DE1146797B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Tabakrauchfilters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tabakrauchfiltern und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung, wobei die Filter aus Strangabschnitten eines Stranges gewonnen werden, der aus in einem Gasstrom zusammengeführten Einzelfasern gebildet ist.

Die Erfindung resultiert aus der Aufgabenstellung ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen es möglich ist, in einem Luft- bzw. Gasstrom dispergierte Fasern, und zwar potentiell klebrige und potentiell nichtklebrige, zu einem verdrillten Strang zusammenzuführen, der die potentiell klebrigen und potentiell nichtklebrigen Fasern in möglichst guter Durchmischung enthält.

Es ist bereits bekannt, derartige Fasern zusammenzubringen, um sie durch anschließende Aktivierung beispielsweise mittels Wärme oder einem Lösungsmittel an ihren Berührungsstellen zu verbinden und damit ein in sich zusammenhängendes Gebilde zu schaffen.

Es ist weiterhin bekannt, die potentiell klebrigen Fasern dadurch zu bilden, daß man eine aus dem Fasermaterial bestehende Flüssigkeit in eine Gasatmosphäre ausdüst und zu Vliesen, Strängen od. dgl. niederschlägt, wobei der an sich kontinuierlich ausgedüste Faden zu Fasern aufgebrochen wird. Unter Benutzung dieser bekannten Gegebenheiten ist das Verfahren gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die potentiell klebrigen Fasern von einer kreisenden Gasströmung erfaßt und die potentiell nichtklebrigen Fasern in die Gasströmung eingeführt, zur Ausbildung eines Stranges gesammelt und in bekannter Weise zu Filterstücken weiterverarbeitet werden. Zur Durchführung des Verfahrens wird die kreisende Gasströmung in einer Vorrichtung erzeugt, die im wesentlichen aus einem kegelstumpfförmigen, oben offenem Behälter besteht, an dessen Innenwandung eine schraubenförmige Leitfläche verläuft, deren Achsbereich für den Durchlauf des zu bildenden Stranges freigehalten ist. Am Boden des Gehäuses, in dem ein Gebläse seinen druckseitigen Anschluß hat, ist eine Sprühvorrichtung vorgesehen.

Die benutzten faserbildenden Thermoplasten sind beispielsweise synthetische, nicht elastomere Polymeren, die zur Faserbildung aus Lösungen flüchtiger organischer Lösungsmittel oder heißer Schmelzen oder beider befähigt sind.

Als nicht elastomere, für die Zwecke der Erfindung dienende Thermoplasten, können in großer Mannigfaltigkeit Stoffe verwendet werden, die im allgemeinen aus den Klassen oder Gruppen gewählt

Verfahren und Vorrichtung
zum Herstellen eines Tabakrauchfilters

Anmelder:

American Viscose Corporation,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. April 1955 (Nr. 502 164)

Laurence R. B. Hervey, West Concord, Mass.,

Worth Wade, Rosemont, Pa.,

und Derek E. Till, Concord, Mass. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

sind, die aus organischen Zellulosederivaten, thermoplastischen Harzen und bei Wärme formbaren Harzen bestehen. Diese Thermoplasten umfassen beispielsweise organische, mit Lösungsmitteln lösliche Zelluloseester wie Zelluloseazetat und Zelluloseazetatbutyrat, organische, mit Lösungsmitteln lösliche Zelluloseäther wie Äthylzellulose, wasserlösliche Zelluloseäther, wie Hydroxyäthylzellulose, Vinylharze u. dgl.

In bekannter Weise kann die Sprühflüssigkeit hergestellt werden, indem man den faserbildenden Thermoplasten in einem organischen Lösungsmittel auflöst, das bei mäßig erhöhter Temperatur verflüchtigt werden kann, oder indem die Sprühflüssigkeit aus einer heißen Schmelze oder geschmolzenen Masse des Thermoplasten selbst besteht. Ist die Sprühflüssigkeit beispielsweise eine Lösung eines Thermoplasten, so kann sie etwa 10 bis 55% des faserbildenden Thermoplasten enthalten. Die Eigenschaften der zu bildenden Fasern können, durch Zugabe von Zusätzen in die Sprühflüssigkeit, in bekannter Weise beeinflußt werden. Außerdem können Füllstoffe, färbende Mittel, wie Farbstoffe und Pigmente, Plastifizierungsmittel u. dgl., der Lösung der Thermoplasten oder der heißen Schmelze zugesetzt werden. Durch Änderung der Anteile des Lösungs-

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mittels, des Thermoplasten und des eventuellen Zusatzstoffes kann die Viskosität der Sprühflüssigkeit über einen weiten Bereich geändert werden. Weiterhin ist es möglich, Sprühflüssigkeiten zu benutzen, die für den Gebrauch bei den üblichen oder herkömmlichen Spinnmethoden gänzlich ungeeignet sind. Die Temperaturen der Gasströme können etwa so erhöht werden, daß der Grad der Verflüchtigung des Lösungsmittels vergrößert wird. An Gasen können verwendet werden etwa Luft, Stickstoff, Kohlendioxyd, (Wasser-)Dampf u. dgl.

Die Thermoplasten sind potentiell klebrige Stoffe, wie vorstehend beschrieben, und da die Fasern beim Ausdüsen klebrig sind, können zusammengesetzte strangähnliche Gefüge gebildet werden unter Ein-Schluß bereits im Gasstrom enthaltenen Materials, wie als feste Teilchen vorgebildete potentiell nichtklebrige Fasern, beispielsweise aus Kunstseide. Wenn diese im Gasstrom bereits enthaltenen potentiell nichtklebrigen Fasern mit den potentiell klebrigen in Berührung kommen, haften sie mit diesen an den Berührungspunkten zusammen. Der Strang aus ineinandergreifenden Fasern wird kontinuierlich entfernt und gegebenenfalls nachträglich außerdem in bekannter Weise einer Aktivierungsbehandlung unterworfen.

An Hand einer zeichnerischen Darstellung werden das Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert. In dieser Darstellung zeigt die

Fig. 1 ein schematisiertes Schnittbild der Vorrichtung und

Fig. 2 den Querschnitt einer weiteren möglichen Ausbildungsform der Faserbildungseinrichtung.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem kegelstumpfförmigen Gehäuse 1, auf dessen Innenwandung eine schraubenförmige Leitfläche 2 vorgesehen ist. Diese kann von gleichmäßiger Breite in ihrem Verlauf durch das Gehäuse sein, oder sie kann am Boden des Gehäuses schmal beginnen und nach oben hin breiter werden. Die Neigung der Leitflächen 2 ist hinsichtlich der Durchströmrichtung zweckmäßig in der dargestellten Art ausgeführt. Der Achsbereich 3 der Leitfläche 2 ist für die Durchströmung und den Durchlauf des gebildeten Stranges freigehalten.

In Bodennähe des Gehäuses 1 ist ein Sprühaggregat 4 angeordnet, das eine Sprühflüssigkeitsröhre 5 aufweist, die in einer Anzahl sich aufwärts erstreckender Sprühdüsen 6 endet. Eine Gasleitung 7 umgibt die Sprühflüssigkeitsröhre 5 und deren Düsen 6. Die Sprühflüssigkeit aus einem nicht elastomeren Thermoplasten wird fortlaufend durch die Sprühdüsen 6 mittels einer Pumpe (nicht gezeigt) ausgepreßt. Ein Gasstrom wird dabei dauernd durch die Leitung 7 mittels eines Gebläses (nicht gezeigt) mit einer beträchtlich höheren Geschwindigkeit geschickt als die der ausgedüsten Sprühflüssigkeit. Die Sprühflüssigkeit tritt aus jeder Düse als ein zusammenhängender Massestrahl aus, der verdünnt und in Querrichtung durch den Hauptgasstrom hoher Geschwindigkeit aufgebrochen wird, um unzusammenhängende Fäserchen 8 von verschiedener Länge zu bilden. Die Ausstoßgeschwindigkeit der Flüssigkeit und die Geschwindigkeit des Gases können zur Regelung des Verdünnungsgrades und damit des Durchmessers der Faser und zur Regelung der Faserlänge entsprechend variiert werden. Im allgemeinen werden für eine gegebene Sprühflüssigkeit die Fasern oder Fäserchen um so feiner, je größer die Gasgeschwindigkeit in bezug auf die Ausstoßgeschwindigkeit ist. Der Neben gasstrom, etwa aus Luft, wird in dem Boden des Gehäuses 1 mittels eines Gebläses 9 eingeleitet und durch eine ringförmige Öffnung 10 unter die Leitfläche 2 gelenkt. Der Nebengasstrom wird, im Zentrum des Gehäuses einen Wirbel bildend, entlang der Leitfläche 2 geführt, wodurch ein Sog zur Gehäuseachse erzeugt wird. Die Wirbelgasströmung trägt demgemäß die Fasern 8 zur Gehäuseachse. Sobald die potentiell klebrigen Fasern miteinander in Berührung kommen, verbinden sie sich an ihren Berührungspunkten unter gleichzeitiger Einbindung bereits im Gasstrom vorhandener und vorher eingeführter potentiell nichtklebriger Fasern. Der Bindungsgrad zwischen den benachbarten Fasern ist von dem Zustand der Fasern zur Zeit, in der sie miteinander in Berührung kommen, abhängig. Oft wird es der Fall sein, wenn die Fasern bereits weniger klebrig sind, daß sich eine relativ lose Bindung der Fasern einstellen wird. Der Strang wird kontinuierlich aus dem Gehäuse 1 mittels einer Führungsrolle 11 entfernt und wird dann durch eine Kammer 12 geführt, worin die thermoplastischen Fasern aktiviert werden, um sie erneut klebrig zu machen. Nach Durchlaufen des Stranges durch die Kammer 12 werden die klebrigen thermoplastischen Fasern deaktiviert, um einen Strang 13 zu bilden, in dem die Fasern dauerhaft miteinander verbunden sind.

Die Ausdüsvorrichtung kann auch beispielsweise gemäß Darstellung in Fig. 2 gestaltet sein. Sie besteht aus einer kreisförmigen, hohlen Scheibe 14, mit Bordring 15 und Deckplatte 16, die eine Kammer 17 umfassen. Im Bordring sind radiale Sprühdüsen 18 angebracht, die mit der Kammer 17 in Verbindung stehen. Ein Gebläserad mit einer Anzahl Flügel 19, welche das Gas bewegen, ist konzentrisch an der Scheibe 14 befestigt. Dieses Aggregat ist drehbar um die Welle 20 in Bodennähe des Gehäuses 1 angeordnet. Die faserbildende Flüssigkeit wird in die Kammer 17 durch die röhrenförmige Welle 20 geleitet. Die Arbeitsweise einer mit einer solchen Sprüheinrichtung versehenen Vorrichtung ist ähnlich derjenigen, die in Verbindung mit der Fig. 1 beschrieben wurde. Die auf diese Weise hergestellten Stränge werden nach ihrer Fertigstellung auf entsprechende Länge zur Verwendung als Tabakrauchfilter geschnitten.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen eines Tabakrauchfilters, unter Verwendung eines aus potentiell klebrigen und aus potentiell nichtklebrigen verbundenen Fasern bestehenden Stranges, wobei die potentiell nichtklebrigen Fasern an den Berührungsstellen mit thermoplastischen potentiell klebrigen Fasern verbunden sind, die aus einer Sprühflüssigkeit gewonnen, in eine Gasatmosphäre versprüht und die entstehenden Fasern gebrochen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die potentiell klebrigen Fasern von einer kreisenden Gasströmung erfaßt und die potentiell nichtklebrigen Fasern in die Gasströmung eingeführt, zur Ausbildung eines Stranges gesammelt und in bekannter Weise zu Filterstücken weiterverarbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die potentiell klebrigen, thermoplastischen Fasern Vinylharz und für die potentiell nichtklebrigen Fasern Kunstseide (Rayon) verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorzugsweise kegelstumpfförmigen Gehäuse (1) an seiner Innenwandung eine schraubenförmige Leitfläche (2) mit axialem freiem Durchlaß (3) angeordnet ist und daß im Bereich des Bodens des Gehäuses (1) in dem ein Gebläse (9) seinen druckseitigen An-

Schluß hat, eine Sprühvorrichtung (4 bis Ί, 14 bis 20) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 867167, 874 666, 585;

schweizerische Patentschrift Nr. 220 994; britische Patentschrift Nr. 609 167; USA.-Patentschriften Nr. 2156 316, 2185 417, 399 258,2476 582.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1028 926, 1115 170.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen