DE1274482B - Vorrichtung zum Herstellen eines fortlaufenden Fadenstranges fuer Tabakrauchfilter od. dgl. - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

A24c

Deutsche Kl.: 79 b-24

Nummer: 1274482

Aktenzeichen: P 12 74 482.0-23 (E 28184)

Anmeldetag: 21. November 1964

Auslegetag: 1. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines fortlaufenden Fadenstranges für Tabakrauchfilter od. dgl. mit einer Bearbeitungszone, durch die der Fadenstrang längs eines geraden Weges bewegbar ist, und mit einer Düse, mittels der ein Gasstrom in die Bearbeitungszone im wesentlichen in der Bewegungsrichtung des Fadenstranges einblasbar ist.

Es ist bekannt (USA.-Patentschriften 2 881769, 2 881770, 2 940456, 2 956329, 3 008 473 und 2 043 736), aus fadenstrangartigen Materialien hergestellte Tabakrauchfilter dadurch zu verbessern, daß man verschiedene, aus kleinen Teilchen bestehende Zusatzmittel auf den Fadenstrang aufsprüht, bevor dieser in stabförmige Filterelemente übergeführt wird. Weiterhin ist es vorgeschlagen, eine vereinfachte, aus einem T-Rohr bestehende Vorrichtung zum Aufspreizen von Fadensträngen zum Herstellen von Tabakrauchfiltern zu verwenden.

Obwohl sich das Aufsprühen von Zusatzmitteln auf den Fadenstrang und das Aufspreizen des Fadenkabels in den bekannten Vorrichtungen in der Tabakrauchfilterherstellung allgemein eingebürgert hat, so ist es doch wünschenswert, das Aufbringen des Zusatzmittels auf den Fadenstrang und das Aufspreizen des Stranges gleichzeitig in einer gemeinsamen Vorrichtung in einem Schritt vorzunehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obengenannten Art zu schaffen, in der ein fortlaufender Fadenstrang gleichzeitig aufgespreizt und mit Zusatzmitteln versehen werden kann, wobei die Vorrichtung im wesentlichen ebenso einfach aufgebaut sein soll wie die letztgenannte bekannte Vorrichtung.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Aufbringen mehrerer getrennter, zueinander konzentrischer Gasströme auf den Fadenstrang mehrere, in der Bewegungsrichtung des Stranges gegeneinander versetzte Bearbeitungszonen mit je einer Düse vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, daß für das Aufspreizen des Kabels und für das Aufbringen der Zusatzmittel verschiedene, unabhängig voneinander einstellbare Gasströme vorhanden sind, so daß in einer einzigen Vorrichtung nach der Erfindung der Fadenstrang im gewünschten Grad aufgespreizt und mit Zusatzmitteln versehen werden kann. Welche Gasströme man zum Aufspreizen und welche man zum Aufbringen der Zusatzmittel benutzt, ist nicht kritisch. Man kann auch allen Gasströmen Zusatzmittel beimengen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Vorhandensein von zwei Gasströmen vorzugs-

Vorrichtung zum Herstellen eines fortlaufenden Fadenstranges für Tabakrauchfilter od. dgl.

Anmelder:

Eastman Kodak Company, Rochester, N. Y.
(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff, H. Bartels
und Dr. J. Brandes, Patentanwälte,
7000 Stuttgart 1, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:

Roy Elmer Hawkins,

Perry Samuel Barker, Kingsport, Tenn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. November 1963
(325 576)

weise der nachgeschaltete Gasstrom zum Aufbringen der Zusatzmittel benutzt wird.

Der Gasstrom oder die Gasströme reißen die Zusatzmittel mit sich und verteilen sie im ganzen aufgespreizten Fadenstrang. Die Zusatzmittel können in trockener, staubförmiger Form oder in Form einer Dispersion fester Teilchen in einer Flüssigkeit vorliegen. Einige zur Verarbeitung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders geeignete Zusatzmittel sind etwa Aktivkohle, Stärke, Stärkederivate, Silicagel, Titandioxyd, Phthalocyaninblau, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Polyalkylenglykol und Glykolester, Karbonsäureester, verschiedene, nicht gesundheitsschädliche Färb- und Geruchsstoffe

u. dgl.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zum Bilden eines Düsenkörpers mit mehreren, je eine Düse aufweisenden Bearbeitungszonen mehrere, an sich bekannte T-Rohr-Strahlför- derer hintereinandergeschaltet, indem die sich konzentrisch in eine die Bearbeitungszone bildende Kammer eines nachfolgenden Strahlförderers hinein

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erstreckende Rohrleitung für den Fadenstrang mit leitung 24, durch welche der Fadenstrang in den der Strangausgangsöffnung des vorausgehenden Strahlförderer 20 einläuft und die den Strahlförderer Strahlförderers verbunden ist. Dadurch, daß erfin- 12 mit dem Strahlförderer 20 verbindet. Die Rohrdungsgemäß die sich in die Kammer des nachfol- leitung 24 ist in der öffnung 16 des Strahlförderers genden Strahlförderers hinein erstreckende Rohr- S 12 durch eine Gewindeverbindung befestigt. Zwileitung gleichzeitig als Verbindungsleitung der ein- sehen dem Strahlförderer 12 und dem Strahlförderer zelnen Strahlförderer benutzt wird, und dadurch, daß 20 wird die Rohrleitung 24 außerdem noch durch an sich bekannte T-Rohr-Strahlförderer verwendet Glieder 11 und 18 gehalten. Durch die Öffnung 22 werden, ergibt sich der Vorteil, daß die erfindungs- wird dem Strahlförderer 20 ein unter Druck stehengemäße Vorrichtung auf ganz einfache Weise durch io des Gas zugeführt, dessen Zuführleitung nicht ge-Hintereinanderschalten von Bauelementen bekann- zeigt ist.

ter, bewährter Konstruktion aufgebaut werden kann. Die Strangspreizvorrichtung 36 weist eine Rohr-

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform leitung 28 auf, die in die Öffnung 23 des Strahlder Erfindung weist die den Fadenstrang führende förderers20 eingeschraubt ist, sowie ein Tragstück Rohrleitung eines nachgeschalteten Strahlförderers i₅ 29, das die anderweitig schon vorgeschlagenen vielen einen größeren Innendurchmesser auf als die den Stranghemmfinger 38 trägt.

Fadenstrang führende Rohrleitung des vorhergehen- Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird der zu behänden Strahlförderers. Dadurch wird erreicht, daß die delnde, ununterbrochene Fadenstrang dem ersten Aufspreizung des Kabels nicht erst bei seinem Aus- Strahlförderer 12 durch die Rohrleitung 32 zugetritt durch den Düsenkörper erfolgt, sondern schritt- 20 führt. Wenn er aus dieser Rohrleitung austritt und in weise schon innerhalb der einzelnen Bearbeitungs- die Kammer 17 eintritt, dann trifft er auf das unter zonen, wodurch eine verbesserte Aufspreizung des Druck stehende Gas, das durch die Öffnung 14 in Fadenstranges erzielt wird. die Kammer 17 einströmt und durch die Rohrleitung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bringt außer- 24 aus der Kammer 17 austritt. Da die Rohrleitung dem noch den Vorteil mit sich, daß ihr Wirkungs- 25 24 einen größeren Durchmesser hat als die Rohrgrad in bezug auf Druckbedarf und benötigte Luft- leitung 32, so neigt der Fadenstrang, wenn er in die menge gegenüber den bekannten Vorrichtungen Kammer 17 eintritt, dazu, sich aufzuspreizen und wesentlich verbessert ist. spreizt sich fortlaufend etwas weiter radial auf, wäh-

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von _rend er durch die Rohrleitung 24 läuft. Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt 30 Am Ausgangsende der Rohrleitung 24 tritt der

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs- Fadenstrang in die Kammer27 des Strahlförderers gemäßen Düsenkörper mit zwei Einblasöffnungen, 20 ein. Hier wirkt das unter Druck stehende Gas, in dem schematisch vereinfacht dargestellt ist, wie das durch die Öffnung 22 in die Kammer 27 eintritt, der Fadenstrang den Düsenkörper in einer engen _auf den Fadenstrang ein. Dadurch wird der Faden-Bahn betritt und den Düsenkörper in aufgespreizter 35 _strang weiter aufgespreizt, und diese Aufspreizung Form verläßt, setzt sich fort, während der Fadenstrang in die Lei-

Fig. 2 und 3 Schnitte längs der Linie2-2 bzw. tung28, die wiederum einen größeren Durchmesser 3-3 in F i g. 1, als die Leitung 24 aufweist, ein- und durch diese

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die zweite Gas- hindurchtritt.

einblasöffnung mit einer an ihr angeschlossenen 40 Dfe endgültige Aufspreizung des Fadenstranges Hilfsdüse zum Beimischen eines Zusatzmittels und geschieht, wenn dieser aus der Leitung 28 heraus in Fig.5 eine stark schematisch vereinfachte An- die Kabelspreizvorrichtung36 gezogen wird. Hier sieht des erfindungsgemäßen Düsenkörpers mit zwei ^a_{11n s}i_ch das unter Druck stehende Gas im wesent-Einblasöffnungen, der zusammen mit anderen Vor- ii_ch_en unbeschränkt ausdehnen, wobei sich der richtungen in eine Bearbeitungseinrichtung zum 45 Fadenstrang in radialer Richtung so weit ausdehnt, Querverdichten des Fadenstranges und Verarbeiten bis er von den biegsamen Hemmfingern 38 zurückdesselben in gleichförmige Filterstäbe eingebaut ist. gehalten wird. Die nachfolgende weitere Bearbei-In F i g. 1 ist ein erfindungsgemäßer Düsenkörper tung des so behandelten und aufgespreizten Stranges mit zwei Einblasöffnungen dargestellt, der einen _wj_rd bei der Beschreibung der Fig. 5 weiter er-Strahlförderer 12 aufweist, der mit einem Strahlför- 50 läutert.

derer 20 in Verbindung steht, welcher wiederum mit In Fig. 4 ist eine Hilfsdüse dargestellt, die in die

einer Strangspreizvorrichtung 36, die Hemmfinger 38 öffnung 22 des den Strahlförderer 20 bildenden aufweist, in Verbindung steht. T-Stückes eingesetzt ist. Die Hilfsdüse besteht aus

Der Strahlförderer 12 besteht aus einem T-Stück einem Körper 42 mit einer Zentralbohrung 44 und 13, das mit Innengewinde versehene Öffnungen 14, 55 einem Gaseinlauftrichter 46. In die Zentralbohrung und 16 sowie eine Kammer 17 aufweist. In der 44 j_st _ej_n Düsenmundstück 48 eingepaßt. Das ZuKammer 17 befindet sich eine Rohrleitung 32, durch satzmittel, das von einem Schraubenförderer oder die der Fadenstrang in den Strahlförderer eintritt. einer ähnlichen Einrichtung geliefert wird, wird Die Rohrleitung 32 ist mit ihrem einen, ein Gewinde durch eine Bohrung 50 des Mundstückes 48 eingeaufweisenden Ende in die Gewindeöffnung 15 ein- 60 saugt, dispergiert und durch einen durch den Eingeschraubt. Durch die Öffnung 14 wird dem Strahl- lauftrichter 46 fließenden Gasstrom in das T-Stück förderer 12 ein unter Druck stehendes Gas züge- des Strahlförderers 20 eingeblasen, führt, dessen Zuführleitung in der Zeichnung nicht J_n Fig. 5 ist dargestellt, wie der Fadenstrang52

dargestellt ist. von einem Fadenvorrat 54, etwa einem Fadenstrang-

Der Strahlförderer 20 besteht in ähnlicher Weise 65 ballen abgezogen wird und zunächst durch eine eine aus einem T-Stück, mit Innengewinde versehenen Bandform herstellende Düse 56 läuft und von die-Öffnungen 21, 22 und 23 sowie einer Kammer 27. ser über eine Rollenführung 58 in den Druckspalt Innerhalb der Kammer 27 erstreckt sich eine Rohr- von Zuführrollen 60 und 62 läuft. Anschließend

läuft der Fadenstrang durch eine Weichmacherauftragevorrichtung 64, in der ein geeigneter Weichmacher auf den Strang aufgebracht wird. An der mit 66 bezeichneten Stelle läuft der Strang in den mit zwei Einblasöffnungen versehenen Düsenkörper 68 ein, in dem ein aus kleinen Teilchen bestehendes Zusatzmittel zugesetzt wird, das über eine Leitung 72 von einem Förderer 70 zugeführt wird. Der behandelte Fadenstrang wird um in einer belüfteten Kammer 80 angeordnete Rollen 76 und 78 zu einer Stabformvorrichtung 82 über eine bekannte Stopfdüse 84 geführt (USA.-Patentschrift 3 050 430).

Die nachstehend aufgeführten Beispiele sollen lediglich zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung dienen.

Beispiel I

Dieses Beispiel zeigt den verbesserten Wirkungsgrad in bezug auf Druck und Luftverbrauch des erfindungsgemäßen Düsenkörpers mit zwei Einblasöffnungen. Die in diesem und in den anderen Beispielen enthaltenen Maßangaben beziehen sich auf die Rohrnenngröße der beiden konzentrischen öffnungen des Düsenkörperendes. Ein 12,7 · 25,4-mm-(Va" · 1")-Düsenkörper mit zwei Einblasöffnungen wurde zum Spreizen eines Fadenstranges von 5 Denier pro Faden (D/F) und einem Gesamtdenier von 200 000 verwendet. Das Aufspreizen wurde mit ungefähr 2,54 m³ pro Minute (90 Standard Kubikfuß pro Minute) Luft vorgenommen, die unter einem Überdruck von ungefähr 0,63 bis 0,70 kg/cm² (9 bis 10 psig) zugeführt wurde. Das Ergebnis entsprach dem, das bei Verwendung von zwei Düsen mit je einer Einblasöffnung mit ungefähr 4,5 m^s pro Minute (160 scfm) Luft mit einem Überdruck von ungefähr 1,26 kg pro Quadratzentimeter (18 psig) beim Aufspreizen eines gleichartigen Fadenstranges erreicht wurde.

Beispiel II

40

Ein 6,35-19,05-mm-(V4-³/4")-Düsenkörper wurde zum Aufspreizen eines Celluloseacetatstranges von Y-förmigem Querschnitt mit 3,3 D/F und einem Gesamtdenier von 46 000 benutzt. Das Aufspreizen wurde mit Luft von 0,35 kg pro Quadratzentimeter Überdruck (5 psig) vorgenommen, was einer Aufspreizung mit Luft von 1,26 bis 1,54 kg pro Quadratzentimeter Überdruck (18 bis 22 psig) in einem herkömmlichen Düsenkörper mit einer üblichen Einblasöffnung entsprach.

Beispiel III

In diesem Beispiel ist das gleichzeitig mit dem Aufspreizen des Fadenstranges erfolgende Aufbringen eines trockenen, aus kleinen Teilchen bestehenden Zusatzmittels mit Hilfe eines 12,7 · 25,4-mm-(V2 · 1")-Düsenkörpers mit zwei Einblasöffnungen erläutert. In einer Anlage, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist, wurde ein 5-D/F-Strang von 45 000 Gesamtdenier bearbeitet. Luft mit einem Überdruck von 0,63 kg pro Quadratzentimeter (9 psig) wurde in die erste Einblasöffnung des Düsenkörpers eingeleitet. Aktivkohle, lichte Siebmaschenweite 0,42· 0,1 mm (35 · 150 mesh), wurde einer Einspritzdüse zugeführt, in der sie durch einen Luftstrom von 1,05 kg pro Quadratzentimeter Überdruck (15 psig) in die zweite Einblasöffnung eingeblasen wurde. Die Aktivkohle wurde gleichmäßig über den ganzen gespreizten Strang verteilt.

Beispiel IV

Dieses Beispiel entspricht Beispiel III mit der Ausnahme, daß Kaliumcarbonat guter Fließfähigkeit von 5 bis 15 Mikron pro Teilchengröße auf den Fadenstrang aufgebracht wurde.

Beispiel V

Die hierbei verwandte Einrichtung unterscheidet sich von der in F i g. 5 dargestellten wie nachfolgend angegeben: Die Weichmacherauftragevorrichtung 64 und die Kammer 80 wurden weggelassen. Der Pulverförderer 70 wurde durch eine zum Fördern eines viskosen Breies geeignete Pumpe ersetzt. Der Brei bestand aus Reisstärke, aufgeschlämmt in einer Flüssigkeit aus Glyzerintriacetat, Propylenglykol, Wasser und einem Dispergierungsstoff. Der Fadenstrang enthielt nach der Behandlung 20 Hundertteile Reisstärke, 10 Hundertteile Glycerintriacetat und 10 Hundertteile Propylenglykol, während das Wasser im wesentlichen durch die zum Spreizen des Stranges verwendete Luft zum Verdunsten gebracht wurde. Die von diesem Strang hergestellten Filter waren kräftig und filterten l,4mal so viel Teerbestandteile aus dem Zigarettenrauch aus wie ein 5-D/F-Filter ohne zugesetztes Zusatzmittel bei gleichem Druckabfall am Filter.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen eines fortlaufenden Fadenstranges für Tabakrauchfilter od. dgl. mit einer Bearbeitungszone, durch die der Fadenstrang längs eines geraden Weges bewegbar ist, und mit einer Düse, mittels der ein Gasstrom in die Bearbeitungszone im wesentlichen in der Bewegungsrichtung des Fadenstranges einblasbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen mehrerer getrennter, zueinander konzentrischer Gasströme auf den Fadenstrang mehrere, in der Bewegungsrichtung des Stranges hintereinandergeschaltete Bearbeitungszonen (17, 27) mit je einer Düse vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden eines Düsenkörpers mit mehreren, je eine Düse aufweisenden Bearbeitungszonen (17, 27) mehrere, an sich bekannte T-Rohr-Strahlförderer (12, 20) hintereinandergeschaltet sind, indem die sich konzentrisch in eine die Bearbeitungszone bildende Kammer (27) eines nachfolgenden Strahlförderers (20) hinein erstreckende Rohrleitung (24) für den Fadenstrang mit der Strangausgangsöffnung (16) des vorausgehenden Strahlförderers (12) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fadenstrang führende Rohrleitung (24) eines nachfolgenden Strahlförderers (20) für das Aufspreizen des Fadenstranges einen größeren Durchmesser hat als die den Fadenstrang in dem vorhergehenden Strahlförderer (12) führende Rohrleitung (32).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsöffnung (23) des letzten Strahlförderers (20) über eine

Rohrleitung (28) mit einer Strangspreizvorrichtung (36) verbunden ist und daß die Rohrleitung (28) einen größeren Durchmesser hat als die stärkste der den Fadenstrang in den Strahlförderern (12,20) führenden Rohrleitungen (32, 24).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangspreizvorrichtung

(36) einen von biegsamen Hemmfingern (38) begrenzten Ausdehnungsraum aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 043 736, 2 881 769,

2 881 770, 2 940 456, 2 956 329, 3 008 473,

3 050 430.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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