt wire.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fibrillierte Flor durch eine Heizvorrichtung (16) in Form eines Heißluftofens geführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derfibrillierte Flor durch eine Heizvorrichtung (16) in Form eines mit Infrarotstrahlung beheizten Ofens geführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Jaß der fibrillierte Flor angefeuchtet und durch einen Mikrowellenhohlraum geführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte fibrillierte Werg im Stauchverfahren gekräuselt wird.
18. Vorrichtung zur Herstellung von Polyolefinf ilterwerg, insbesondere zum Einsatz in Zigarettenfiltern, die

eine Vorrichtung zur Herstellung eines Polyolefinfilms mit Molekularstruktur; eine Vorrichtung zur Orientierung dieser Molekularstruktur durch Erhitzen des Polyolefinfilmes auf eine Temperatur dicht unter seinem Schmelzpunkt und Strecken desselben; eine Vorrichtung zum Fibrillieren des orientierten Polyolefinfilmes zur Bildung eines untereinander verbundenen Faserflores und

eine Vorrichtung zur Kräuselung des fibrillierten Flores aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung (16) zum Erwärmen ^es fibrillierten Flores auf eine Temperatur über der Umgebungstemperatur vor der Vorrichtung zum Kräuseln des erwärmten, fibrillierten Flores angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) eine Vorrichtung zum Erwärmen des fibrillierten Flores auf eine Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 12O⁰C ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) eine Vorrichtung zum Erwärmen des fibrillierten Flores auf eine Temperatur von etwa 100⁰C ist,
21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselvorrichtung (17) für die Kräuselung des erwärmten, fibrillierten Flores so zu der Heizvorrichtung (ί6) angeordnet ist, daß die Kräuselung des erwärmten, fibrillierten Flores erfolgt, bevor dasselbe auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselvorrichtung (17) so ausgebildet ist, daß die Kräuselung des erwärmten, fibrillierten Flores bei ^rinerTemperatur desselben über etwa 95⁰C erfolgt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselungsvorrichtung (17) so ausgebildet ist, daß die Temperatur des erwärmten, fibrillierten Flores beim Kräuseln etwa 105⁰C beträgt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) als ein Dampfkasten ausgebildet ist.
25. Vorrichtung nach Ar.äpruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkasten mit Dampf mit einer Temperatur zwischen etwa 95⁰C und etwa 12O⁰C bei einem Durchsatz zwischen etwa 2 kg/h und etwa 10 kg/h' durch den Dampf beaufschlagt ist, wobei der fibrillierte Flor eine Verweilzeit zwischen etwa 0,1 s und etwa 6,0 s in diesem Dampf kasten hat.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampftemperatur etwa 100⁰C beträgt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadu. ~h gekennzeichnet, daß die Dampfströmungsraie etwa 3 kg/h beträgt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit etwa 0,25s beträgt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) als e'ne erhitzte Metallplatte ausgebildet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) als eine ölbeheizte Metallplatte ausgebildet ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) als ein Heißluftofen ausgebildet ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) als ein durch Infrarotstrahlung beheizter Ofen ausgebildet ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (16) besteht aus einem Element zum Benetzen des fibrillierten Flores,

einem Mikrowellenhohlraum und

einem Element zum Führen des benetzten fibrillierten Flores durch den Mikroweiienhohlraum.
34. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselvorrichtung (17) als eine Vorrichtung zum Kräuseln nach dem Stauchverfahren ausgebildet ist.