DE1163717B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: A 24 c

Deutsche Ki.: 79 b-24

Nummer: 1163 717

Aktenzeichen: E 17762III / 79 b

Anmeldetag: 13. Juni 1959

Auslegetag: 20. Februar 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Filterelementen aus fortlaufenden, gekräuselten Fasern oder Fäden durch Zusammenfassen und Formen der gegebenenfalls entsprechend vorbehandelten Fasern oder Fäden zu der gewünschten Gestalt des Filters, während diese sich zweckmäßig in im wesentlichen entspannten Zustand befinden.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von Filterelementen verbessert werden, bei dem die Fasern oder Fäden, nachdem sie ausgebreitet, mit einem Weichmacher behandelt und aufgefiaumt sind, mit Hilfe mechanischer Mittel in eine Vorrichtung zum Zusammenfassen der vorher gekräuselten Fasern oder Fäden zum Formen von Filterelementen gezogen werden.

Es hat sich herausgestellt, daß das bekannte Verfahren gewisse Nachteile aufweist, deren Ursachen darin zu sehen sind, daß durch das Ziehen der Fasern die Kräuselungen zum großen Teil wieder ausgezogen werden. Der Verlust der Kräuselung hat aber zur Folge, daß nur Filterelemente mit einer unbefriedigenden Kompaktheit und geringen Festigkeit erhalten werden können.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich ein Bündel aus fortlaufenden, gekräuselten Fasern oder Fäden zu einem dicht gepackten Filterelement unter wesentlicher Erhaltung der Kräuselung gemäß der Erfindung dadurch zusammenfassen und formen läßt, daß das Zuführen der Fasern oder Fäden mittels eines eine Schubkraft ausübenden Gasstromes, insbesondere eines Luftstromes, erfolgt. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren werden die Fasern oder Fäden nach dem Verfahren gemäß der Erfindung somit nicht in die formende Vorrichtung gezogen, sondern gedrückt oder geschoben. Hierdurch wird die Auflösung der Kräuselung ganz wesentlich vermindert, wenn nicht ganz unterdrückt, da die Fasern oder Fäden nur unter einer ganz geringen Spannung stehen oder sich im wesentlichen entspanntem Zustand befinden. Dies hat zur Folge, daß die Filterelemente nach der Erfindung gegenüber solchen, die nach dem bekannten Verfahren hergestellt werden, bei gleichem Druckabfall über die Filterlänge eine bessere Entzugswirkung oder bei gleicher Entzugswirkung einen geringeren Druckabfall aufweisen, was bedeutet, daß die Filter nach der Erfindung fester und kompakter sind als die bekannten.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es ferner, daß feinere und stärker gekräuselte Fasern oder Fäden verwendet werden können, da die Ge-Verf ahren und Vorrichtung zum Herstellen
von Filterelementen

Anmelder:

Eastman Kodak Company,

Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff

und H. Bartels, Patentanwälte,

Stuttgart N, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:
Vernon Kelsy Wexler,
Kingsport, Term. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. September 1958

(Nr. 761 602)

fahr, daß die Fasern oder Fäden brechen können, bedeutend vermindert wird.

Als zweckmäßig hat sich erwiesen, einen Gasstrom mit einem Druck von etwa 0,14 bis 1,1 atü zu verwenden. In vorteilhafter Weise wird nach dem Aufbringen des Gasstromes auf die Fasern oder Fäden und vor dem Zusammenfassen außerdem eine Bahn eines Umhüllungsmaterials zugeführt, wodurch das Filterelement im wesentlichen in bekannter Weise gleichzeitig mit seiner Formung umhüllt wird. Anschließend wird auf übliche Art die Umhüllung rund um das Filterelement verklebt und dieses in Längsabschnitte zerschnitten.

Zum Durchführen des Verfahrene nach der Erfindung wird in zweckmäßiger Weise eine Vorrichtung benutzt, bei der die Einführung der Fasern oder Fäden mit bekannten Mitteln, etwa durch Rollen, bewirkt wird und der Vorschub durch die Vorrichtung über einen endlosen Gurt erfolgt, der mit dem Zuführmittel für das Umhüllungsmaterial in Verbindung steht. Nach der Erfindung besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus der folgenden Kombination: Rollen zum Zuführen der zweckmäßig ausgebreiteten Fasern zu einer den Gasstrom liefernden Düse, die im wesentlichen die Gestalt eines Kegelstumpfes mit einer großen, gegen die Rollen gerichteten Endfläche und mit einer kleinen, den Mitteln zum Zusammenfassen und Formen der Fasern oder

409 509/77

drischer Gestalt. Mit anderen Worten ist das Formglied ganz allgemein ähnlich der Form des zu erzeugenden Filters gestaltet. Da im vorliegenden Fall ein zylindrisches Filterelement erzeugt werden soll, das 5 der zylindrischen Gestalt einer Zigarette entspricht, hat das Formglied an seinen äußeren Oberflächen ebenfalls zylindrische Gestalt und verjüngt sich gegen das Ausgangsende zu. Der untere Teil des Formgliedes 9 kann in gewissem Ausmaß offen oder sonst

Fäden zugeordneten Endfläche hat, einem endlosen
Gurt und Zuführmitteln für das Umhüllungsmaterial
zwischen Düse und den Formmitteln. Zweckmäßig
wird eine solche Vorrichtung verwendet, bei der die
Luftdüse unmittelbar benachbart zu den Formmitteln
angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Düse in einem Winkel von etwa
30° zu den Formmitteln angeordnet, und/oder die
große Endfläche der Düse hat einen Durchmesser
von etwa 50 mm und die kleine Endfläche einen ι ο so konstruiert sein, daß er die Unterbringung eines solchen von etwa 15 bis 16 mm. In vorteilhafter endlosen Gurtes 11 gestattet. Dieser Gurt wird durch Weise besteht die Düse ferner aus einem Innen- und eine Trommel 12 betrieben. Er geht über und unter einem Außenteil, die entsprechend mit Gewinden ver- verschiedene Rollen 13, 14, 15 und 20, wobei er umsehen sind, derart, daß eine Luftkammer zwischen läuft und so das Formglied 9 zu einem Fördermittel den Teilen ausgespart bleibt, die eine kleine, im 15 für die im Verlaufe des Verfahrens gebildeten Filterwesentlichen ringförmige Austrittsöffnung aufweist. stäbe macht. Die Antriebstrommel und die Rollen In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel sind so angeordnet, wie in der Zeichnung gezeigt, so dargestellt; es zeigt daß der Gurt unter dem Formglied 9 in zweckmäßig F i g. 1 eine halbschematische Seitenansicht einer paralleler Richtung hindurchgeht. Femer ist in Zu-Vorrichtung zum Erzeugen von Filterelementen mit 20 Ordnung zu dem Formglied 9 und dem Gurt 11 eine einer Anordnung, die eine Saugdüse gemäß der Er- im wesentlichen endlose Bahn eines Umhüllungsfindung aufweist, materials 16, etwa Papier, vorgesehen. Dieses Um-F i g. 2 eine gleichfalls halbschematische Seiten- hüllungsmaterial wird von einer Zufuhrrolle 17 unter ansicht in etwas vergrößertem Maßstab, die die Saug- und über Führungsrollen 18 und 19 herbeigefördert, düse im Schnitt zeigt sowie insbesondere deren Anord- 25 Wie in der Zeichnung gezeigt, wird es in fortlaufennung relativ zu den damit zusammenwirkenden Teilen. den Kontakt mit dem gebildeten Filterelement ge-Im Folgenden wird F i g. 1 von rechts nach links bracht, derart, daß das Filterelement von dem Umfortschreitend beschrieben. Dabei muß man sich vor- hüllungsmaterial eingeschlossen werden kann, stellen, daß ein Bündel gekräuselter, fortlaufender Am anderen Ende der eben beschriebenen Vor-Fasem hergestellt wurde und nun durch die Vorrich- 30 richtungsteile sind eine Verkleberolle 21, Führungstung gemäß Fig. 1 zur Bildung eines Filterelements schienen22, Versiegelungsmittel 23 und eineSchneid-

anordniung 24 vorgesehen. Diese verschiedenen Teile dienen dazu, in der angegebenen Reihenfolge einen Klebstoff auf die Kanten des Umhüllungsmaterials 35 aufzubringen, dieses zu falten und das verhüllte Filterelement zu verkleben sowie es in Längenstücke zu zerschneiden. Diese einzelnen Bestandteile und ihre Wirkungsweise stimmen im großen und ganzen mit entsprechenden bekannten überein (USA.-Patent-Fasern, die vorher in bestimmter, gewünschter Weise 40 schrift 2 794 480), gehören deshalb nicht zur Erfinbehandelt wurden. Die Fasern können vorher auf- dung und brauchen nicht ausführlicher beschrieben geflaumt, durch Rollen ausgebreitet, mit Weich- zu werden.

macher besprüht worden sein u. dgl. Diese Vor- I_n F i g. 2 sind die Düse 6, die Zunge 8 und das

behandlung ist entweder bekannt (USA.-Patentschrift FormgHed 9 in vergrößertem Maßstab gezeigt. Auch 2 794 480) oder bereits vorgeschlagen; ihre Erwäh- 45 das Umhüllungsmaterial 16, der endlose Gurt 11 und nung dient nur dem besseren Verständnis des nach- die Rollen 15 und 19 sind, wie ersichtlich, in Fig. 2 folgenden, sie gehört daher nicht zur Erfindung. Der J_n vergrößertem Maßstab dargestellt. Faserstrang 1 wird über und um Rollen 2 und 3 ge- Die Düse 6 hat vorzugsweise eine kegelförmige

führt, um die Fasern von der vorhergehenden Be- Gestalt. Die Düse kann im ganzen als eine Art Kegelhandlung, wie dem Aufflaumen, dem Besprühen mit ₅₀ stumpf angesehen werden, der auf der Eingangsseite Weichmacher usw., der Behandlung gemäß der Er- 30 einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist als

auf der Ausgangsseite 31. Die Düse besteht im wesentlichen aus einem Inoenteil 32 und einem Außenteil 33. Diese Teile sind bei 34 mit Gewinden ver-55 sehen oder sonst so ausgebildet, daß sie zusammengefügt werden können und dabei eine Kammer 35 bilden, die den Innenteil zur Gänze umgibt. Bei 36 ist in dieser Kammer eine öffnung vorgesehen, die dem Punkt entspricht, an dem die Leitung 7 eintritt. Die

Stelle nur erwähnt, daß die Düse mit einer Leitung 7 60 Innenwände der Kammer sind, wie bei 37 angedeutet, zur Zufuhr von Luft oder eines ähnlichen Gasstromes so gestaltet, daß eine Auslaßöffnung 38 rund um den versehen ist. Mantel des Innenteiles vorgesehen ist. Mit anderen

Die Düsenanordnung 6 gemäß der Erfindung ist Worten, diese Auslaßöffnung gestattet das Austreten femer in enger Nachbarschaft zu einer Zunge 8 eines der Luft oder des sonstigen Fördergases durch das im Ganzen mit 9 bezeichneten Formgliedes angeord- 65 Ausgangsende 31 der Düse.

net, so daß sie der Zufuhr unter und in diese dient. Wie ersichtlich, ist die Düse 6 vorzugsweise in

Das Formglied ist im vorliegenden Fall der Erzeu- einem bestimmten Winkel zur Zunge 8 des Formgung von Zigarettenfiltern im allgemeinen von zylin- gliedes 9 angeordnet. Auch ist die Düse zweckmäßig

hindurchgeschickt wird. Mit anderen Worten zeigt
die Beschreibung einen Weg durch die Vorrichtung
zum Überführen ausgebreiteter, fortlaufender Fasern
in ein kompaktes Filterelement.

Ein Strang 1 aus gekräuselten, fortlaufenden Fasern
in ausgebreitetem Zustand soll in ein Filterelement
übergeführt werden. Ein solches Faserband umfaßt
mehrere Tausend einzelne fortlaufende, gekräuselte

findung zuzuführen. Die Fasern gelangen so an die
mit 4 bezeichnete Stelle, von wo sie zusammengefaßt
und zu einer stabartigen Gestalt nach Art eines
Filterelementes geformt werden sollen.

Zweckmäßig benachbart zur Stelle 4 ist eine kegelförmige Saugdüse 6 angeordnet. Da die Konstruktion
dieser Düse weiter unten im Zusammenhang mit
F i g. 2 im einzelnen beschrieben wird, wird an dieser

an ihrer Außenseite bei 39 so gestaltet, daß ein müheloses Bewegen der Bahn des Umhüllungsmaterials darunter und ebenso die Bewegung des endlosen Gurtes 11 gewährleistet ist.

Der Anordnungswinkel der Düse relativ zu dem Formglied kann auf verschiedene Weise beschrieben werden. Die Längsachse der Düse wird vorzugsweise etwa 30° oberhalb oder unterhalb der Längsachse des Formgliedes 9 angeordnet, oder — auf das Düseninnere bezogen — die obere Wand des Düseninneren verläuft etwa 45° oberhalb der Horizontalachse des Formgliedes und die untere Wand etwa 15° unterhalb dieser Horizontalachse.

Die Größe der Düse hängt in gewissem Grade von der Größe und der Anzahl der gekräuselten Fasern ab, die ihr zugeführt werden sollen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung von Zigarettenfiltern hat sich eine Düse mit etwa 5 cm Durchmesser beim Eingang und etwa 15 bis 16 mm Durchmesser beim Ausgang recht bewährt. Eine solche Düse dient also zur Verarbeitung von 10 000 bis 20 000 Fasern mit einer Stärke von 1 bis 10 Denier pro Faser. Weitere Angaben bezüglich der Düse gehen aus den folgenden Beispielen hervor, die die Verarbeitung von Fasern eines Deniers von 2 bis5 zeigen.

Obwohl die Luft oder das sonstige Gas direkt durch die Leitung 7 in die Düse eingeführt werden kann, können nach Wunsch auch Kontrollventile in die Düse eingebaut werden, um die gewünschte Kontrolle des Volumens und/oder des Druckes des in die Düse geschickten gasförmigen Mediums zu gewährleisten. Durch variable Steuerung in der Gasleitung lassen sich also Filterstäbe mit gewissen Gewichtsvariationen herstellen. Anders ausgedrückt können Filterstäbe mit einheitlicheren Gewichten und/oder Druckabfällen aus Fasern hergestellt werden, die in ihrem Gewicht etwas schwanken. Die Steuerung kann in Mitteln zum Variieren des Luftdruckes bestehen, die an der Düse oder der Mündungsöffnung in der Düse angreifen. Im allgemeinen ist es zur Herstellung von Filterstäben für Zigaretten von Vorteil, wenn die Mündung 38 einen Durchmesser von etwa 15 bis 16 mm hat.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung erscheint zu einem erheblichen Ausmaß aus einem Betrachten der Zeichnungen unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung offensichtlich. Sie ist verhältnismäßig einfach und wirksam, doch soll eine kurze allgemeine Beschreibung folgen:

Ein Band aus mehreren Tausend fortlaufenden, gekräuselten Fasern 1 läuft über und unter den Rollen 2 und 3 durch, bis es zu der mit 4 bezeichneten Stelle kommt, wo es in die Düse eingeführt wird. Es ist verhältnismäßig einfach, die Fasern in die Düse einzuführen, da das der Düse zugeführte Gas diese im wesentlichen selbsttätig macht. Durch Zufuhr einer genügenden Menge Luft zu der Düse wird das Band gekräuselter Fasern unter die Zunge 8 und in die Foirmmittel 9 gebracht, wo die Fasern zusammengefaßt und zu einem zylindrischen Filterelement geformt werden. Gleichzeitig wird das Umhüllungsmaterial 16 kontinuierlich zugeführt, und der endlose Gurt 11 fördert den umhüllten Filterstab aus dem Formglied 9 heraus zu den folgenden Verfahrensstufen, die durch die Teile 21, 22 und 23 erfolgen und in einem Versiegeln des Umhüllungsmaterials rund um den Stab und einem Zerschneiden des Stabes in Längsabschnitte bestehen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgenden Beispiele verwiesen, die bevorzugte Ausführungsformen beschreiben.

Beispiel 1

Man stellt eine Reihe von Paaren von Filterelementen gleicher Faserart und -größe her. In jedem Paar von Filterelementen werden also fortlaufende Celluloseacetatfasern mit einem Einzeldenier von weniger als 16 in Form eines Bandes aus mindestens 4000 Fasern hergestellt.

Jeweils ein Filterelement jedes Paares wird nach bekannten Verfahren durch Ziehen der Fasern durch das Formiglied zusammengefaßt und geformt. Das jeweils andere Filter des Paares wird gemäß der Erfindung verarbeitet und durch die Düse 6 geschickt, wobei die Fasern durch die Luft in entspanntem Zustand in das FormgMed9 !geschoben werden. Dies wird bewirkt, indem man Luft mit etwa 0,57 atü durch die Leitung 7 in die Düse schickt.

Die verschiedenen, so hergestellten Filterpaare werden den folgenden Vergleicheprüfungen unterworfen. Ein nach bekannten Verfahren ohne Verwendung der Düse gemäß der Erfindung hergestellter Filterstab mit einem Denier pro Faser von 5 und einem Gesamtdenier von 60 000 ergibt einen durchschnittlichen Druckabfall von 14,8 cm Wassersäule bei einem Gewicht von 0,813 g pro Stab. Ein gemäß der Erfindung hergestellter Stab erzeugt einen Druckabfall von 19,9 cm Wassersäule bei einem Gewicht von 0,843 g. Mit anderen Worten läßt sich aus diesem höheren Gewicht ableiten, daß der gemäß der Erfindung hergestellte Filterstab kompakter und fester ist. Ein anderes, aus einem fortlaufenden Faserstrang mit einem Einzeldenier von 2 und einem Gesamtdenier von 40 800 hergestelltes Filterpaar ergibt einen Druckabfall von 21 bzw. 26,3 cm Wassersäule und Gewichte von 0,607 bzw. 0,631 g pro Stab. Wiederum ist also der gemäß der Erfindung hergestellte Stab stärker; er hat ein größeres Gewicht und ist also kompakter.

Die aus dem letztgenannten Strang von fortlaufenden Fasern mit einem Einzeldenier von 2 hergestellten Stäbe werden in vergleichbarer Weise auf Zigaretten aufgesetzt und auf einer RauchmasoMne in der zum Prüfen der FHterwirksarnkeit üblichen Weise abgeraucht. Die gemäß der Erfindung hergestellten Filter ergeben einen Entzug von 35°/», was 5% mehr ist als der mit bekannten Filtern erreichbare Entzug. Diese 5°/oige Steigerung des Entzugs bedeutet eine wesentliche Verbesserung der Filterwirkuiig, wenn man in Betracht zieht, daß die Filter gemäß der Erfindung mit einem der besten bekannten Filter verglichen wurden.

Beispiel 2

Nach diesem Beispiel stellt man sogenannte BNC-Stäbe gemäß der Erfindung aus einem CeMuloseacetatstrang mit einem Finzeldenier von 2,1 und einem Gesamtdenier von 48 000 her. Probestäbe dieser Ansätze, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, ergeben Filterelemente mit einem Gewicht von 0,4975 g und einem Druckabfall von 29,8 cm Wassersäule, sowie einen Entzug von mindestens 31%. Diese Filierelemente gemäß der Erfindung werden mit sogenannten BNJ^Stäben verglichen, die nach bekannten Verfahren aus einem Celluloseacetatstrang mit einem Einzeldenier von 2,1 und einem

Gesamtdenier von 54 000 hergestellt sind. Das Stabgewicht dieser bekannten Elemente beträgt 0,5635 g und der Druckabfall ebenfalls 29,8 cm Wassersäule. Diese bekannten Stäbe ergeben, obwohl sie aus einem Faserbündel mit um etwa 6000 größerem Gesamtdenier hergestellt wurden, einen Entzug von nur 28°/o. In beiden Fällen sind die Stäbe je 60 mm lang und haben einen Umfang von je 24,7 mm.

Beispiel 3

Nach diesem Beispiel werden sogenannte 4-PN-Filterelemente gemäß der Erfindung aus Celluloseacetatstrang mit einem Einzeldenier von 2,1 und einem Gesamtdenier von 40 800 mit HMe der Saugdüse gemäß der Erfindung in die Formmittel gefördert. Die dabei geformten Stäbe haben ein Gewicht von 0,631 g. Dieses Beispiel soll einen Vergleich der Härte der Filterelemente geben. Man prüft deshalb den gemäß der Erfindung hergestellten Filterstab und findet einen Härtewert von 8,1.

Das Verfahren zur Härteprüfung ist das folgende: Man bestimmt die Härte des Filterstabes, indem man die senkrechte Kompression des Stabes unter der Wirkung einer plötzlich angelegten Last bestimmten

Stab mit einem Gewicht von 1,066 g. Eine 15 mm lange Spitze entzieht 36% Festkörper aus dem Rauch. Bei Verarbeitung mit Hilfe der Saugluftdüse gemäß der Erfindung wiegt der 90 mm lange Stab 1,096 g und eine 15 mm lange Spitze entzieht 41 °/o der Feststoffe aus dem Rauch. Diese Steigerung des Entzugs wird auf Kosten eines zusätzlichen Druckabfalles in der Spitze von weniger als 0,75 cm Wassersäule bewirkt.

Gemäß der Erfindung kann man Filter auch aus anderem faser- oder fadenartigem Material als aus Celluloseacetat herstellen, wie durch die folgenden Beispiele gezeigt wird, obwohl nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens fortlaufende, gekräuselte Celluloseesterfasern verwendet werden.

Beispiel 5

Man stellt Baumwollfasern mit Hufe üblicher Krempel- und Ziehverfahren her, wobei die Fasern 150 g pro Yard wiegen. Diese Fasern führt man einer bekannten Form- und Umhüllungsanordnung zu und formt sie zu 90 mm langen Stäben mit einem Umfang von 24,7 mm. Diese Stäbe wiegen 0,91 g pro Stab und einen Druckabfall von 23,5 cm. Ähnliche Fasern

Betrages ermittelt. Der Stab wird der Länge nach auf 25 mit einem Gewicht von 170 g pro Yard werden in der eine flache Platte gebracht und unter einem vertikal gleichen Weise verarbeitet und führen zu Stäben mit angeordneten Amboß zentriert. Der Amboß hat einen einem Gewicht von 1,02 g pro Stab und mit einem

Druckabfall von 27,0 cm Wassersäule. Die erste Fasersorte wird auch in einer an Stelle des üblichen Trichters die Saugdüse gemäß der Erfindung enthaltenden Vorrichtung verarbeitet. Die dabei erhaltenen Stäbe wiegen je 0,98 g und ergeben einen Druckabfall von 27,0 cm Wassersäule. Wie ersicht-

Durchmesser von etwa 12,5 mm und weist ein flaches Ende auf, das parallel zu der Platte verläuft. Der Amboß wird in ganz schwachen Kontakt mit dem Stab gebracht. Dann wird der Amboß plötzlich freigegeben, so daß er auf den Stab drückt. An einer Skala wird die Bewegung des Ambosses in Einheiten von Zehntelmillimetern gemessen, und die erhaltene lieh, steigt dabei der Druckabfall auf den nach be

Ablesung ist der Härtewert. Das Gesamtgewicht des 35 kannten Verfahren aus schwereren Fasern erhaltenen

Ambosses beträgt 347,5 g. Da der Stab laufend mit abnehmender Geschwindigkeit weiterkomprimiert wird, erfolgt die Messung 10 Sekunden nach dem Anlegen der Last. Es liegt auf der Hand, daß ein starker Filterstab weniger komprimiert wird als ein weicher, so daß eine niedrige Ablesung Festigkeit bedeutet. Das angegebene Prüfverfahren wird durch die meisten Filter- und Zigarettenerzeuger verwendet. Im allgemeinen bedeutet ein Härtewert von 9,0 oder Wert an, aber das Gewicht liegt in der Mitte zwischen den nach bekannten Verfahren für die leichten und den für die schweren Fasern erhaltenen Werten. Dies bedeutet eine wirksamere Verwertung des Materials.

Beispiel 6

Ein Strang aus Polyesterfasern mit einem Einzeldenier von 0,7, einem Gesamtdenier von 28 000 und zwölf Kräuselungen pro Zentimeter wird in einer

darunter, daß das Filter befriedigende Eigenschaften 45 Vorrichtung ohne die Saugdüse gemäß der Erfindung für die Verarbeitung in Maschinen aufweist, in denen verarbeitet. Dabei erhält man einen 90 mm langen Filterspitzen auf Zigaretten aufgesetzt werden, und Stab mit einem Druckabfall von 25 cm, von dem eine daß die Spitze dabei eine Festigkeit erhält, die dem 15 mm lange, auf einen 70 mm langen Tabakteil aufgesetzte Spitze 43 °/o der Feststoffe des Rauches entzieht. Wenn der gleiche Strang unter Verwendung der Saugluftdüse verarbeitet wird, steigt das Stabgewicht etwas an, der Druckabfall des 90 mm langen Stabes

normalen Raucher angenehm ist.

Zum Vergleich gegenüber Stäben, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, werden sogenannte 4-QR-Stäbe nach bekannten Verfahren aus gleichartigen Fasern, nämlich aus einem Celluloseacetatstrang mit einem Einzeldenier von 2,1 und einem vergrößert sich auf etwa 27,8 cm Wassersäule, und eine 15 mm lange Spitze entzieht 48% der Feststoffe

Gesamtdenier von 40 800, hergestellt. Diese bekann- 55 aus dem Rauch. Eine Entzugssteigerung diesen Aus-

ten Stäbe wiegen 0,6185 g und zeigen einen Härtewert von 12,5 bei Prüfung mit HiKe der gleichen Vorrichtung und nach dem gleichen Verfahren, wie eben beschrieben. Alle geprüften Stäbe haben einen Umfang von 24,7 mm und sind 90 mm lang.

Die kleinere Maßzahl von 8,1 bei den Stäben gemäß der Erfindung macht offenbar, daß diese Stäbe beträchtlich fester sind als die bekannten.

Beispiel 4

Man verarbeitet einen Celluloseacetatstrang mit einem Einzeldenier von 3,2 und einem Gesamtdenier von 78 000 in üblicher Weise zu einem 90 mm langen maßes läßt sich nicht erzielen, indem man das Gesamtdenier des Stranges so stark erhöht, daß der gleiche Druckabfall erzeugt wird, wenn man die Stäbe ohne die Saugluftdüse herstellt.

Obwohl in den vorstehenden Beispielen verhältnismäßig geringe Luftdrücke von etwa 0,2 bis 0,6 atü angegeben sind, kann es zum Arbeiten mit höherer Geschwindigkeit erwünscht sein, den Luftdruck bis auf etwa 1,1 atü zu steigern. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeiten, wie sich zeigen läßt, nicht nur bei feineren als den bisher zur Filtererzeugung verwendeten Fasern, etwa bei Fasern mit einem Einzeldenier von etwa 2, befriedigend,

sondern auch bei Fasern mit einem Denier von 5 oder darüber sowie bei einem Gesamtdenier von 80 000 und mehr. In ähnlicher Weise funktioniert das Verfahren gemäß der Erfindung auch bei Fasern befriedigend, die verschiedene Kräuselungsgrade von etwa 2,4 bis zu etwa 16 pro Zentimeter aufweisen. Nach der Erfindung gelingt also die Herstellung von Fasern, die etwa zehn Kräuselungen pro Zentimeter aufweisen, mit Erfolg, wogegen nach bekannten Verfahren die Handhabung solcher Fasern wegen des übermäßigen Faserbruches nicht gut gelingt. Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet also nicht nur bei den bisher zur Erzeugung von Filtern üblichen Fasern befriedigend, sondern auch bei feineren und stärker gekräuselten Fasern, als sie bisher für praktisch verwendbar gehalten wurden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Filterelementen aus fortlaufenden, gekräuselten Fasern oder Fäden durch Zusammenfassen und Formen der gegebenenfalls entsprechend vorbehandelten Fasern oder Fäden zu der gewünschten Gestalt des Filters, während diese sich zweckmäßig in im wesentlichen entspannten Zustand befinden, d a durch gekennzeichnet, daß das Zuführen der Fasern oder Fäden zum Zusammenfassen und Formen mittels eines eine Schubkraft ausübenden Gasstromes, insbesondere eines Luftstromes, erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Gasstromes im Bereich von etwa 0,14 bis 1,1 atü liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen des Gasstromes auf die Fasern oder Fäden und vor dem Zusammenfassen außerdem eine Bahn eines Umhüllungsmaterials zugeführt wird, wodurch das Filterelement im wesentlichen in bekannter Weise gleichzeitig mit seiner Formung umhüllt wird, und daß anschließend auf übliche Art die Umhüllung rund um das Filterelement verklebt und dieses in Längsabschnitte zerschnitten wird.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgende Kombination: Rollen (2, 3) zum Zuführen der zweckmäßig ausgebreiteten Fasern (1) zu einer den Gasstrom liefernden Düse (6), die im wesentlichen die Gestalt eines Kegelstumpfes mit einer großen, gegen die Rollen (2, 3) gerichteten Endfläche (30) und mit einer kleinen, den Mitteln (8, 9) zum Zusammenfassen und Formen der Fasern oder Fäden zugeordneten Endfläche (31) hat, einen endlosen Gurt (11) und Zuführmittel (18,19) für das Umhüllungsmaterial zwischen Düse und den Formmitteln (8, 9).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüse (6) unmittelbar benachbart zu den Formmitteln (8,9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (6) in einem Winkel von etwa 30° zu den. Formmitteln (8, 9) angeordnet ist und/oder daß die große Endfläche (30) der Düse (6) einen Durchmesser von etwa 50 mm und die kleine Endfläche (31) einen Durchmesser von etwa 15 bis 16 mm hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (6) aus einem Innenteil (32) und einem Außenteil (33) besteht, die entsprechend mit Gewinden (34) versehen sind, derart, daß eine Luftkammer (35) zwischen den Teilen (32, 33) ausgespart bleibt, die eine kleine im wesentlichen ringförmige Austrittsöffnung (38) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 853 720, 1006 773, 682.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 509/77 2.64 © Bundesdruckerei Berlin