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Die Erfindung betrifft ein Saugband zum Transportieren von Tabak bei der Herstellung von Zigaretten, welches ein Gewebe aus Kettfäden und Schussfäden aufweist, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Saugbands zum Transportieren von Tabak bei der Herstellung von Zigaretten, nach der im Oberbegriff von Anspruch 7 näher definierten Art.
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Ein gattungsgemäßes Saugband sowie ein entsprechendes Verfahren sind aus der
DE 199 09 031 A1 bekannt. Meist weisen die Saugbänder eine bestimmte Länge auf und werden dann an ihren beiden Enden miteinander verbunden, um ein endloses Band zu bilden. Das Gewebe dieser Saugbänder wird häufig aus monofilen Fäden hergestellt, wobei üblicherweise Polyamid- und Polyesterwerkstoffe eingesetzt werden. Aufgrund spezieller, an die Physiologie der Materialien gestellter Anforderungen werden in jüngster Zeit vorzugsweise Werkstoffe mit kristalliner oder teilkristalliner Struktur verwendet, wobei sich Polyetherwerkstoffe, wie beispielsweise PEK, PEEK, PEKK, PEEKK als am besten geeignet erwiesen haben. Aufgrund des sehr kleinen Temperaturfensters zwischen einer Materialerweichung und der vollständigen Verflüssigung des Werkstoffes eignen sich diese Materialien jedoch nur bedingt für den Einsatz von Hochfrequenz- oder Ultraschall-Verbindungsverfahren, weshalb große Anstrengungen unternommen worden sind geeignete Verfahren zum Verbinden der beiden Enden des Saugbands zu einem endlosen Band zu ermöglichen. Bislang gibt es auf dem Markt jedoch keine Saugbänder, die auf einfache Weise hergestellt werden können.
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Ein weiteres gattungsgemäßes Saugband ist in der
DE 197 32 196 A1 beschrieben. Dieses Saugband weist ein Gewebe aus Kett- und Schussfäden auf, die aus einem Fadenmaterial bestehen, dessen Hauptbestandteile sich aus Polyaryletherketonen und somit aus einem polymeren Werkstoff mit kristalliner bzw. teilkristalliner Struktur zusammensetzen.
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In der
US 2010/0236034 A1 ist ein aus einem polymeren Werkstoff bestehendes endloses Förderband beschrieben, das in einem Verbindungsbereich mittels Laserschweißen verbunden werden kann. Dabei können vor dem Verbinden des Bands an dessen Enden Absorptionsmittel aufgebracht werden, durch welche die thermische Wirkung des Lasers konzentriert werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Saugband zum Transportieren von Tabak sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Saugbands zu schaffen, wobei eine einfache Möglichkeit zur Verbindung der beiden Enden des Saugbands gegeben ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch das erfindungsgemäße, Licht absorbierende Material, welches die Schussfäden und/oder die Kettfäden des erfindungsgemäßen Saugbands aufweisen, kann ein auf das Saugband gerichteter Laserstrahl von den Schussfäden und/oder den Kettfäden absorbiert und das Gefüge der Schussfäden und/oder der Kettfäden so verändert werden, dass die beiden Enden des Saugbands im gewünschten Maß aufschmelzen und in diesem Zustand gefügt werden können. Da das Material der Kett- und Schussfäden des Saugbands üblicherweise transparent ist, ist es für Laserstrahlen durchlässig, so dass ein Laserschweißen des Saugbands mit den bislang eingesetzten Materialien nicht möglich war und erst durch die erfindungsgemäße Ausführung der Schussfäden und/oder der Kettfäden ermöglicht wird.
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Als zur Absorption der Laserstrahlen besonders gut geeignet hat es sich erwiesen, dass das Licht absorbierende Material zusätzlich zu dem Licht absorbierenden Material in den Schussfäden und/oder den Kettfäden eine Licht absorbierende Folie aufweist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Licht absorbierende Material in Partikelform in den Schussfäden eingelagert ist. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, das Licht absorbierende Material in die Schussfäden zu integrieren.
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Alternativ dazu oder gegebenenfalls auch zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Schussfäden einen transparenten Fadenkern und eine Umhüllung aus dem Licht absorbierenden Material aufweisen. Dabei wird die Laserstrahlung von der Umhüllung aus dem Licht absorbierenden Material absorbiert, wodurch das Gefüge der Umhüllung so verändert wird, dass sich die Enden des Saugbands miteinander verbinden lassen. Der transparente Fadenkern, in dem keine Absorption des Laserstrahls stattfindet, bleibt dabei vollständig erhalten. Selbstverständlich ist es dabei auch möglich, das Licht absorbierende Material in Form von Partikeln in der Umhüllung anzuordnen. Gegebenenfalls sind auch Mischformen dieser beiden Lösungen möglich, bei dem ein Teil der Schussfäden das Licht absorbierende Material in Partikelform aufweist und ein anderer Teil einen transparenten Fadenkern und eine Umhüllung aus dem Licht absorbierenden Material aufweist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Licht absorbierende Material in Partikelform zumindest in einem Teil der Kettfäden eingelagert ist, wodurch sich die Festigkeit der Verbindung der beiden Enden des Saugbands verbessern lässt.
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Wenn alternativ dazu oder zusätzlich vorgesehen ist, dass zumindest ein Teil der Kettfäden einen transparenten Fadenkern und eine Umhüllung aus dem Licht absorbierenden Material aufweisen, kann gegebenenfalls vollständig darauf verzichtet werden, das Licht absorbierende Material in den Schussfäden anzuordnen. Durch die Ausführung der Kettfäden mit dem transparenten Fadenkern und der Umhüllung aus dem Licht absorbierenden Material ist es nämlich möglich, die Kettfäden so auszuführen, dass sie die Laserstrahlung absorbieren, wodurch das Gefüge der Kettfäden so verändert wird, dass die beiden Enden des Saugbands gefügt werden können. Dadurch, dass sich dabei das Licht absorbierende Material nur in der Umhüllung befindet, behält der Fadenkern seine ursprünglichen Eigenschaften bei, so dass die Festigkeit der Kettfäden nur unwesentlich verringert wird und diese somit auch weiterhin zur Festigkeit des gesamten Saugbands beitragen können. Auch hier ist es möglich, das Licht absorbierende Material in Form von Partikeln in der Umhüllung anzuordnen. Auch die oben angeführte Mischform dieser beiden Lösungen, bei der ein Teil der Kettfäden das Licht absorbierende Material in Partikelform und ein anderer Teil einen transparenten Fadenkern und eine Umhüllung aus dem Licht absorbierenden Material aufweist, ist denkbar.
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Die an die Fäden des erfindungsgemäßen Saugbandes gestellten Anforderungen, zum Beispiel hohe Reiß- und Verschleißfestigkeit, hoher Elastizitätsmodul, physiologische Unbedenklichkeit im Hinblick auf gesundheitliche Gefahren und das Verhindern des Freiwerdens giftiger Substanzen beim Verbrennen, können besonders gut erfüllt werden, wenn die Kettfäden und die Schussfäden aus einem polymeren Werkstoff mit einer kristallinen oder teilkristallinen Struktur bestehen.
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Eine verfahrensgemäße Lösung der Aufgabe ergibt sich durch die Merkmale von Anspruch 7. Mit diesem Verfahren kann das erfindungsgemäße Saugband auf sehr einfache Weise prozesssicher und gegebenenfalls automatisierbar hergestellt werden.
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Eine bessere Verbindung der beiden Enden des Saugbands lässt sich dadurch erreichen, dass beim Verschweißen in dem Verbindungsbereich Druck auf das Gewebe aufgebracht wird.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
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Es zeigt:
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1 eine sehr schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Saugbands;
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2 eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsbereichs des Saugbands;
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3 eine erste Ausführungsform eines Schussfadens bzw. Kettfadens des Saugbands;
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4 eine weitere Ausführungsform des Schussfadens bzw. Kettfadens des Saugbands; und
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5 den Schritt der Verbindung der beiden Enden des Saugbands in dem Verbindungsbereich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein Saugband 1, welches zum Transportieren von Tabak bei der Herstellung von Zigaretten dient. Das Saugband 1 weist zwei Enden 2 und 3 auf, die in einem durch die gestrichelte Linie angedeuteten Verbindungsbereich 4 miteinander verbunden sind, wodurch ein endloses Saugband 1 erzeugt wird.
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In der sehr schematischen Darstellung des Saugbands 1 gemäß 2 ist erkennbar, dass dasselbe ein Gewebe 5 mit Kettfäden 6 und Schussfäden 7 bzw. einem Schussfaden 7 aufweist. Vorzugsweise bestehen die Kettfäden 6 und die Schussfäden 7 aus einem polymeren Werkstoff mit einer kristallinen oder teilkristallinen Struktur. Insbesondere handelt es sich bei dem polymeren Werkstoff um einen Werkstoff aus der Familie der Polyetherketone. Besonders bevorzugt sind die Werkstoffe PEK, PEEK, PEKK, PEEKK. Bei den Kettfäden 6 und den Schussfäden 7 handelt es sich vorzugsweise um monofile Fäden.
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Da ein derartiges kristallines oder teilkristallines Material an sich kein Licht absorbieren kann, weisen die Schussfäden 7 bzw. der Schussfaden 7, falls nur ein Schussfaden 7 vorgesehen ist, zumindest in dem Verbindungsbereich 4 ein in den 3 und 4 erkennbares, Licht absorbierendes Material 8 auf, so dass die Schussfäden 7 trotz des oben genannten Materials, aus dem sie bestehen, in der Lage sind, Licht zu absorbieren. Dadurch ist es möglich, das Saugband 1 in dem Verbindungsbereich 4 mittels eines Laserstrahls zu verschweißen. Auf die Vorgehensweise beim Laserschweißen des Saugbands 1 und auf Details hierzu wird zu einem späteren Zeitpunkt näher eingegangen. Mit der Angabe „zumindest in dem Verbindungsbereich 4” ist gemeint, dass in den von dem Verbindungsbereich 4 verschiedenen Abschnitten der Schussfäden 7 auf das Licht absorbierende Material 8 verzichtet werden kann. Dabei kann der Verbindungsbereich 4 auch mehrfach in dem Saugband 1 auftreten bzw. vorgesehen sein, beispielsweise wenn zwei parallel zueinander verlaufende oder zwei zueinander versetzte Schweißnähte vorgesehen sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Saugband 1 aus mehr als einem Teil auszuführen, sodass zwei oder mehr Verbindungsbereiche 4 notwendig sind, um das endlose Saugband 1 zu bilden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Licht absorbierende Material 8 lediglich in den Schussfäden 7 vorgesehen ist, wodurch die Festigkeit des Saugbands 1 nicht verringert wird, da die Kettfäden 6 dem Gewebe 5 des Saugbands 1 seine Festigkeit verleihen und das Licht absorbierende Material 8 in den Kettfäden 6 nicht vorgesehen ist. Falls es zum Erreichen einer bestimmten Festigkeit in dem Verbindungsbereich erforderlich ist, ist es jedoch auch denkbar, einen Teil der Kettfäden 6 zumindest in dem Verbindungsbereich 4 mit dem Licht absorbierenden Material 8 zu versehen, um eine bessere Verbindung der beiden Enden 2 und 3 des Saugbands 1 zu erreichen. Dabei sollte ein Kompromiss zwischen einer ausreichenden Festigkeit in dem Verbindungsbereich 4, die durch das Einlagern des Licht absorbierenden Materials 8 in den Kettfäden 6 erreicht werden kann, und einer ausreichenden Festigkeit des gesamten Saugbands 1 gefunden werden, was durch das Belassen der Kettfäden 6 in ihrem ursprünglichen Zustand, d. h. ohne Einlagern des Licht absorbierenden Materials 8, erreicht werden kann. Da über die Breite des Saugbands 1 eine Vielzahl von Kettfäden 6 vorhanden ist, lässt sich dies für den jeweiligen Fall dadurch lösen, dass nur ein bestimmter Anteil der Kettfäden 6, beispielsweise jeder zweite oder jeder dritte Kettfaden 6, mit dem Licht absorbierenden Material 8 versehen ist. Eine ähnliche Lösung ist auch für den Schussfaden 7 denkbar, wenn dieser zum Beispiel aus mehreren Einzelfäden besteht, von denen nur eine bestimmte Anzahl das Licht absorbierende Material 8 aufweist. Prinzipiell kann also vorgesehen sein, dass das Licht absorbierende Material 8 in dem Verbindungsbereich 4 Zonen mit unterschiedlichen Absorptionsgraden aufweist.
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Vorzugsweise weist das Licht absorbierende Material 8 Kohlenstoff auf, welcher vorzugsweise in Form von Kohlenstoffpartikeln 9 vorliegt, wie dies bei der Ausführungsform des Schussfadens 7 bzw. des Kettfadens 6 gemäß 3 dargestellt ist. Bei den Kohlenstoffpartikeln 9, die insbesondere in Form von Rußpartikeln vorliegen, handelt es sich vorzugsweise um nanoteilige Kohlenstoffpartikel 9, die aufgrund ihrer Feinheit die Struktur des Polymergefüges der Schussfäden 7 bzw. der Kettfäden 6 nicht beeinträchtigen. Durch eine Variation der Rußqualität, d. h. des Kohlenstoffanteils in dem Ruß, die eingelagerte Kohlenstoffmenge und/oder die Teilchengröße kann die Absorption der Laserstrahlung gesteuert werden. Gegebenenfalls kann der das Licht absorbierende Material 8 bildende Kohlenstoff auch in anderer Form vorliegen und es ist auch möglich, statt Kohlenstoff ein anderes Licht absorbierendes Material 8 zu verwenden.
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Zusätzlich oder alternativ zu der in 3 dargestellten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass das Licht absorbierende Material 8 eine Licht absorbierende Farbe und/oder eine Licht absorbierende Folie aufweist. Eine solche Licht absorbierende Farbe und/oder Folie kann zusätzlich oder alternativ zu der oben beschriebenen Ausgestaltung der Schussfäden 7 bzw. der Kettfäden 6 in dem Verbindungsbereich 4 vorgesehen sein.
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Bei der Ausführungsform gemäß 4 weist der Schussfaden 7 bzw. der Kettfaden 6 einen transparenten Fadenkern 10, d. h. einen Fadenkern 10, der aus dem oben beschriebenen, transparenten Kunststoffmaterial besteht, und eine Umhüllung 11 auf, die aus dem Licht absorbierenden Material 8 besteht oder dasselbe aufweist. Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, dass die Umhüllung 11 vollständig aus dem Licht absorbierenden Material besteht, sondern das Licht absorbierende Material 8 könnte wiederum in Form der Kohlenstoffpartikeln 9 und/oder als Licht absorbierende Farbe und/oder als Licht absorbierende Folie vorliegen. Bei der Ausführungsform mit der Umhüllung 11 um den Fadenkern 10 wird nur die Oberfläche des Schussfadens 7 bzw. des Kettfadens 6 angeschmolzen, da der Fadenkern 10 keine Laserstrahlung absorbiert.
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Die in 4 dargestellte Ausführungsform des Schussfadens 7 ist insbesondere auch zur Bildung des Kettfadens 6 geeignet, da der transparente Fadenkern 10 die erforderliche Festigkeit des Kettfadens 6 gewährleistet. In diesem Fall könnte gegebenenfalls auf das Licht absorbierende Material 8 in den Schussfäden 7 verzichtet werden.
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In 5 ist der Verfahrensschritt der Verbindung der beiden Enden 2 und 3 des Saugbands 1 in dem Verbindungsbereich 4 dargestellt. Dabei wird mittels einer Laserstrahlerzeugungseinrichtung 12 ein Laserstrahl 13 auf das auf einer Unterlage 14 aufliegende Gewebe 5 des Saugbands 1 in dem Verbindungsbereich 4 gerichtet, der von dem Licht absorbierenden Material 8 in den Schussfäden 7 bzw. in den Kettfäden 6 absorbiert wird. Dies führt zu einer derartigen Veränderung des Gefüges der Schussfäden 7 bzw. der Kettfäden 6, dass diese homogen aufschmelzen und die beiden Enden 2 und 3 miteinander verbunden werden können. Vorzugsweise wird während des Verschweißens in dem Verbindungsbereich 4 ein Druck auf das Gewebe 5 aufgebracht, um die beiden Enden 2 und 3 desselben miteinander zu fügen. Insbesondere diese Maßnahme ermöglicht es, in dem Verbindungsbereich 4 eine ähnliche Dicke zu erreichen wie im restlichen Saugband 1, sodass das auf diese Weise verbundene Saugband 1 eine gleichmäßige Dicke aufweist.
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Vorzugsweise werden die mit dem Licht absorbierenden Material 8 versehenen Schussfäden 7 bzw. Kettfäden 6 so in das Saugband 1 eingewebt, dass bei der späteren Verbindung mittels des Laserstrahls 13 nur bestimmte Fadengruppen verbunden werden.
