DE1188998B

DE1188998B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Filtermaterialstranges fuer Tabakrauchfilter od. dgl.

Info

Publication number: DE1188998B
Application number: DEE17650A
Authority: DE
Inventors: Richard Fairbanks Dyer; Paul Gallagher
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1958-05-21
Filing date: 1959-05-16
Publication date: 1965-03-11
Also published as: NL239385A; ES249365A1; GB918598A; US3079663A; FR1226046A; MY6400012A; CH356705A; NL113839C; DE1188998C2

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

A24c

Deutsche Kl.: 79 b-24

Nummer: 1188 998

Aktenzeichen: E17650ΙΠ/79 b

Anmeldetag: 16. Mai 1959

Auslegetag: 11. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Filtermaterialstranges aus fortlaufenden gekräuselten Fäden, der zu Tabakrauchfiltern für Zigaretten, Pfeifen sowie Zigaretten- und Zigarrenhaltern weiterverarbeitet werden kann, leichter als die bisher bekannten vergleichbaren Filtermaterialstränge ist und auf vergleichsweise einfache Art hergestellt werden kann. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens.

Zum Herstellen von Filtermaterialsträngen sind verschiedene Verfahren bekannt. Die modernen Verfahren gehen von aus einer Vielzahl von gekräuselten Einzelfäden bestehenden Fadenbündeln oder Fadensträngen aus, die mittels Rollen aus einem ¹S Vorratsbehälter abgezogen, einer Ausbreitung unterworfen, mit einem Bindemittel versehen und wieder zu einem Strang zusammengerafft werden. Die wichtigste Stufe des Verfahrens ist dabei die Ausbreitung des Fadenstranges, d.h. die Überführung des an sich kompakten Stranges in eine aufgelockerte, bauschige Form. Je besser die Ausbreitung des Fadenstranges gelingt, um so besser ist in der Regel die Filterleistung des Materials. Bei den bisher bekannten Verfahren erfolgt die Auflockerung oder Ausbreitung des Fadenstranges in einer Weise, die hier als »Spannungsausbreiten« bezeichnet werden soll. Bei dieser Verfahrensweise wird der Fadenstrang dadurch aufgelockert, daß er zwischen zwei längs seiner Durchlaufstrecke im Abstand voneinander angeordneten Stellen einer die Kräuselungen der Fäden vorübergehend verflachenden Zugspannung ausgesetzt wird und daß die Zugspannung beim Auslauf des Fadenstranges aus der stromabwärts gelegenen Stelle plötzlich vermindert wird, wobei durch die Wiederausbildung der Kräuselungen der Fadenstrang nach der Seite hin aufgelockert wird, und daß der Fadenstrang anschließend in die Form eines dünnen horizontalen Bandes übergeführt wird, indem aus mehreren Düsen ein Luft- oder Gasstrom auf den Strang vertikal und senkrecht zu seiner Durchlaufrichtung geblasen wird.

Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, daß die dem Ausgangsmaterial eigene Kräuselung durch das Spannen des Fadenstranges teilweise verlorengeht. Auch kommt es vor, daß Fäden über ihre Streckgrenze hinaus gespannt werden und dann reißen. Weiterhin hat sich gezeigt, daß die bisher verwendeten Düsen nicht besonders wirksam sind, d. h. den Arbeitsprozeß nur unbefriedigend unterstützen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Nachteile des Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Filtermaterialstranges für Tabakrauchfilter od. dgl.

Anmelder:

Eastman Kodak Company, Rochester, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff und H. Bartels, Patentanwälte, Stuttgart 1, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:

Richard Fairbanks Dyer,

Paul Gallagher, Kingsport, Tenn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 21. Mai 1958 (736 900)

bekannten Verfahrens vermeidet und insbesondere die Herstellung eines leichteren, gut geöffneten Stranges ermöglicht, indem die Fäden ihre ursprüngliche Kräuselung beibehalten, so daß aus dem Filtermaterialstrang Filterstäbe mit im Verhältnis zum Gewicht der Stäbe vergleichsweise hoher Wirksamkeit hergestellt werden können.

Die gestellte Aufgabe wurde im Rahmen eines Verfahrens, bei dem der Strang mittels Hindurchführens durch Luftdüsen einem bandförmigen Luftstrom ausgesetzt, hierdurch ausgebreitet, in diesem Zustand spannungslos weitergeführt, gegebenenfalls mit einem Binde- oder Lösungsmittel besprüht und danach zu dem fertigen Strang zusammengerafft wird, dadurch gelöst, daß der Filterstrang nicht mehr einem »Spannungsausbreiten« und der Einwirkung eines senkrecht einwirkenden bandförmigen Luftstromes unterworfen wird, sondern daß vielmehr nach der Erfindung der bandförmige Luftstrom über seine Breite ununterbrochen ist und in Längsrichtung des Stranges verläuft.

Zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung hat sich insbesondere eine Vorrichtung mit einem Rollenpaar zum Zufördern eines Fadenstranges zu einer nachgeschalteten, zum Ausbreiten des Stranges dienenden Luftdüse, gegebenenfalls

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einer Kammer zum Besprühen der Fäden des aus- Strang ausgeübt wird, die notwendig ist, um ein allzu

gebreiteten Stranges mit einem Binde- oder Lösungs- starkes Durchhängen des Stranges zu verhindern. In

mittel, einem weiteren Rollenpaar zum Abfördern dieser Zone geringer Spannung zwischen Düse 7 und

und einer nachgeordneten Vorrichtung zum Zu- Rollen 9 ist eine Sprühkammer 8 angeordnet, in der

sammenraffen der Fäden zu einem zylindrischen 5 auf den Strang Weichmacher oder ein anderes Ma-

Filtermaterialstrang als geeignet erwiesen, die da- terial aufgebracht wird. Da der Strang in diesem

durch gekennzeichnet ist, daß die Luftdüse als eine Stadium entspannt ist und die Fäden gut getrennt

in Längsrichtung des Stranges wirkende Venturidüse sind, wird eine ausgezeichnete Verteilung und gleich-

mit verbreitertem ununterbrochenem Düsenkanal mäßige Aufbringung des Weichmachers od. dgl. auf

und einer hinter der Düsenöffnung beiderseits des io die Fäden ermöglicht.

Stranges schräg zur Düsenachse einmündende Luft- Nach Verlassen des Rollenpaares 9 wird der Strang

zuführleitung ausgebildet ist. der schematisch dargestellten Zigarettenherstellungs-

Nach dem Verfahren der Erfindung können in vorrichtung 10 zugeführt. Sämtliche Rollen sowie die vorteilhafter Weise Filtermaterialstränge von etwa Vorrichtung 10 werden von einem gemeinsamen An-15 000 bis 100 000 Denier mit Einzelfäden von 0,1 15 triebsmotor 11 angetrieben. Zwischen Motor 11 und bis 8 Denier und einem Kräuselungsgrad von min- Rollenpaaren 4 und 6 sind Transmissionen 12 und 13 destens 2,8 pro Zentimeter hergestellt werden. Zur zur Veränderung der Geschwindigkeit eingeschaltet, Herstellung von Tabakrauchfilterstäben haben sich so daß die Umlaufgeschwindigkeiten der Rolleninsbesondere Filtermaterialstränge von 30 000 bis paare 4, 6 und 9 so eingestellt werden können, daß 50 000 Denier, vorzugsweise 43 000 bis 46 000 Denier 20 die gewünschte Entspannung erreicht wird,
mit Einzelfäden von weniger als 3, vorzugsweise Erfindungsgemäß verfährt man somit in der Weise, etwa 2 bis 3 Denier sowie einem Kräuselungsgrad von daß man einen Fadenstrang mit konstanter Geschwinmindestens 4,6, vorzugsweise mindestens 6,8, als ge- digkeit einer Ausbreitdüse zuführt, den ausgebreieignet erwiesen. teten Strang mit gleicher oder verminderter Ge-

Es hat sich gezeigt, daß der prozentuale Entzug 25 schwindigkeit bezüglich der Zufuhrgeschwindigkeit

von Rauchbestandteilen bei den Filterstäben, die aus aufnimmt und der Wirkung einer zweiten Ausbreit-

nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten düse aussetzt, mit einem Weichmacher besprüht und

Filtermaterialsträngen hergestellt wurden, größer ist schließlich aus der Strangbehandlungszone mit einer

als der nach dem erwähnten bekannten Verfahren relativ zu der anfänglichen Strangzufuhrgeschwindig-

mit »Spannungsausbreiten« hergestellten Filterstäbe, 30 keit verminderten Geschwindigkeit abführt. So kann

bzw. daß es gelingt, eine gleiche Wirksamkeit mit z. B. die Geschwindigkeit, mit der der Strang der

geringerem Materialaufwand zu erzielen. Ausbreitdüse zugeführt wird, 45,70 m/Minute, die

In der die Erfindung erläuternden Zeichnung zeigt Geschwindigkeit, mit der der Strang aus der Ausbreit-

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Ver- düse abgeführt wird, 44,80 m/Minute und die Ge-

fahrens der Erfindung, 35 schwindigkeit, mit der der Strang aus der Behand-

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine beim Ver- lungszone abgeführt wird, 43,89 m/Minute betragen.

fahren der Erfindung verwendete Düse und Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung kann in der

F i g. 3 eine halbschematische Teilansicht der in Weise abgewandelt werden, daß das Rollenpaar 4

F i g. 2 dargestellten Düse von vorn. und die Ausbreitdüse 5 weggelassen werden, so daß

Gemäß Fig. 1 wird von einem Ballen 2 mittels 40 der Strang direkt vom Führungsglied3α zum Rolleneines Rollenpaares 4 ein aus gekräuselten Fäden be- paar 6 geführt wird. Bei einer solchen Ausführungsstehender kompakter Strang 1 über Führungsglieder 3 form wird zwar der Strang unter Umständen nicht und 3 a abgezogen. Von den Rollen 4 gelangt der ganz so wirksam ausgebreitet wie bei der oben be-Strang in eine Ausbreitdüse 5, in die ein Gasstrom schriebenen Ausführungsform mit zwei Düsen, doch mit einem Druck von etwa 0,7 bis 3,5 atü eingeführt 45 führt auch diese Ausführungsform mit nur einer wird. Vorzugsweise wird ein Luftstrom verwendet. Düse zu einer besseren Verarbeitung des Stranges, Die Konstruktion der Düse wird später beschrieben. als dies nach bekannten Verfahren möglich ist. Bei Sie ist derart, daß ein Gasstrom hoher Geschwindig- einer Vorrichtung mit nur einer Düse kann zur Erkeit erzeugt wird, der über die gesamte Breite der zielung guter Ergebnisse mit einem Düsenluftdruck rechteckig geformten Düse gleichmäßig verteilt wird. 50 gearbeitet werden, der etwas größer ist als bei Ver-Durch die Einwirkung des Gasstromes werden die wendung von zwei Düsen.

einzelnen Fäden des Fadenstranges voneinander ge- Eine weitere Ausführungsform besteht darin, nur trennt und der Fadenstrang wird zu einem Faden- die eine Düse 7 zu verwenden und zwischen den band ausgebreitet. Gleichzeitig wird den Fäden durch Rollen 4 und 6 eine gewisse Ausbreitung des Stranges den Gasstrom ein starker Schub erteilt, so daß in 55 durch Einwirkung von Spannung mit oder ohne Zudem Strang zwischen den Rollen 4 und der Düse 5 hilfenahme einer Schlageinrichtung zwischen den eine Spannung erzeugt wird. Nach Verlassen der beiden Rollenpaaren zu bewirken. Eine solche VerDüse 5 wird der Strang einem Rollenpaar 6 züge- fahrensweise erfordert jedoch zur Herstellung von führt, das so schnell umläuft, daß sich der Strang Filtern guter Wirksamkeit und Festigkeit die Verzwischen der Düse 5 und den Rollen 6 in ent- 60 arbeitung eines größeren Stranges.
spanntem Zustand befindet. Die Ausbreitdüsen 5 und 7 sind in F i g. 2 genauer

Der Ausbreitvorgang wird dann durch das Rollen- dargestellt. Die Düsen bestehen aus den Venturi-

paar 6, das Rollenpaar 9 sowie die Düse 7 wieder- düsenteilen 14 und 15, Düsenplatten 16 und 17 sowie

holt. Auch hierbei entsteht unter dem Einfluß des in Endplatten 18 und 18a (Fig. 3). Die Venturidüsen-

Düse eingeführten Gasstromes eine Spannung zwi- 65 teile 14 und 15 weisen seitlich eine kreisförmige

sehen den Rollen 6 und der Düse. Das Rollenpaar 9 Luftkammer mit Einlaßöffnungen 20 auf. Diese

läuft so schnell um, daß zwischen der Düse 7 und Kammer steht durch einen Schlitz 21 mit dem Innern

den Rollen 9 nur eine solche Spannung auf den der Düse in Verbindung, so daß ein freies Durch-

streichen eines Gases oder eines entsprechenden flüssigen Mediums möglich ist. Die Venturidüsenteile 14 und 15 bilden mit den Endplatten 18 und 18 a eine Venturiöffnung 22 in Form eines länglichen Schlitzes, einen Venturihals 23 und einen Venturiausgang 24. Die beiden Düsenplatten 16 und 17 sind durch Kopfschrauben 25 und 26 mit den Venturidüsenteilen 15 bzw. 14 verschraubt. Die Düsenplatten 16 und 17 bilden eine schlitzförmige Eingangsöffnung, die sich bei 28 verengt, für den Fadenstrang. Die Düsenplatte 16 bildet ferner mit dem Venturidüsenteil 15 eine keilförmige Kammer 29, die über den Schlitz 21 in die runde Luftkammer 20 mündet. An der den Gasstrom abgebenden Seite der Kammer 29 läuft sie zu einem Winkel von etwa 15° zusammen, so daß hindurchstreichendes Gas beim Übergang von der Venturiöffnung 22 zum Venturihals 23 zu einem Gasstrom hoher Geschwindigkeit beschleunigt wird. Die Düsenplatte 17 und das Venturidüsenteil 14 wirken in gleicher Weise zusammen. Aus F i g. 2 ist, obwohl nur der Schlitz 22, die Kammer 20 usw. im einzelnen beschrieben sind, ersichtlich, daß auf der anderen Seite des Teiles 17 entsprechende Schlitze, Kammern u. dgl. vorgesehen sind.

Der Strang tritt in die Düse durch die Öffnung 27 ein. In der Düsenspitze 28 wird er von dem »blattförmig« einwirkenden Luftstrom erfaßt. Im Hals 23 mischen sich Luft und Strang, wobei infolge der Einwirkung des Luftstromes auf den Strang eine Spannung ausgeübt wird und in der Düsenöffnung 27 ein Sog entsteht. Dieser Sog saugt den Strang in die Düse ein. Sobald das Luft-Strang-Gemisch den Venturihals 23 verlassen hat und in den sich erweiternden Ausgang 24 gelangt, verliert der Luftstrom an Geschwindigkeit. Dies hat eine explosionsartige Öffnung des Stranges zur Folge, wobei sich die Fäden des Stranges voneinander trennen. Auch vibrieren die Fäden, ähnlich wie bei an der Vorderseite eines elektrischen Ventilators befestigten Bändern. Diese Wirkung trägt weiter zur Trennung der Fäden bei. Da sich der Strang zwischen der Düse und dem nachgeschalteten Rollenpaare entspannen und zusammenziehen kann, bewegen sich die Fäden auch in Längsrichtung zueinander, so daß die Kräuselungsbäuche benachbarter Fäden in statistisch vollkommen willkürlicher Art außer Phase gebracht werden. In dem die Düse verlassenden Strang nehmen die Fäden somit zueinander eine vollständig andere Lage ein als beim Eintreten in die Düse.

Aus F i g. 3 ergibt sich, daß die Düse keinen runden oder zylindrischen Aufbau wie bekannte Düsen aufweist und daß ihr wesentlichstes Merkmal ein verlängerter Schlitz ist. Die Breite der Düse kann z. B. etwa 10 bis 50 cm betragen.

Im einzelnen zeigt Fig. 3 das Lufteinlaßrohr 20, die Düsenplatten 16 und 17, die Düsenöffnung 27 und die Endplatten 18 und 18 a. Die Endplatten bestehen lediglich aus Metallplatten, die die Düse seitlich verschließen.

ImHaIs 23 der Düse wirkt somit ein bandförmiger, sich über die Breite der Düse erstreckender Luftstrom auf den Fadenstrang ein. Der Luftstrom ist bandförmig, weil die Luft sehr rasch etwaige Druckoder Geschwindigkeitsschwankungen in irgendeinem Teil ausgleicht. Wenn also beispielsweise in der Mitte der Düse ein hoher Druck vorliegt, wird dieser rasch durch Übergang von Luft aus der Zone mit hohem Druck zu den benachbarten Zonen mit niedrigerem Druck ausgeglichen. Die Düse ist ferner so dimensioniert, daß die Luftzufuhr in die runde Kammer 20 und in die Kammer 29 bezüglich der Menge, die in und durch den Venturiteil der Düse strömen kann, verhältnismäßig groß ist. Der Strang tritt in die Düse z.B. bei einer Düsenbreite von 25 cm in einer Breite von etwa 5 bis 12 cm ein.
Um eine möglichst wirksame Ausbreitung des

ίο Stranges zu erreichen, sollen bestimmte Dimensionen eingehalten werden. So soll der Divergenzwinkel der Austrittsöffnung 4 bis 10°, vorzugsweise etwa 8° betragen. Die Länge der Austrittsöffnung 24 soll etwa vier- bis zehnmal so lang sein wie der Hals 23, und zwar vorzugsweise etwa siebenmal so lang. Die Länge des Halses 23 soll etwa dreimal so groß sein wie seine Breite. Die Gesamtfläche der Eingangsschlitze 22 soll etwa ein Zehntel der Gesamtfläche des Halses ausmachen. Das letztgenannte Verhältnis kann erst verändert werden je nach dem Grad der in der Öffnung 27 gewünschten Saugwirkung. Ein niedriges Verhältnis vergrößert die Saugwirkung, während ein zu großes Verhältnis einen Rückdruck oder ein Zurückblasen im Düseneingang 27 hervorruft.

Die Breite der Düse hängt weitgehend von der Breite ab, zu der der Strang ausgebreitet werden soll. Das Verhältnis der Fläche des Halses zum Denierwert des Stranges ist nicht besonders kritisch, doch haben sich Werte in der Größenordnung von etwa 6,25 cm² je 50 000 Denier als vorteilhaft erwiesen. Der eingeschlossene Winkel des Venturidüseneinlasses, der durch die Teile 14 und 15 gebildet wird, beträgt etwa 45 bis 135°, vorzugsweise 90°.

Die Art und Weise, in der der Strang in die Düse eingeführt und aus dieser abgeführt wird, kann verschieden sein. Im allgemeinen ist eine geradlinige Führung durch die Düse weniger vorteilhaft. Bessere Ergebnisse erhält man, wenn man den Strang parallel zur Düsenachse einführt und etwa im rechten Winkel dazu entnimmt. Auch ein etwa rechtwinkliger Knick beim Einführen des Stranges in die Düse und ein zweiter etwa rechtwinkliger Knick beim Abführen aus der Düse, wobei die Richtung des Stranges insgesamt umgekehrt oder nicht verändert wird, haben sich als vorteilhaft erwiesen. Eine solche Strangführung kann erreicht werden, wenn man die Düsen 5 und 7 etwas oberhalb oder unterhalb der Spaltebenen der Rollenpaare4 und 6 (Fig. 1) anordnet. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse soll in dem Strang kein Drall und Gegendrall auftreten. Durch richtige Anordnung des Führungsgliedes 3 kann ein etwa vorhandener Gegendrall des Stranges weitestgehend ausgeschaltet werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

In einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 wurden Filterstränge unter Verwendung eines Strangmaterials von 54 000 Denier, bestehend aus etwa 20 800 Fäden von durchschnittlich 2,6 Denier, hergestellt und zu Filterstäben verarbeitet. Zu Vergleichszwecken wurden Filterstäbe nach dem bekannten Spannungsausbreitverfahren hergestellt, wobei ein Strangmaterial von 72000 Denier mit etwa 27700 Fäden mit durchschnittlich 2,6 Denier verwendet wurde. Die Filterstäbe besaßen folgende Eigenschaften:

Vergleichsgröße

Filterstäbe aus Filtersträngen	aus	Filterstäbe	2
gemäß Erfindung		bekannten Filtersträngen
54 000		72 000
2,6		2,6
7,2		6,4
0,74		0,82
11,2		11,3
5,7		7,8
2,1		2,1
34	Beispiel	30

Gesamtdenier

Denier je Faden

Kräuselungen je Zentimeter

Gewicht eines Stabes von 90 mm, g

Druckabfall im Stab in Zentimeter Wassersäule

Härte des Stabes

Druckabfall in einem 15 mm langen Stab in Zentimeter Wassersäule

Entfernter Teeranteil in Prozent

Die Prüfung des Druckabfalles, der Härte, der Teerentfernung und des Gewichtes wurde unter Standardbedingungen nach Verfahren und mit Vorrichtungen durchgeführt, die in der Zigarettenherstellungsindustrie üblich sind. Der Härtewert ist ein Maß für die Deformation des Filterstabes unter einer bestimmten Belastung. Um so niedriger der Wert ist, um so größer ist die Festigkeit. Aus den erhaltenen Ergebnissen ergibt sich, daß sich aus Filtersträngen, die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurden, Filterstäbe herstellen ließen, die leichter und wirksamer sind als die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Stäbe.

15 In einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 wurden Filterstränge ausgehend von einem Fadenbündel von 70 000 Denier mit Einzelfäden von 5 Denier hergestellt. Aus den Filtersträngen wurden dann Filterstäbe hergestellt. Zu Vergleichszwecken wurden Filterstäbe aus Filtersträngen hergestellt, die nach dem bekannten Spannungsausbreitverfahren erzeugt wurden. Der Gesamttiter, der nach dem bekannten Verfahren verarbeiteten Fadenbündel betrug 70000 und 80 000 Denier bei Denierwerten der Einzelfäden von 5. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Vergleichsgröße

Filterstäbe aus Filtersträngen	Filterstäbe	Filtersträngen
gemäß Erfindung	aus bekannten	80 000
70 000	70 000	5
5	5	3,2
3,0	3,0	0,92
0,87	0,80	6,6
6,5	5,1	5,5
6,7	5,1	1,2
1,16	0,9	17
20	12

Gesamtdenier

Denier je Faser

Kräuselungen je Zentimeter

Gewicht eines Stabes von 90 mm, g

Druckabfall im Stab in Zentimeter Wassersäule ...

Härte des Stabes

Druckabfall in einem 15 mm langen Stab in Zentimeter Wassersäule

Entfernter Teeranteil, %

Aus den erhaltenen Ergebnissen ergeben sich die besseren Eigenschaften der Filterstäbe, die aus nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Filtersträngen hergestellt wurden, eindeutig.

Beispiele 3 bis 6

In der folgenden Tabelle A sind die Ergebnisse weiterer Versuche zusammengestellt, wobei Filterstäbe aus nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Strängen mit solchen verglichen werden, die

45 nach dem bekannten Spannungsausbreitverfahren erhalten wurden. Aus den erhaltenen Ergebnissen ergibt sich, daß die Filterstäbe aus nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Filtersträngen mehr Teer entfernen als nach dem erwähnten bekannten Verfahren hergestellte Filterstäbe gleichen Gewichtes. In der Tabelle bezieht sich jeweils die erste Zeile A jedes Beispieles auf die neuen Filterstäbe, während sich die folgenden Reihen B und C auf mehrfach genannten bekannten Filterstäbe beziehen.

Tabelle A

	Einzelfaden denier	Strangdenier	Kräuselungen je Zentimeter	Gewicht von	Härte	Druck abfall	Teer entzug	Druck, atü	Düse 7
Beispiel				20 je 90 mm langen Stäben				Düse 5	1,40
	2,0	54 000	6,8	g	6,3	11,9	33	1,05	—
3A	2,0	54 000	6,8	14,5	8,1	8,6	24	—	—
B	2,0	72 000	6,8	13,3	8,9	13,3	34	—	1,19
C	2,5	54 000	6,8	17,5	5,7	11,2	34	1,19
4A	2,5	54 000	6,8	14,9	11,7	7,0	22		—
B	2,5	72 000	6,8	13,1	7,8	11,0	30	—	2,45
C	3,0	70 000	4,4	16,4	5,8	10,8	29	1,05
5A	3,0	84 600	4,4	16,9	6,8	11,3	29		2,45
B	5,0	70 000	3,0	19,4	6,7	6,5	20	1,05	—
6A	5,0	80 000	3,2	17,4	5,5	6,9	17	—
B			18,5

Die zur Herstellung der Filterstäbe der Beispiele 3 A, 4 A, 5 A und 6 A benötigten Filterstäbe wurden in einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 hergestellt. Die Herstellung der Stränge erfolgte, wie im folgenden Beispiel 7 für ein weiteres Fadenmaterial beschrieben wird.

Beispiel 7

Unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 wurden folgende Bedingungen eingehalten:

Gesamtdenier des Stranges .. 57 000

Fadendenier 3

Kräuselungen je Zentimeter 7,2

Geschwindigkeit der Rollen 4 49,7 m/Minute

Luftdruck der Düse 5 etwa 1,8 atü

Geschwindigkeit der Rollen 6 49,8 m/Minute

Luftdruck der Düse 7 etwa 1,8 atü

Geschwindigkeit der Rollen 9 48,8 m/Minute

Der Strang befand sich somit zwischen Düse 5 und Rollen 6 sowie zwischen Düse 7 und Rolle 9 nicht unter Spannung. Die Geschwindigkeiten der Rollen 4 und 6 waren gleich. Zwischen den Rollen 6 und 9 erfolgte eine geringe Kontraktion des Stranges. Da der gekräuselte Strang sehr elastisch ist, ist es möglieh, zwei Rollenpaare mit gleicher Geschwindigkeit zu betreiben und doch den Strang zwischen der Düse und den Ausgangssrollen leicht zu entspannen, da dieser schlaffe oder entspannte Zustand einer Rückbildung der zwischen den Eingangsrollen und dem Düseneingang durch den von dem Düsenluftstrom erzeugten Zug hervorgerufenen Spannung gleichkommt.

Die in den Beispielen angegebenen Werte für Luftdrücke, Rollengeschwindigkeiten usw. haben sich als besonders geeignet erwiesen. Selbstverständlich kann das Verfahren der Erfindung auch unter anderen Bedingungen durchgeführt werden, z.B. können Luftdrücke von etwa 0,35 bis 7,5 atü angewandt werden. Die Rollengeschwindigkeiten einzelner Rollen können etwa die folgenden sein:

Zufuhrrollensatz 4 27,4 bis 183 m/Min.

Geschwindigkeitsverhältnis der

Rollen 4 zu den Rollen 6 .. 1,20 :1 bis 0,7 :1 Geschwindigkeitsverhältnis der Rollen 6 zu den Rollen 9 .. 1,20 :1 bis 0,8 :1,0

Es können Stränge von etwa 15 000 bis 100 000 Denier mit Fäden von 0,1 bis 8 Denier verarbeitet werden.

Das Verfahren der Erfindung eignet sich dabei insbesondere zur Verarbeitung von Strängen aus stark gekräuselten Fäden. Die Kräuselung der Fäden beträgt im allgemeinen nicht weniger als 2,8 Kräuselungen je Zentimeter und kann etwa 6,8 bis 7,2 je Zentimeter betragen. Gegebenenfalls kann die Kräuselung noch höher sein, etwa bis zu 14 Kräuselungen je Zentimeter.

Obwohl in der Sprühkammer 8 bei der Verarbeitung von Celluloseesterfäden als Weichmacher vorzugs weise Glycerintriacetat in Mengen von 8 bis 12^fl/o auf die Fäden aufgebracht wird, können auch andere Weichmacher, wie Dimethoxyäthylphthalat oder Triäthylcitrat, verwendet werden. Auch andere Stoffe, wie Dextrin oder Gummiarabikum in wäßriger Lösung, können aufgebracht werden.

Nach dem Verfahren der Erfindung können neben Strängen aus Celluloseacetatfäderr auch andere Stränge, z.B. aus Fäden aus Cellubseacetatbutyrat, Celluloseacetatpropionat, Cellulosetriacetat, Acrylamidpolymerisaten und -mischpoJymerisaten, Polyolefinen und Polyestern verarbeitet werden, wobei entsprechend andere Weichmacher, Klebstoffe, Lösungsmittel od. dgl. verwendet warden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Filtermaterialstranges für Tabakrauchfilter od. dgl. aus fortlaufenden gekräuselten Fäden, wobei der Strang mittels Hindurchführens durch Luftdüsen einem bandförmigen Luftstrom ausgesetzt, hierdurch ausgebreitet, in diesem Zustand spannungslos weitergeführt, gegebenenfalls mit einem Binde- oder Lösungsmittel besprüht und danach zu dem fertigen Strang zusammengerafft wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Luftstrom über seine Breite ununterbrochen ist und in Längsrichtung des Stranges verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang vor dem Ausbreiten einer Vorausbreitung unterworfen wird.

3. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Rollenpaar zum Zufördern eines Fadenstranges zu einer nachgeschalteten, zum Ausbreiten des Stranges dienenden Luftdüse, gegebenenfalls einer Kammer zum Besprühen der Fäden des ausgebreiteten Stranges mit einem Binde- oder Lösungsmittel, einem weiteren Rollenpaar zum Abfördern und einer nachgeordneten Vorrichtung zum Zusammenraffen der Fäden zu einem zylindrischen Filtermaterialstrang, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüse (7) als eine in Längsrichtung des Stranges wirkende Venturidüse mit verbreitertem ununterbrochenem Düsenkanal (24) und einer hinter der Düsenöffnung beiderseits des Stranges schräg zur Düsenachse einmündenden Luftzufuhrleitung (21, 29) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein drittes Rollenpaar (4) und eine weitere Düse (5) aufweist, die vor das erste Rollenpaar (6) geschaltet sind.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Divergenzwinkel des Düsenkanals (24) der Düsen (5,7) 4 bis 10° beträgt.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (24) der Düsen (5, 7) vier- bis zehnmal so lang wie sein Durchmesser an der Düsenmündung ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 524 867;
USA.-Patentschriften Nr. 2794480, 2828152.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen