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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses für das Herstellen von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie.
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EP 1 913 823 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial für Zigarettenfilter oder dergleichen. Hierbei werden aus zwei Filtertowballen Filtertowstreifen direkt abgezogen. Um die Crimpung bzw. die Kräuselung des Filtertows zu reduzieren, wird der Filtertowstreifen gereckt. Vorher wird der Filtertowstreifen mittels einer Düse ausgebreitet bzw. aufgefächert, dann befeuchtet und anschließend elektrisch entladen. Nach dem Recken wird der Filtertowstreifen dann zerkleinert, um als Fasern für die Herstellung Zigarettenfiltern zur Verfügung zu stehen.
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DE 10 2006 018 102 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Faservlieses für die Herstellung von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie, bei dem insbesondere ein Gemisch aus Faserfiltern dosiert in eine Karde abgegeben wird und dort beschleunigt und vereinzelt wird, um von der Karde entgegen der Schwerkraft in einen Saugschacht in Richtung eines Saugstrangförderers abgegeben zu werden, auf dem dann die Fasern, ggf. mit Granulat versetzt, zu einem Vlies aufgeschauert werden.
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DE 10 2010 000 677 der Anmelderin zeigt diverse Verfahren und diverse Vorrichtungen zum Herstellen eines Faservlieses zum Herstellen von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei insbesondere in einem Verfahren zwei Zelluloseacetatstreifen befeuchtet werden, um dann zerschnitten zu werden und einer Karde zugeführt zu werden, um die geschnittenen Fasern vereinzelt in einen Saugschacht abzugeben, in dem dann auch noch Granulat hinzugeführt wird und ein Gemisch aus den Fasern und dem Granulat auf einem Saugstrangföderer aufgeschauert wird.
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Es ist allerdings schwierig, gezielt Zusatzstoffe bzw. Additive zu den Fasern in den üblichen Zelluloseacetattows hinzuzugeben, da diese zum einen schlecht aufgenommen werden und zum anderen eine Regelung der aufgenommenen Menge der Additive wie beispielsweise Aromen nur schwer möglich ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Variante eines Verfahrens zum Herstellen und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses für das Herstellen von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie anzugeben, wobei insbesondere ein variiertes Faservlies zur Herstellung von Filterstäben erzeugt werden soll.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Faservlieses für das Herstellen von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie mit den folgenden Verfahrensschritten:
- – Abziehen eines aus Einzelfäden und/oder Einzelfasern bestehenden ersten Filtermaterialstreifens von einem Filtermaterialstreifenvorrat,
- – Aufbereiten des ersten Filtermaterialstreifens in einer Aufbereitungszone, die in Förderrichtung des Filtermaterialstreifens stromabwärts des Filtermaterialstreifenvorrats angeordnet ist,
- – Zuführen eines zweiten aus Einzelfäden und/oder Einzelfasern bestehenden Filtermaterialstreifens zu dem ersten aufbereiteten Filtermaterialstreifen stromabwärts der Aufbereitungszone),
- – Fördern des ersten und des zweiten Filtermaterialstreifens in eine Schneidvorrichtung und Schneiden des ersten und des zweiten Filtermaterialstreifens, so dass sich ein Gemisch aus Fasern endlicher Länge ergibt, wobei anschließend das Gemisch auf einem Saugstrangförderer aufgeschauert wird.
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Durch Vorsehen sowohl eines aufbereiteten Filtermaterialstreifens als auch eines nicht aufbereiteten Filtermaterialstreifens bzw. insbesondere eines Filtermaterialstreifens, der andere Eigenschaften hat als der Filtermaterialstreifen, der in einer Aufbereitungszone aufbereitet wird, ist es möglich, eine sehr hohe Variabilität des hergestellten Faservlieses und der daraus hergestellten Filterstäbe zu erzielen. Vorzugsweise wird die Menge des jeweils zugeführten ersten Filtermaterialstreifens und/oder des zweiten Filtermaterialstreifens gesteuert oder geregelt, wobei das Mengenverhältnis vorzugsweise einstellbar ist. Dies kann beispielsweise auch einfach dadurch geschehen, dass die Menge des ersten Filtermaterialstreifens pro Längeneinheit anders eingestellt wird als die Menge des zweiten Filtermaterialstreifens pro Längeneinheit. In diesem Fall können beide Filtermaterialstreifen mit der gleichen Geschwindigkeit zum Zerschneiden bzw. zur Schneidvorrichtung geführt werden. Durch das Schneiden des ersten und des zweiten Filtermaterialstreifens ergeben sich vereinzelte bzw. vorvereinzelte Fasern aus dem Filtermaterial. Ferner erfolgt durch das Zerschneiden auch ein Mischen. Es kann auch ein weiterer Mischschritt vorgesehen sein. Vorzugsweise wird als Schneidvorrichtung eine Fräsertrommel verwendet oder eine Schneidvorrichtung, die in der
EP 1 913 823 A1 beschrieben ist.
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Vorzugsweise wird zum Aufbereiten des ersten Filtermaterialstreifens, dieser gereckt, ausgebreitet, aufgefächert, befeuchtet und/oder elektrisch entladen.
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Vorzugsweise wird das Gemisch aus Fasern endlicher Länge vor dem Aufschauern auf den Saugstrangförderer einer Vereinzelungsvorrichtung, insbesondere einer Karde, zugeführt, wobei die Fasern in der Vereinzelungsvorrichtung beschleunigt und vereinzelt werden und anschließend in einen Saugschacht in Richtung des Saugstrangförderers abgegeben werden. Vorzugsweise wird in der Vereinzelungsvorrichtung in Förderrichtung der Vereinzelungsgrad kontinuierlich oder diskontinuierlich erhöht und auch die Geschwindigkeit der Fasern. Wenn vorzugsweise eine Karde Verwendung findet, bei der es sich beispielsweise um eine Walzenanordnung mit beispielsweise drei Walzen handeln kann, deren Drehzahl in Förderrichtung zunimmt, erhöht sich durch die Zunahme der Drehzahl von der ersten Trommel oder Walze zur zweiten Trommel oder Walze und von der zweiten Trommel bzw. Walze zur dritten Trommel bzw. Walze die Geschwindigkeit der Fasern und auch der Vereinzelungsgrad der Fasern. Die Karde ist hierbei zwischen der Schneidvorrichtung und einem Saugschacht angeordnet und gibt die vereinzelten Fasern in den Saugschacht in Richtung eines Saugstrangförderers ab, wobei dies bevorzugt mit einer Bewegungskomponente entgegen der Schwerkraft und vorzugsweise relativ vollständig entgegen der Schwerkraft geschieht. Zur näheren Beschreibung zur Funktion einer Karde wird auf
DE 10 2006 018 102 A1 verwiesen.
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Vorzugsweise ist der erste Filtermaterialstreifen ein Zelluloseacetattow oder besteht aus Polyethylenfasern. Vorzugsweise ist der zweite Filtermaterialstreifen ein Garn aus Zelluloseacetatfasern, Baumwollfasern, Bambusfasern, Flachsfasern, Kenalfasern, Nesselfasern, Schafwollfasern, Hanffasern oder dergleichen. Bei einem Garn handelt es sich insbesondere um ein oder mehrere Faserbündel, die insbesondere verdrillt zueinander sind und/oder in sich verdrillt sind. Unter einem Garn wird im Rahmen der Erfindung auch ein Faden verstanden. Hierbei kann ein Faserbündel 10 bis 1000 Einzelfasern enthalten und das Garn aus 1 bis 100 Faserbündeln bestehen. Die Fasern des Garns sind vorzugsweise ungecrimpt bzw. ungekräuselt. Die Fasern des ersten Filtermaterialstreifens sind vorzugsweise gecrimpt bzw. gekräuselt.
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Vorzugsweise ist der Titer und/oder der Durchmesser der Fasern des ersten und des zweiten Filtermaterialstreifens in einer gleichen Größenordnung. Unter einer gleichen Größenordnung wird verstanden, dass sich der Einzeltiter bzw. der Durchmesser der Fasern nicht mehr als um einen Faktor 2 unterscheiden. Vorzugsweise liegt der Faktor bei 1,0 bis 1,5, insbesondere vorzugsweise bei 1,0 bis 1,2 und besonders vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,1.
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Vorzugsweise ist der zweite Filtermaterialstreifen mit einem Additiv versehen. Dieses kann beispielsweise zu einer Einfärbung der Fasern des Filtermaterialstreifens führen, ein Aroma aufweisen und/oder ein rauchbindendes Material sein. Wenn der zweite Filtermaterialstreifen beispielsweise rot eingefärbt ist, kann ein relativ gleichmäßig rosa gefärbter Filterstab erzeugt werden. Der Farbton kann beispielsweise dadurch verändert werden, dass die Dicke des Garns bzw. des zweiten Filtermaterialstreifens so vorgegeben wird, dass dieses nach dem Mischen mit dem ersten Filtermaterialstreifen ein gewünschtes Mengenverhältnis und damit einen gewünschten Farbton ergibt.
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Vorzugsweise wird der zweite Filtermaterialstreifen, insbesondere das Garn dem ersten Filtermaterialstreifen kurz vor der Schneidvorrichtung aufgelegt. Der zweite Filtermaterialstreifen wird dann durch die Bewegung des ersten Filtermaterialstreifens mitgerissen und wird dann mit der gleichen Geschwindigkeit gefördert wie der erste Filtermaterialstreifen. Bei dem zweiten Filtermaterialstreifen bzw. dem Garn handelt es sich vorzugsweise um ungecrimptes bzw. ungekräuseltes Material, das auf Zug, wie dieser beispielsweise bei der Aufbereitung eines gekrümmten Zelluloseacetattowstreifens beim Recken angewendet wird, reißen würde.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses für die Herstellung von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Abziehvorrichtung zum Abziehen eines aus Einzelfäden und/oder Einzelfasern bestehenden ersten Filtermaterialstreifens von einem ersten Filtermaterialstreifenvorrat, einer Abwickelvorrichtung zum Abwickeln eines zweiten Filtermaterialstreifens aus einem zweiten Filtermaterialstreifenvorrat, einer Schneidvorrichtung zum Zerschneiden des abgezogenen ersten Filtermaterialstreifens und des abgewickelten zweiten Filtermaterialstreifens, einer Vereinzelungsvorrichtung und einem an oder in einem Saugschacht angeordneten Saugstrangförderer, wobei die Vereinzelungsvorrichtung Fasern der zerschnittenen Filtermaterialstreifen vereinzelt und in Richtung des Saugstrangförderers in den Saugschacht abgibt. Die Vereinzelungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Vereinzelungs- und Dosiervorrichtung. Die Dosierfunktion wird hierbei insbesondere durch eine Dosierwalze am Eingang einer ersten Vereinzelungswalze erfüllt.
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Bei dem zweiten Filtermaterialstreifenvorrat handelt es sich vorzugsweise um eine mit dem zweiten Filtermaterialstreifen bewickelte Spule oder Rolle, die auf einer Abwickelvorrichtung angeordnet ist. Die Abwickelvorrichtung kann ein Stab sein, auf den der Filtermaterialstreifenvorrat aufgesteckt wird bzw. aufgebracht ist. Bevorzugterweise handelt es sich allerdings um eine Lagervorrichtung, die drehbar ist und insbesondere ein Wälzlager aufweist und vorzugsweise eine Bremsvorrichtung, um den zweiten Filtermaterialstreifen mit einem gezielten bzw. vorgebbaren Zug abrollen bzw. abwickeln zu können. Vorzugsweise ist die Abwickelvorrichtung eine Abspulvorrichtung, die insbesondere gebremst oder angetrieben ist. Vorzugsweise ist die Abwickelvorrichtung rotierend angetrieben oder die Rotation gebremst. Die Bremskraft ist hierbei vorgebbar und/oder einstellbar. Die Abwickelvorrichtung kann so angeordnet sein, dass der zweite Filtermaterialstreifen radial abgewickelt bzw. abgespult oder abgezogen wird oder als Alternative axial abgewickelt oder abgespult wird. Insbesondere beim axialen Abwickeln ist eine Abwickelvorrichtung sinnvoll, die angetrieben wird, insbesondere rotierend angetrieben wird, um den Abziehort bzw. Abwickelort des zweiten Filtermaterialstreifens von dem Filtermaterialstreifen vorrat nicht zu sehr schwanken zu lassen bzw. den Abziehort in radialer Richtung gesehen lagestabil zu halten.
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Vorzugsweise ist eine Lagestabilisierungsvorrichtung für den abgewickelten zweiten Filtermaterialstreifen vorgesehen, wobei die Lagestabilisierungsvorrichtung insbesondere im Eingangsbereich der Schneidvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird vermieden, dass der zweite Filtermaterialstreifen im Verfahren reißt bzw. Dichteschwankungen im hergestellten Faservlies entstehen. Als Lagestabilisierungsvorrichtung kann eine Rolle oder eine Öffnung oder Apertur dienen. Vorzugsweise ist eine Einlaufsammelvorrichtung für den ersten und zweiten Filtermaterialstreifen stromaufwärts der Schneidvorrichtung und stromabwärts einer Aufbereitungsvorrichtung für den ersten Filtermaterialstreifen vorgesehen. Hierbei kann es sich um eine Einlaufführung handeln, die beispielsweise eine drehende Einlaufrolle umfassen kann und zusätzlich einen Ring bzw. Teilring, durch den die Filtermaterialstreifen dann geführt werden. Die Lagestabilisierungsvorrichtung kann ferner ringförmig ausgestaltet sein oder teilringförmig.
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Vorzugsweise ist die Vereinzelungsvorrichtung eine Karde.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine weitere schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
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3 eine schematische Darstellung des Abwickelns des zweiten Filtermaterialstreifens in axialer Richtung.
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In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
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1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses für die Herstellung von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie. Es wird ein Filtertow 11 bei 14 und 14' jeweils gefördert. In der Besprühvorrichtung 30 wird Filtertow 11 bzw. werden entsprechende Filtertowstreifen mit beispielsweise Wasser besprüht. Durch die vorherrschende Spannung im Towstreifen und das Einwirken von Wasser wird die Kräuselung reduziert. Zwischen der Besprühvorrichtung 30, die als Aufbereitungsvorrichtung angesehen werden kann, und der Schneidvorrichtung 31 findet eine Förderung 15 eines Garns statt. Das Garn ist beispielsweise dem Filtertow 11 aufgelegt und wird durch dieses mit in die Schneidvorrichtung 31 gezogen. Die Erfindung dient insbesondere zur gleichzeitigen Verarbeitung zweier verschiedener Filtermaterialstreifen, insbesondere eines Garns bzw. Fadens und eines Filtertows, die in einer Schneidvorrichtung 31 geschnitten werden und vorvereinzelt in Pfeilrichtung 57 in einen Schacht 32 zu einer Vereinzelungsvorrichtung 33, die hier als Karde dargestellt ist, abgegeben werden. In der Vereinzelungsvorrichtung 33 werden die gemischt vorliegenden Fasern beschleunigt und vereinzelt und in dieser Form in Pfeilrichtung in einen Saugschacht 38 in Richtung eines Saugstrangförderer 39 abgegeben. In dem Saugschacht kann über einen Granulatbeschleuniger 42 Granulat 43 aus einem Granulatbehälter 40, einem Granulatdosierer 41 und dem Fallschacht 45 dosiert hinzugefügt werden.
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2 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung. Hier ist dargestellt, dass ein Filtertow 11 in Förderrichtung 24 von einem Filtertowballen 10 abgezogen wird und in einer Aufbereitungsvorrichtung 25 aufbereitet wird. Der Bereich, in dem die Aufbereitung stattfindet, wird als Aufbereitungszone 25' bezeichnet. Das aufbereitetet Filtertow bzw. bearbeitete Filtertow wird mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet und gelangt über eine Einlaufrolle 19 und einen Einlauffinger 20 zu einer Schneidvorrichtung 31.
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Im Bereich der Einlaufrolle 19 wird ein Garn 13 hinzugefügt, das von einer Garnrolle 16 abgewickelt wird. Die Garnrolle 16 ist auf einem Lager 17 gelagert, was zu einem Drehen der Garnrolle 16 beim Abziehen des Garns 13 führt. Um ein Aufschwingen des Garns 13 zu verhindern, ist in dieser Variante, bei der das Garn 13 radial von der Garnrolle 16 abgerollt bzw. abgezogen wird, eine Bremsvorrichtung 22 vorgesehen. Alternativ hierzu kann auch eine Antriebsvorrichtung vorgesehen sein, die die Garnrolle 16 mit einer vorgebbaren Drehgeschwindigkeit dreht. Die Drehgeschwindigkeit kann im Verfahren angepasst werden, beispielsweise wenn die Garnrolle 16 sich dem Ende neigt, kann die Drehgeschwindigkeit dem geringeren Umfang des Garns angepasst werden im Vergleich zu einer voll gefüllten Garnrolle 16.
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Um ein Aufschwingen weiterhin zu verhindern ist zudem eine Stabilisierungsrolle 18 vorgesehen, die vorzugsweise in einem Bereich angeordnet ist, der ungefähr in einer Flucht des einen Endes der Garnrolle 16, in diesem Fall des oberen Endes der Garnrolle 16, mit der Einlaufrolle 19 liegt.
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In 3 ist eine andere Variante des Abrollens bzw. Abwickelns des Garns 13 von der Garnrolle 16 dargestellt. Hierbei wird das Garn 14 axial von der Garnrolle 16 abgezogen. Um ein Aufschwingen des Garns 13 zu verhindern, ist hier eine Stabilisierungsvorrichtung 21 vorgesehen, die ein Loch bzw. eine Apertur in einer Platte sein kann.
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Es ist bevorzugt, dass die Garnrolle 16 beim Abwickeln mit einem Antrieb rotiert wird, damit der Abzugsort 51 immer in der Flucht des Pfeils 50 angeordnet ist, d. h. dass aus der gleichen radialen Lage das Garn 13 von der Garnrolle 16 abgezogen wird, um so ein Aufschwingen zu verhindern. Damit ist der Abziehort des Garns 13 von der Garnrolle 16 radial lagestabil.
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Die beiden Filtermaterialstreifen, nämlich das aufbereitete Filtertow 12 und das Garn 13 werden in der Schneidvorrichtung 31 entsprechend geschnitten, in den Schacht 44 abgegeben und in der Karde 33 beschleunigt und vereinzelt, um in einen Saugschacht 38 abgegeben zu werden, und zwar in Richtung eines Saugstrangförderers 39. Es wird dann ein Faservlies 23 auf dem Saugband 46 aufgeschauert und in Förderrichtung des Saugbandes 47 abgefordert.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, zwei Filtermaterialstreifen zusammen zu verarbeiten und hieraus ein Faservlies für das Herstellen von Filterstäben der Tabak verarbeitenden Industrie zu bilden. Hierbei ist ein Filtermaterialstreifen, vorzugsweise ein Garn bzw. ein Faden, der aus Einzelfäden und/oder Einzelfasern besteht, vorgesehen. Bei dem Prozess wird das Garn bzw. der Faden in seine einzelnen Fasern aufgelöst. Hierdurch kann das Garn sehr gut mit den Fasern, insbesondere den Filtertowfasern des ersten Materialstreifens vermischt werden. Im fertigen Filterstab entsteht so ein homogenes Fasergemisch. Insbesondere wenn der Einzeltiter des Garnes dem des Acetattows entspricht, entsteht ein sehr gleichmäßiges Gemisch. Durch das Garn kann das Produkt eingefärbt werden oder ein Additiv gezielt und gut dosiert in das Produkt eingebracht werden. Es ist auch möglich, mehrere Fäden bzw. Garne gleichzeitig einzubringen. Insbesondere ist es bevorzugt auch ein Garn aus Zelluloseacetat zu verwenden.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filtertowballen
- 11
- Filtertow
- 12
- bearbeitetes Filtertow
- 13
- Garn
- 14, 14'
- Förderung von Filtertow
- 15
- Förderung des Garns
- 16
- Garnrolle
- 17
- Lage
- 18
- Stabilisierungsrolle
- 19
- Einlaufrolle
- 20
- Einlauffinger
- 21
- Stabilisierungsvorrichtung
- 22
- Bremsvorrichtung
- 23
- Faservlies
- 24
- Förderrichtung
- 25
- Aufbereitungsvorrichtung
- 25'
- Aufbereitungszone
- 30
- Besprühvorrichtung
- 31
- Schneidvorrichtung
- 32
- Schacht
- 33
- Vereinzelungsvorrichtung
- 38
- Saugschacht
- 39
- Saugstrangförderer
- 40
- Granulatbehälter
- 41
- Granulatdosierer
- 42
- Granulatbeschleuniger
- 43
- Granulat
- 44
- Schacht
- 45
- Fallschacht
- 46
- Saugband
- 47
- Förderrichtung Saugband
- 50
- Pfeil
- 51
- Abziehort
- 57
- Abgabe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1913823 A1 [0002, 0008]
- DE 102006018102 A1 [0003, 0010]
- DE 102010000677 [0004]
