DE1272794B

DE1272794B - Method and device for the production of nonwovens

Info

Publication number: DE1272794B
Application number: DEC20676A
Authority: DE
Inventors: James Frank Carothers; Charles Richard Haley; Ralph Grady Higgins Jun; William Thoms Allman Jun; Claude Emerson Layman
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1958-06-26
Filing date: 1960-01-30
Publication date: 1968-07-11
Also published as: FR78153E; GB922698A; US3148101A; DE1230702B; CH363602A; GB915353A; FR1227864A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W/WW> PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN W / WW> PATENT OFFICE Int. Cl.:Int. Cl .:

A24cA24c

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 79 b-24 German class: 79 b -24

Nummer: 1272794 Number: 1272794

Aktenzeichen: P 12 72 794.5-23 (C 20676) File number: P 12 72 794.5-23 (C 20676)

Anmeldetag: 30. Januar 1960 Filing date: January 30, 1960

Auslegetag: 11. Juli 1968Opening day: July 11, 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Faservliesen, die sich als Filter bzw. zur Herstellung von Filtern, insbesondere zum Filtern von Tabakrauch, eignen.The invention relates to a method and an apparatus for the production of nonwovens, which can be used as filters or for the production of filters, in particular for filtering tobacco smoke.

Die meisten zur Zeit verwendeten Zigarettenfilter bestehen aus Bündeln von gekräuselten Kunstfäden, die sich gewöhnlich überwiegend in der Längsrichtung der Zigarette erstrecken. Bei der Herstellung dieser Filter ist es vor der Umhüllung mit Papier erforderlich, aus den Fäden ein Bündel bzw. einen Strang zu bilden, den Strang zu kräuseln und die gekräuselten Fäden zu lagern, weil die lineare Geschwindigkeit der anschließenden Verarbeitung anders ist als bei den vorangegangenen Arbeitsgängen. Weiter ist es notwendig, den Strang zu bearten bzw. zu lockern, um die Einzelfäden voneinander zu trennen und den parallelen Verlauf der Kräuselungen zu beseitigen, damit keine Kanäle gebildet werden, durch die der Rauch ungefiltert strömen kann. Ferner muß ein Weichmacher aufgebracht werden, um den Zusammenhalt der Fäden zu einem festen Körper zu fördern. Nach dem Einhüllen in Papier müssen die Filter gehärtet werden, um die Fäden an den Berührungsstellen miteinander zu verkleben und die Filter zu versteifen.Most of the cigarette filters currently in use consist of bundles of curled synthetic threads, which usually extend predominantly in the longitudinal direction of the cigarette. In the preparation of This filter, it is necessary before wrapping with paper, from the threads a bundle or a Forming the strand, curling the strand and storing the curled strands because of the linear speed the subsequent processing is different from the previous operations. It is also necessary to machine the strand or to loosen, in order to separate the individual threads from each other and the parallel course of the crimps to be eliminated so that no channels are formed through which the smoke can flow unfiltered can. Furthermore, a plasticizer must be applied in order to keep the threads together to promote solid body. After being wrapped in paper, the filters must be hardened in order to achieve the To glue threads together at the points of contact and to stiffen the filters.

Gegenstand eines älteren Vorschlages ist ein Verfahren zum Herstellen von Filtern für Tabakrauch oder andere Gase aus einem Vlies, bestehend aus Fäden, die durch Auspressen von flüssigem faserbildendem Material durch Düsen in eine die Verfestigung des ausgepreßten Materials bewirkende Gasatmosphäre gewonnen werden, wobei das Vlies kontinuierlich mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Spinngeschwindigkeit der Fäden abgezogen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die noch nicht vollständig erhärteten Fäden einer wirbelnden Gasatmosphäre ausgesetzt werden und in dieser dadurch während ihrer Weiterbewegung an zahlreichen Stellen miteinander in Berührung kommen und dabei an diesen unregelmäßig liegenden Berührungsstellen durch Eigenverklebung miteinander verbunden werden.The subject of an older proposal is a procedure for the production of filters for tobacco smoke or other gases from a fleece consisting of threads, by pressing liquid fiber-forming material through nozzles into a solidification of the pressed material causing gas atmosphere can be obtained, the fleece continuously is withdrawn at a lower speed than the spinning speed of the threads, the is characterized in that the not yet fully hardened threads of a swirling gas atmosphere are exposed and in this thereby during their further movement in numerous places come into contact with each other and at these irregularly lying points of contact can be connected to each other by self-gluing.

Die Erfindung betrifft eine Abwandlung des erwähnten älteren Vorschlages, und die Aufgabe besteht darin, ein zur Fertigung von Filtern für Tabakrauch dienendes Faservlies auf einfacherem und billigerem Wege herzustellen.The invention relates to a modification of the mentioned earlier proposal, and the object is therein, a non-woven fabric used for the manufacture of filters for tobacco smoke on a simpler and cheaper one To make ways.

Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zum Herstellen von Filtern für Tabakrauch oder andere Gase aus einem Vlies, bestehend aus Fäden, die durch Auspressen von flüssigem faserbildendem Material durch Düsen in eine die Verfestigung des Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
von FaservliesenThe invention therefore relates to a method for producing filters for tobacco smoke or other gases from a fleece, consisting of threads, which by forcing liquid fiber-forming material through nozzles into a solidification of the method and device for production
of nonwovens

Anmelder:Applicant:

Celanese Corporation of America,Celanese Corporation of America,

New York, N. Y. (V. St. A.)New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
5000 Köln 1, DeichmannhausDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
and Dr.-Ing. Th. Meyer, patent attorneys,
5000 Cologne 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:
William Thoms Allman jun.,Named as inventor:
William Thoms Allman Jr.,

Ralph Grady Higgins jun.,Ralph Grady Higgins Jr.,

James Frank Carothers,James Frank Carothers,

Charles Richard Haley, Rock Hill, S. C;
Claude Emerson Layman,Charles Richard Haley, Rock Hill, S. C;
Claude Emerson Layman,

Charlotte, N. C. (V. St. A.)Charlotte, N. C. (V. St. A.)

ausgepreßten Materials bewirkende Gasatmosphäre gewonnen werden, wobei das Vlies kontinuierlich mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Spinngeschwindigkeit der Fäden abgezogen wird, und das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden einer so stark bewegten wirbelnden Gasatmosphäre ausgesetzt werden, daß sich die Fäden zu annähernd einem solchen Grad des Zusammenhalts verflechten und verschlingen, der normalerweise nur durch die übliche Bindung von Faden zu Faden erreicht wird.Pressed-out material causing gas atmosphere can be obtained, the fleece continuously is withdrawn at a lower speed than the spinning speed of the threads, and that The method is characterized in that the threads of such a strongly agitated swirling gas atmosphere exposed to such a degree of cohesion that the threads become intertwine and intertwine, normally only through the usual tying from thread to thread is achieved.

Gegenüber dem Verfahren nach dem älteren Vorschlag ist die Turbulenz der Gasatmosphäre wesentlich stärker, wodurch infolge der Verschlingung und Verflechtung der einzelnen Fäden des Vlieses annähernd ein solcher Zusammenhang und eine solche Festigkeit erreicht werden, wie man sie normalerweise nur durch das übliche Verkleben der Fäden erreicht. Mit Hilfe der gesteigerten Turbulenz der Gasatmophäre wird also ein zusammenhängender Fadenkörper gebildet, bevor eine etwaige Selbstverklebung der einzelnen Fäden erfolgt.Compared to the method according to the older proposal, the turbulence of the gas atmosphere is essential stronger, which approximates due to the intertwining and interweaving of the individual threads of the fleece such coherence and strength can be achieved as one normally would only achieved by the usual gluing of the threads. With the help of the increased turbulence of the Gas atmosphere a coherent thread body is formed before any self-gluing of the individual threads takes place.

Der zylindrische oder abgeflachte Strang kann zu Knäueln gewickelt oder zu Ballen gepackt werden, wie es zur Zeit bei den für die Herstellung von Zigarettenfiltern verwendeten Strängen üblich ist. Vom Knäuel oder Pack od. dgl. kann der Strang durch einen Trichter geführt werden, um seinenThe cylindrical or flattened strand can be wrapped in balls or packed in bales, as is currently the case with the ropes used in the manufacture of cigarette filters. From the ball or pack od. The like. The strand can be passed through a funnel to his

809 569/173809 569/173

Querschnitt auf die Größe und Form der Zigaretten ausgezeichnete Ergebnisse mit Luftstrahlen erzielt, zu bringen, in denen er verwendet werden soll. An- die auf die Fäden auf ihrem Weg zu einer sich schließend wird er auf ungefähr die gleiche Weise, bewegenden Auflage gerichtet wurden. Nach einer wie es zur Zeit bei gekräuselten, gelockerten und Ausführungsform des Verfahrens wird die fadenweichgemachten Strängen üblich ist, zu Filtern ge- 5 bildende Flüssigkeit nach unten in einem spitzen formt. So kann er kontinuierlich in Papier eingehüllt, Winkel zur Auflage, die die Fäden aufnimmt, geauf bestimmte Längen geschnitten und entweder zur spönnen. Hierbei werden Luftstrahlen vorzugsweise späteren Verwendung verpackt oder unmittelbar in so eingestellt, daß sie in einem spitzen Winkel zur Zigaretten eingearbeitet werden. Anstatt den Strang Auflage nach unten gerichtet sind und auf die Fäden aus einem Faservlies herzustellen, können natürlich io treffen, bevor diese auf die Auflage abgelegt werden, auch zwei oder drei dieser Vliese zu einem einzigen Die genaue Geschwindigkeit, mit der das Faden-Strang verdichtet werden. gebilde abgenommen wird, hängt von der Zahl der Ein so hergestelltes Filter zeichnet sich dadurch Spinndüsen, der Spinngeschwindigkeit und dem geaus, daß es aus Fäden besteht, deren durchschnittene wünschten Titer des Vlieses, d. h. dem gewünschten Enden die gegenüberliegenden Stirnflächen des Filters 15 Gewicht in Gramm pro 9000 m, ab. Dieser Titer bilden und die über ihre Länge innerhalb der Dicke hängt wiederum vom vorgesehenen Endverwendungsdes Filters so miteinander verflochten, verschlungen zweck des Vlieses ab. Für die Herstellung von Filtern und gewunden sind, daß das Filter praktisch in für Zigaretten üblicher Größe, z. B. von etwa 25 mm keiner Richtung aufgespalten werden kann. Umfang, liegt der Titer des ganzen Materials ge-Es sei betont, daß die Fadenbildung durch Spinnen 20 wohnlich zwischen etwa 40 000 und 500000 den, der fadenbildenden Flüssigkeit in eine Gasatmosphäre vorzugsweise zwischen 55 000 und 100 000 den. Der erfolgen muß und daß das Naßspinnen, bei dem Titer der Einzelfäden liegt gewöhnlich zwischen etwa eine fadenbildende Flüssigkeit in ein flüssiges 0,5 und 25 den, vorzugsweise unter etwa 10 den. Es Koaguliermittel gesponnen wird, für die Zwecke der ist ein Vorteil der Erfindung, daß nach Wunsch Erfindung völlig unbrauchbar ist. Im letzteren Fall 25 Fäden von nur 3 den und sogar von weniger als hat jeder Versuch, den erforderlichen Grad der 2 den ohne weiteres hergestellt werden können. Die Bewegung der Fäden zueinander zu bewirken, ihre Zahl der Fäden, d. h. die Zahl der Spinndüsen, kann Zerstörung zur Folge, während die Abnahme der bis zu 3000 oder mehr betragen, jedoch werden vorFäden mit einer unterhalb der Spinngeschwindigkeit zugsweise weniger als etwa 1800 verwendet. Durch liegenden linearen Geschwindigkeit lediglich eine 30 Erhöhung der Fadenzahl unter gegebenen Spinn-Kräuselung der Einzelfäden ermöglicht. Zwar können bedingungen ist es möglich, den gleichen Gesamtdie Kräuselungen benachbarter Fäden sich verfangen, titer bei höherer Abnahmegeschwindigkeit zu erhalwenn die Spinndüsen dicht zusammenliegen, so daß ten. Das Abzugsverhältnis, d. h. das Verhältnis der ein Produkt mit einem gewissen Zusammenhalt ge- linearen Spinngeschwindigkeit zur Abzugsgeschwinbildet wird, jedoch läßt sich dieses Produkt leicht in 35 digkeit der Bahn, beträgt wenigstens 1,5, gewöhnlich Längsrichtung der Fäden aufspalten. wenigstens 10 und vorzugsweise wenigstens 25. Auch Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der viel höhere Abzugsverhältnisse von mehreren Erfindung ist es zweckmäßig, die Fäden nach der Hundert können angewendet werden. Niedrige Abwillkürlichen Bewegung zueinander oder an einer zugsverhältnisse verringern die wirksame Filterfläche Stelle, an der sie sich noch in dieser Bewegung be- 40 und/oder die Willkürlichkeit der Fadenanordnung, finden, auf eine bewegte Auflage abzulegen, z. B. auf Diese Willkürlichkeit trägt mit zum Fehlen von ein endloses Band, das so eingestellt ist, daß das aus Kanälen und zur hohen Filterwirkung bei. Das Verden verschlungenen und ineinander verfangenen hältnis wird mit der Zahl der Fäden und ihrem Titer Fäden bestehende Gebilde mit einer linearen Ge- so in Beziehung gebracht, daß ein Produkt mit vorschwindigkeit abgenommen wird, die unter der 45 herbestimmtem Gesamttiter erhalten wird. Bei gege-Spinngeschwindigkeit der fadenbildenden Flüssigkeit benem Abzugsverhältnis und gegebenem Gesamttiter liegt. Vorzugsweise wird die Relativbewegung der ändern sich die Zahl der Fäden und der mittlere Fäden und auch die Ablage auf die bewegte Auflage Titer des Einzelfadens entgegengesetzt, d. h., ihr bewirkt, während die Fäden noch etwas plastisch Produkt ist eine Konstante, die bei Multiplikation und somit klebend sind. Hierdurch findet eine Ver- 50 mit dem Abzugsverhältnis dem Gesamttiter gleich ist. Schmelzung der Fäden an ihren Schnittpunkten und Die Breite und/oder Dicke des Produkts kann sehr damit eine Erhöhung der Festigkeit des erhaltenen unterschiedlich sein. Zur Herstellung von Zigaretten-Gebildes statt. Ein solches Produkt hat genügende filtern kann unter solchen Bedingungen gesponnen Festigkeit, um zur Herstellung von Zigarettenfiltern werden, daß ein Gebilde einer Dicke von etwa 5 bis verwendet werden zu können, ohne daß eine Plasti- 55 50 mm oder mehr erhalten wird. In diesem Fall ist fizierung und Härtung erforderlich ist. Natürlich das Vlies sehr schmal, und zwar gewöhnlich unter können Plastifizierung und Härtung angewendet 300 mm und möglicherweise bis zu etwa 25 mm. Das werden, wenn höhere Steifigkeit des Produkts ge- Vlies kann jedoch auch eine Breite bis zu 500 mm wünscht wird. Wenn die Fäden bei der Ablage stark oder mehr haben. In diesem Fall beträgt seine Dicke klebend sind, fallen sie zusammen und bilden eine 60 gewöhnlich nur 1 oder 2 mm. Das Raumgewicht des verhältnismäßig dichte Bahn, die sich weniger gut Materials, ermittelt an einer praktisch nicht zuzur Herstellung von Filtern eignet, jedoch für die sammengedrückten Probe, liegt gewöhnlich unter Verwendungszwecke von Faservliesen gebraucht 32 kg/m³, vorzugsweise unter 16 kg/m³,
werden kann. Das auf die vorstehend beschriebene Weise her-Die willkürliche Relativbewegung der Fäden wird 65 gestellte Vlies aus ineinander verschlungenen Fäden dadurch hervorgebracht, daß die Fäden in der Gas- sowie der Strang und die Filter, die daraus hergestellt atmosphäre, in der sie gebildet werden, durch eine werden, zeichnen sich durch äußerste Gleichmäßig-Wirbelzone geführt werden. In der Praxis wurden keit aus. Einzelne Filter, die aus verschiedenen TeilenCross-section on the size and shape of the cigarette achieved excellent results with air jets, in which it is intended to be used. To those on the threads on their way to a closing it will be directed in much the same way, moving support. After an embodiment of the method, as is currently the case with crimped, loosened, and thread-softened strands is customary, liquid forming filters is shaped downwards in a pointed shape. So it can be continuously wrapped in paper, angles to the support that picks up the threads, cut to certain lengths and either for fun. Here, air jets are preferably packaged for later use or adjusted directly in such a way that they are incorporated at an acute angle to the cigarette. Instead of the strand facing downwards and producing the threads from a fiber fleece, before these are deposited on the support, two or three of these fleeces can of course also meet to form a single one. The exact speed with which the strand of strand compacts will. A filter made in this way is characterized by spinning nozzles, the spinning speed and the geaus that it consists of threads, the intersected desired titre of the fleece, ie the desired ends of the opposite end faces of the filter 15 weight in grams per 9000 m, from. This titer form and which over its length within the thickness depends in turn on the intended end use of the filter so intertwined, intertwined purpose of the fleece. For the production of filters and are twisted that the filter practically in the usual size for cigarettes, z. B. can be split by about 25 mm in any direction. It should be emphasized that the thread formation by spinning 20 is comfortable between about 40,000 and 500,000 den, the thread-forming liquid in a gas atmosphere preferably between 55,000 and 100,000 den. That must be done and that the wet spinning, at the titer of the individual threads, is usually between about a thread-forming liquid in a liquid 0.5 and 25 den, preferably below about 10 den. There coagulant is spun, for the purposes of that, an advantage of the invention is that, if desired, the invention is completely useless. In the latter case, 25 threads of only 3 den and even less than any attempt at the required grade of 2 den can be readily made. To effect the movement of the threads towards each other, their number of threads, ie the number of spinnerets, can result in destruction, while the decrease in the amount of up to 3000 or more, however, preferably less than about 1800 are used before threads with a spinning speed below the spinning speed. Due to the lying linear speed, only an increase in the number of threads under given spinning crimp of the individual threads is made possible. It is possible that the crimps of neighboring threads get caught up in the same overall titer at a higher take-off speed if the spinnerets are close together, so that the take-off ratio, i.e. the ratio of a product with a certain cohesion, linear spinning speed to the take-off speed is, however, this product can be easily split in the web, is at least 1.5, usually in the longitudinal direction of the threads. at least 10 and preferably at least 25. Even when carrying out the method according to the much higher draw-off ratios of several invention, it is expedient that the threads after the hundred can be used. Low voluntary movement to each other or at a pulling ratio reduce the effective filter area point where they are still in this movement and / or the arbitrariness of the thread arrangement, to be placed on a moving support, e.g. B. on This arbitrariness contributes to the lack of an endless belt, which is adjusted so that the channels and the high filter effect. The entangled and entangled ratio is related to the number of threads and their titer of thread structures with a linear relationship in such a way that a product is removed at a forward speed that is obtained below the total titer determined. At a given spinning speed of the thread-forming liquid benem draw-off ratio and given total denier is. Preferably, the relative movement of the change the number of threads and the middle threads and also the deposit on the moving support titer of the single thread is opposite, that is, it causes while the threads are still somewhat plastic product is a constant that when multiplied and thus adhesive are. This results in a comparison with the deduction ratio being equal to the total titer. Melting the threads at their points of intersection and the width and / or thickness of the product can be very different in order to increase the strength of the product obtained. For the production of cigarette structures instead. Such a product has sufficient filtering strength under such conditions to be able to be used in the manufacture of cigarette filters that a structure of a thickness of about 5 to 50 mm or more can be obtained without a plastic being obtained. In this case, hardening and hardening is required. Of course, the fleece can be very narrow, usually under plasticization and hardening applied 300 mm and possibly up to about 25 mm. This will be the case if the product is more rigid. However, a width of up to 500 mm can also be desired. If the threads are strong or larger when filing. In this case its thickness is adhesive, they collapse and form a 60 usually only 1 or 2 mm. The density of the relatively dense web, which is less good material, determined on a practically unsuitable for the production of filters, but for the compressed sample, is usually 32 kg / m ³ , preferably below 16 kg / m ^{3, when used for nonwovens} ,
can be. The arbitrary relative movement of the threads is produced in the manner described above from interlaced threads by the fact that the threads in the gas as well as the rope and the filter, which are produced from it, through the atmosphere in which they are formed one will be characterized by being guided by the outermost evenly eddy zone. In practice, this has been the case. Individual filters made up of different parts

eines bestimmten Strangs hergestellt werden, haben praktisch das gleiche Gewicht pro Längeneinheit sowie die gleiche Filterwirkung und Porosität. Ein Weichmacher kann zwar verwendet werden, jedoch sind die Filter auch ohne Weichmacher genügend fest und elastisch. Ausgehend von einer Lösung von Celluloseacetat in einem flüchtigen Lösungsmittel wurden Filter hergestellt, die ausgezeichnete weiße Farbe aufwiesen, obwohl kein Pigment eingemischt wurde, während das Gewicht der Filter pro Längeneinheit gewöhnlich geringer ist als der aus dem gleichen Material hergestellten üblichen Filter von gleicher Filterwirkung.of a given strand have practically the same weight per unit length as well as the same filter effect and porosity. A plasticizer can be used, however the filters are sufficiently firm and elastic even without plasticizers. Based on a solution from Cellulose acetate in a volatile solvent was used to produce filters that were excellent in whiteness Although no pigment was mixed in, while the weight of the filters per unit length is usually less than the conventional filter of made of the same material same filter effect.

Die verwendete Vorrichtung kann so eingerichtet werden, daß gleichzeitig mehrere Bahnen hergestellt und zu einem Vlies von erheblicher Breite und Dicke vereinigt werden können. Gegebenenfalls können feinteilige Adsorptionsmittel, wie Kieselsäuregel, Faserflocken od. dgl., auf das Vlies kurz nach dessen Bildung aufgebracht und auf diese Weise in das Vlies eingebettet werden. Werden diese Zusatzstoffe eingeführt, bevor das Vlies trocken ist, können sie auch innerhalb des Vlieses durch Verklebung festgehalten werden. Außer zur Herstellung von Zigarettenfiltern kann das Vlies auch in ausgebreitetem Zustand zur Herstellung von Flachfiltern oder anderen, gewöhnlich aus Faservliesen erzeugten Artikeln verwendet werden.The device used can be set up so that several webs are produced at the same time and can be combined into a web of considerable width and thickness. If necessary, can finely divided adsorbents, such as silica gel, fiber flakes or the like., on the fleece shortly after it Education applied and embedded in this way in the fleece. Will these additives introduced before the fleece is dry, they can also be held within the fleece by gluing will. In addition to the production of cigarette filters, the fleece can also be used in expanded form Condition for the production of flat filters or others, usually made from nonwovens Articles are used.

Als fadenbildende Materialien eignen sich organische Derivate von Cellulose, z. B. deren Äthei und/oder Ester, z. B. Äthylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat, Celluloseacetatformiat, Celluloseacetatpropionat und Celluloseacetatbutyrat. Celluloseester, die gereift wurden, um ihre Löslichkeitseigenschaften zu verändern, können ebenfalls verwendet werden, ebenso Ester, die ungereift sind, d. h. weniger als etwa 0,29 freie Hydroxylgruppen pro wasserfreie Glukoseeinheit enthalten, z. B. Cellulosetriacetat. Zwar eignen sich auch andere fadenbildende Materialien, wie Polyamide, z. B. Nylon 6 oder 66, lineare Polyester, wie Polyäthylenterephthalat, Acrylnitrilpolymere und -mischpolymere, olefinische Polymere, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, PoIyvinylchlorid-Vinylacetat, Polyvinylidenchlorid u. dgl., jedoch werden organische Säureester von Cellulose, z. B. Celluloseacetat, bevorzugt und vorteilhaft trockengesponnen, d. h. als Lösung in eine erhitzte verdampfende Atmosphäre gepreßt.Organic derivatives of cellulose, e.g. B. their Äthei and / or esters, e.g. B. ethyl cellulose, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate formate, Cellulose acetate propionate and cellulose acetate butyrate. Cellulose esters that have been ripened to Altering their solubility properties can also be used, as can esters that are unripened are, d. H. contain less than about 0.29 free hydroxyl groups per anhydrous glucose unit, z. B. cellulose triacetate. Other thread-forming materials, such as polyamides, e.g. B. Nylon 6 or 66, linear polyesters such as polyethylene terephthalate, acrylonitrile polymers and copolymers, olefinic polymers such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride-vinyl acetate, Polyvinylidene chloride and the like, but organic acid esters of cellulose, z. B. cellulose acetate, preferably and advantageously dry spun, d. H. as a solution in a heated one Pressed evaporating atmosphere.

Neben der Erfüllung ihrer anderen Aufgaben erleichtert beim Trockenspinnen die auf die Fäden gerichtete Druckluft die Herstellung einwandfreier Fäden. Insbesondere kühlt sich die Luft während der Ausdehnung ab und verhindert auf diese Weise eine zu schnelle Entfernung des Lösungsmittels von der Oberfläche der Fäden. Bei übermäßig schneller Entfernung des Lösungsmittels würde auf jedem Faden eine harte Außenschicht entstehen, die sich der Diffusion des Lösungsmittels aus dem Innern heraus widersetzen würde.In addition to fulfilling its other tasks, dry spinning makes it easier to get on the threads directed compressed air enables the production of flawless threads. In particular, the air cools down during the Expansion and prevents in this way too rapid removal of the solvent from the Surface of the threads. Excessively rapid removal of the solvent would affect each thread a hard outer layer is created, which allows the solvent to diffuse from the inside out would oppose.

Es wurde gefunden, daß ausgezeichnete Filter durch Trockenspinnen erhalten werden, wenn die Fäden unter extrem hohen Drücken gesponnen werden. Zweckmäßig liegt der Spinndruck über 42 kg/cm². Dieser Druck kann durch Verwendung von kleinen Düsen, z. B. von Runddüsen von etwa 0,040 mm Durchmesser oder weniger, bei linearen Spinngeschwindigkeiten von 700 m oder mehr pro Minute erreicht werden. Unter diesen Bedingungen verdampft das Lösungsmittel gewissermaßen explosionsartig, wobei Fäden gebildet werden, deren Oberflächeneigenschaften von denen abweichen, die gewohnlich beim Trockenspinnen einer Lösung durch Runddüsen erzielt werden. Insbesondere der Querschnitt der Fäden ist unregelmäßig und weist zahlreiche Lappen und tiefe Narben, Falten, Einkerbungen, Rillen und/oder Knötchen auf. Die Oberfläche It has been found that excellent filters are obtained by dry spinning when the filaments are spun under extremely high pressures. The spinning pressure is expediently above 42 kg / cm ² . This pressure can be achieved by using small nozzles, e.g. B. of round nozzles of about 0.040 mm in diameter or less, can be achieved at linear spinning speeds of 700 m or more per minute. Under these conditions, the solvent vaporizes explosively, so to speak, with filaments being formed whose surface properties differ from those usually obtained when a solution is dry-spun through round nozzles. In particular, the cross-section of the threads is irregular and has numerous lobes and deep scars, folds, notches, grooves and / or nodules. The surface

ίο der Fäden ist rauh und ähnelt einer Baumrinde. Als Folge der Rillen und Knötchen ist die Fläche pro Gewichtseinheit des Fadens größer. Bei Verwendung als Filter werden durch die Einkerbungen und Unregelmäßigkeiten in verstärktem Umfang Rauchpartikeln zurückgehalten. Durch die ineinandergreifenden Unregelmäßigkeiten ist eine Verschiebung der Fäden zueinander erschwert, so daß ein stärkeres, festeres Filter erhalten wird. Ferner werden durch die starke Bewegung der Fäden kleine Noppen oder Wendeln gebildet, die ebenfalls zur hohen Filterwirkurig beitragen.ίο the threads are rough and resemble the bark of a tree. as As a result of the grooves and nodules, the area per unit weight of the thread is larger. Using As a filter, the notches and irregularities increase smoke particles held back. Due to the interlocking irregularities there is a shift of the threads made more difficult to each other, so that a stronger, stronger filter is obtained. Further be through the strong movement of the threads, small knobs or coils are formed, which also lead to the high Contribute effectively to the filter.

In der Zeichnung ist schematisch als perspektivische Ansicht eine Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Vorrichtung dargestellt.In the drawing is a schematic perspective view of an embodiment of a for Implementation of the method according to the invention suitable device shown.

Die dargestellte Vorrichtung hat drei Spinnbrausen 45 mit flachen Düsenplatten, die im Winkel von 45° zu einem waagerechten endlosen Sieb oder durchlässigen Band 46 angeordnet sind. Das Band wird in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung mit Hilfe der Rollen 47 und 48 angetrieben. Die Rolle 48 und der zugehörige Teil des Siebs 46 liegen außerhalb eines Gehäuses 49, in dem die Spinnbrausen 45, der restliche Teil des Siebs 46 und die weiteren, nachstehend genannten Teile untergebracht sind. (In der Abbildung ist die Vorderseite des Gehäuses weggelassen, damit das Innere sichtbar ist.) Ein länglicher Verteiler 50 mit Luftdüsen erstreckt sich über die ganze Breite des Bandes 46. Luft strömt ständig in einem Winkel von 45° zum Band und im Winkel von 90° zu den Fäden aus den Düsen und trifft kurz oberhalb des Bandes auf die Fäden. Die Fäden 51 werden dadurch teilweise getrocknet, herumgepeitscht, wobei sie an regellos verteilten Stellen miteinander Wendeln und Verflechtungen bilden. Die Fäden fallen als Vlies 52 auf das Sieb 46. Auf dem Weg nach rechts läuft das Vlies 52 nacheinander an den Prallplatten 53 und 54 vorbei und verläßt dann das Gehäuse 49 durch eine Öffnung in der Stirnwand des Gehäuses 49. Es läuft nun durch eine Führung 55 und dann über den waagerechten Teil eines H-förmigen Stabes 56, dessen senkrechte Teile einen Abstand von etwa 6 mm haben. Hierdurch wird das Vlies zu einem Strang verdichtet, der durch ein Klemmwalzenpaar 57 weitergezogen und gelagert oder direkt zu Zigarettenfiltern geformt wird. Oben und unten erstrecken sich Kanäle 58 und 59 über die ganze Länge des Gehäuses 49. Dem Kanal 58 wird Warmluft zugeführt, die durch öffnungen 60, durch das Vlies 52 und durch Öffnungen 61 in den Kanal 59 strömt. Durch Düsen 62 am Vlies 52 wird Frischdampf geblasen, um den Dampfdruck des Lösungsmittels der Spinnlösung zu verringern und auf diese Weise die Trocknung zu beschleunigen.The device shown has three spinnerets 45 with flat nozzle plates at an angle of 45 ° are arranged to a horizontal endless screen or permeable belt 46. The tape is in driven in the direction indicated by the arrow with the aid of rollers 47 and 48. The role 48 and the associated part of the sieve 46 are outside a housing 49 in which the spinnerets 45, the remaining part of the screen 46 and the other parts mentioned below are housed. (In the The front of the case has been omitted to show the inside.) An elongated one Manifold 50 with air nozzles extends the full width of belt 46. Air flows continuously at an angle of 45 ° to the tape and at an angle of 90 ° to the threads from the nozzles and hits short above the tape on the threads. The threads 51 are thereby partially dried, whipped around, where they form coils and interlacing with one another at randomly distributed places. the Threads fall onto the screen 46 as a fleece 52. On the way to the right, the fleece 52 starts running one after the other the baffle plates 53 and 54 and then exits the housing 49 through an opening in the end wall of the housing 49. It now runs through a guide 55 and then over the horizontal part of an H-shaped Rod 56, the vertical parts of which are spaced about 6 mm apart. This closes the fleece compacted a strand, which is pulled by a pair of pinch rollers 57 and stored or is formed directly into cigarette filters. Channels 58 and 59 extend over the top and bottom entire length of the housing 49. The duct 58 is supplied with warm air, which is passed through openings 60 the fleece 52 and flows through openings 61 into the channel 59. Live steam is generated through nozzles 62 on fleece 52 blown to reduce the vapor pressure of the solvent of the spinning solution and on this Way to speed up drying.

example

Die Spinnbrausen hatten je 300 Düsen von 0,028 mm Durchmesser. Durch diese Düsen wurdeThe spinning showers each had 300 nozzles 0.028 mm in diameter. Through these nozzles was

eine Lösung von 26,8 Gewichtsprozent Celluloseacetat (mit einem Acetylwert von 55%) in Aceton unter einem Druck von etwa 42 kg/cm² gepreßt. Die Lösung wurde bei 125° C in einer Menge von 520 g/Min, versponnen. Das Lösungsmittel verdampfte schlagartig von den gebildeten Fäden, wobei sich an der Oberfläche Narben und Einkerbungen bildeten, wie vorstehend beschrieben. Der mittlere Titer der Fäden betrug 2 bis 3 den.a solution of 26.8 percent by weight cellulose acetate (with an acetyl value of 55%) in acetone under a pressure of about 42 kg / cm ² . The solution was spun at 125 ° C. in an amount of 520 g / min. The solvent suddenly evaporated from the threads formed, with scars and notches forming on the surface, as described above. The mean titer of the threads was 2 to 3 den.

Luft von etwa 80° C wurde dem Verteiler 50 unter einem Überdruck von 0,0035 kg/cm² und Luft von 150° C dem Kanal 58 zugeführt, während der durch die Düsen 62 austretende Frischdampf einen Druck von 3,1 kg/cm² hatte.Air at about 80 ° C. was fed to the distributor 50 under an overpressure of 0.0035 kg / cm ² and air at 150 ° C. was fed to the channel 58, while the live steam exiting through the nozzles 62 had a pressure of 3.1 kg / cm ² would have.

Die Fäden bildeten ein Vlies 52 von etwa 550 mm Breite und etwa 1 mm Höhe, das zu einem Strang mit einem Titer von etwa 75 000 den verdichtet wurde. Von diesem Strang geschnittene Filter boten einer Aufspaltung längs der meisten, an die Schnittflächen angrenzenden Ebenen einen erheblichen Widerstand. Auch dann, wenn die Filter gespalten werden konnten, trennten sie sich nicht in gesonderte Stücke.The threads formed a fleece 52 approximately 550 mm wide and approximately 1 mm high, which formed a strand with a titer of about 75,000 that was compacted. Filters cut from this strand offered splitting along most of the planes adjacent to the cut surfaces has a significant impact Resistance. Even if the filters could be split, they did not separate into separate ones Pieces.

Wenn die Spinnbrausen genügend hoch angeordnet werden, erstarren die Fäden, bevor sie durch die Luftströme aus dem Verteiler 50 umhergewirbelt werden. Auf diese Weise kann ein Vlies erhalten werden, dessen Einzelfäden wenig oder überhaupt nicht miteinander verschmolzen sind, das jedoch trotzdem einen festen Zusammenhalt und erhebliche seitliche Festigkeit, bedingt durch die Verflechtung der Fäden, aufweist. Ein solches Vlies bildet einen Strang und Filter, die einer Aufspaltung in Längsrichtung erheblichen Widerstand entgegensetzen.If the spinnerets are placed high enough, the threads solidify before they pass through Air currents from the manifold 50 are swirled around. In this way a fleece can be obtained be whose filaments are fused little or not at all, but that Nevertheless, a solid cohesion and considerable lateral strength, due to the interweaving the threads. Such a fleece forms a strand and a filter that splits up in the longitudinal direction to oppose considerable resistance.

Claims

35 claims:

1. Process for the production of filters for tobacco smoke or other gases from a fleece, consisting of threads produced by pressing liquid fiber-forming material through nozzles obtained in a gaseous atmosphere causing the solidification of the pressed material with the web continuously at a speed slower than the spinning speed of the threads is pulled off, characterized in that the threads are exposed to such a strongly agitated swirling gas atmosphere that they approximate each other intertwine and devour such a degree of cohesion that normally can only be achieved by the usual thread-to-thread binding.

2. The method according to claim 1, characterized in that the threads are substantially completely hardened state of the strongly agitated swirling gas atmosphere suspends.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a solution of a thread-forming material in a volatile solvent, preferably in a solution of cellulose acetate in acetone, expediently at a pressure of more than 43 kg / cm ² , is spun in an atmosphere in which the solvent can evaporate.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the threads with a Titer less than 25 den spun.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the thread-forming Material is spun at a linear rate that is more than 10 times the linear rate Take-off speed of the fleece is.

6. The method according to claim 5, characterized in that the fleece with such Take-off speed in relation to the titer of the threads and the number of threads deducted is that a cylindrical strand is formed with a total of 55,000 to 100,000 den will.

7. Apparatus for practicing the method of claim 1 or following with a downward directed spinneret and a movable support surface provided below this for the fleece, on the discharging means for peeling off and gathering the fleece as well as Strand forming means are arranged, characterized in that between the spinneret and Means for generating such a strong turbulent gas atmosphere are provided on the bearing surface are that if the threads touch each other irregularly, they become irregular Tangles and entanglements at the points of contact with the formation of a fleece causes.

Considered publications:
German Patent No. 874 827;
German interpretative document No. 012 036;
Austrian Patent No. 196 575;
Swiss patent specification No. 225 326.

1 sheet of drawings