DE1274946B - Vorrichtung zum Aufbringen von Zusatzstoffen auf einen fortlaufenden Fadenstrang fuer Tabakrauchfilter od. dgl. - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES MI^ PATENTAMT Int. CL:

A24c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 79 b-24

Nummer: 1274 946

Aktenzeichen: P 12 74 946.1-23 (E 28208)

Anmeldetag: 24. November 1964

Auslegetag: 8. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen von aus kleinen Teilchen bestehenden Zusatzstoffen auf einen fortlaufenden Fadenstrang für Tabakrauchfilter, mit einem Behälter für ein aus den Zusatzstoffteilchen bestehendes Gut, durch das der Fadenstrang längs einer Bahn fortlaufend hindurchführbar ist.

In der Technik der Herstellung von Tabakrauchfiltern werden verschiedene Vorrichtungen dazu benutzt, Zusatzstoffteilchen auf fortlaufende Fadenstränge aufzubringen, um die Filterwirkung von aus diesen hergestellten Tabakrauchfiltern zu verbessern. Die wichtigsten bekannten Vorrichtungen dieser Art können (vgl. etwa USA.-Patentschrift 3 043 736) eingeteilt werden in Vorrichtungen

a) zum Aufbringen des Zusatzstoffs aus einer Aufschlämmung in einer wäßrigen Flüssigkeit oder in einem flüchtigen organischen Träger oder einer Weichmacherflüssigkeit für die Fäden,

b) zum Aufblasen des aus kleinen Teilchen bestehenden Zusatzstoffes auf die Fäden, die vorher mit einem Klebstoff oder mit einem Weichmacher benetzt worden sein können,

c) zum Aufbringen der Zusatzstoffe mittels einer Latexemulsion.

Außerdem ist es bekannt (USA.-Patentschrift 2 881770), staubförmige Stoffe elektrostatisch auf Fäden aufzubringen, d. h. durch Erzeugen einer elektrostatischen Ladung auf den Fäden, etwa durch Reiben der Fäden oder durch ein anderes, ladungserzeugendes Mittel und anschließendes Durchführen der Fäden durch eine Staubkammer, in der sich der Zusatzstoff als Staub hoher Konzentration befindet. Obwohl sich diese bekannten Vorrichtungen im allgemeinen bewährt haben, sind die Vorrichtungen zum Aufbringen von aus kleinen Teilchen bestehenden Zusatzstoffen doch noch mit verschiedenen Mängeln behaftet. So ist etwa das Problem, unerwünschten Staub vom Fadenstrang wirksam fernzuhalten, bis jetzt noch nicht gelöst. Auch weisen die bekannten Vorrichtungen den Nachteil auf, daß sie vergleichsweise kompliziert sind und einen großen Raumbedarf haben, was hohe Anlagekosten mit sich bringt. Auch ist es mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art nicht möglich, die Zusatzstoffteilchen mit großer Gleichmäßigkeit auf das Fadenkabel zu verteilen, was sich auf die Filterwirkung der aus einem solchen Strang hergestellten Filter ungünstig auswirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obengenannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und mit der die Zu-

Vorrichtung zum Aufbringen von Zusatzstoffen
auf einen fortlaufenden Fadenstrang für
Tabakrauchfilter od. dgl.

Anmelder:

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

Vertreter:

Dr. W. Wolff, H. Bartels

und Dr. J. Brandes, Patentanwälte,

7000 Stuttgart 1, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:

Robert Lowell Terrell,

Joel Bartlett Stevens, Kingsport, Tenn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. November 1963
(326 095)

satzstoffteilchen mit vergleichsweise hoher Gleichmäßigkeit auf den Fadenstrang verteilt werden können; hierbei soll weiterhin der Einfluß von fremden, unerwünschten Staubteilchen bei einer Vorrichtung der obengenannten Art ausgeschaltet werden.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß am Boden des Behälters eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Gases durch das Gut hindurch vorgesehen ist. Dadurch, daß dem Gut vom Boden her ein Gas zugeführt wird, wird erreicht, daß die Zusatzstoffteilchen des Gutes in Bewegung gesetzt und aufgerührt werden, so daß sie von allen Seiten völlig gleichmäßig auf den Fadenstrang auftreffen. Dadurch wird der Zusatzstoff gleichmäßig über den ganzen Fadenstrang verteilt, so daß sich für die aus dem Fadenstrang hergestellten Tabakrauchfilter eine erhöhte Filterwirksamkeit ergibt. Daduch, daß der Gasstrom vom Behälterboden ausgeht, wird weiter erreicht, daß an der Oberfläche des Gutes der Gasstrom vom Gut weggerichtet ist.

Dies bringt den Vorteil mit sich, daß keine unerwünschten, von außen kommenden Staubteilchen sich auf der Oberfläche des Gutes absetzen.

809 589/151

3 4

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Er- Teilchen bestehende Gut 32 kann in dem Behälter

findung ist als Zuführeinrichtung für das Gas ein un- 34 eingeschlossen sein, um die den Strang und den

regelmäßig verteilte Poren aufweisender Stoff vorge- Zusatzstoff umgebende Atmosphäre rein und in

sehen, der in die Bahn des nach oben gerichteten einem bestimmten Zustand zu erhalten.

Gasstromes vor dem Eintritt in das Gut eingefügt ist. 5 Die von dem Strang aufgenommene Zusatzmenge

Dadurch wird erreicht, daß der Gasstrom, ent- liegt vorzugsweise in dem Bereich zwischen 20 und

sprechend der Porenbeschaffenheit in eine Vielzahl 150 % des Stranggewichts. Die aufgebrachte Zusatz-

von getrennten Gasströmen aufgeteilt wird. stoffmenge kann durch verschiedene Faktoren ver-

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ändert werden, wie etwa durch Änderung der Dichte der Erfindung ist als poröser Stoff eine parallel zum 10 des aus kleinen Teilchen bestehenden Gutes 32, der Behälterboden angeordnete Platte oberhalb des Be- durchschnittlichen Teilchengröße, der Stranggehälterbodens vorgesehen. Dadurch wird der Vorteil schwindigkeit, der Fadengröße des Stranges oder erreicht, daß der das Gas in eine Vielzahl von ge- durch Änderung des im Strang befindlichen Betrennten Gasströmen aufteilende Körper gleichzeitig netzungsmittelgehaltes. Das Benetzungsmittel kann die Bodenplatte für das Gut bildet, wodurch sich ein 15 dazu verwendet werden, um die Gleichmäßigkeit der einfacher Aufbau für die erfindungsgemäße Vorrich- Zusatzstoffaufnahme zu verbessern. Die Anwendung tung ergibt. des Benetzungsmittels kann auch dazu dienen, nach-

Dadurch, daß gemäß einer weiteren vorteilhaften folgenden Zusatzstoffverlust zu verringern und die

Ausführungsform der Erfindung der Behälter für den Festigkeit der aus dem behandelten Strang gebil-

Zusatzstoff allseitig geschlossen ist, wird erreicht, 20 deten Filterelemente zu verbessern. In der Zeichnung

daß nicht nur Fremdstoffe von den Zusatzstoffen nicht dargestellte Abstreifer können dazu verwendet

ferngehalten werden, sondern auch die Zusatzstoffe werden, die Gleichmäßigkeit der Zusatzstoffvertei-

von der Behälterumgebung ferngehalten werden. lung auf dem Strang noch weiter zu verbessern, nach-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer dem er aus dem aus kleinen Teilchen bestehenden

Zeichnung im einzelnen erläutert. 25 Gut 32 ausgetreten ist.

Die Zeichnung zeigt eine stark schematisch verein- Die im folgenden aufgeführten Beispiele dienen fachte Ansicht einer Strangbehandlungsvorrichtung zur Erläuterung der Erfindung, zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Beispiel I

In der Zeichnung ist ein Fadenstrang 10 darge- 30 Ein 5-D/F-(Denier pro Faden)Celluloseacetatstrang stellt, der von einem Strangballen oder einem von 60 000 TD (Gesamtdenier) wurde in einer Einanderen Strangvorrat 12 abgezogen und durch eine richtung gemäß der Zeichnung aufgespreizt und übliche Bandformerdüse 14 um eine Führungsrolle durch ein Gut aus Aktivkohle hindurchgeführt, dem 16 geführt wird, bevor er zwischen Vorspannrollen durch eine poröse Platte vom Boden her Luft zuge-18 hindurchgeführt wird. Danach läuft der Strang 35 führt wurde. Auf den Fadenstrang wurde kein Bezwischen Aufspreizrollen 20 und 22 hindurch, deren netzungsmittel aufgebracht. Die Teilchengröße der eine beispielsweise mit parallelen, rechtwinkligen, Aktivkohle lag in einem Bereich lichter Siebmaschenlänglichen Nuten versehen sein kann. Die Aufspeiz- weite von ungefähr 0,53 bis 0,11 mm (30 bis behandlung des Stranges ist bereits vorgeschlagen 140 mesh). Die Aktivkohle war aus Kokosnuß- und gehört hier nicht zur Erfindung. Nach dem Auf- 40 schalen hergestellt. Die hergestellten Filterstangen spreizen kann der Strang durch eine zweite Band- bestanden aus 0,835 g Stranggewicht und 0,450 g formerdüse 24 geführt werden. Aktivkohle. Ihre Länge betrug 102 mm und ihr

Auf den Strang wird ein Benetzungsmittel aufge- Umfang 24,8 mm. Diese Filterstangen wurden in bracht, wenn er, bevor er in ein aus kleinen Teilchen 17 mm lange Filterelemente zerschnitten. Ein Filterdes Zusatzstoffes bestehendes Gut 32 einläuft, zwi- 45 element wurde an einer 68 mm langen Zigarette besehen Weichmacherauftragerollen 28 und 30 hin- festigt, die in einer selbsttätigen Rauchmaschine abdurchläuft. Das Gut 32 befindet sich vorzugsweise in geraucht wurde, die pro Minute einen Zug von 35 ml einem geschlossenen Behälter 34. Die richtige Zu- und 2 Sekunden Dauer erzeugte. Der durch das satzstoffüllhöhe kann dadurch eingehalten werden, Filterelement hindurchgehende Rauch wurde gesamdaß man die Zusatzstoffteilchen durch eine Einfüll- 50 melt und auf seinen Gehalt an Acetaldehyd und Isoleitung 36 etwa mittels eines Schraubenförderers 38 pren untersucht. Das Filterelement entfernte 92°/o in den Behälter 34 einbringt. Wenn der Strang um des Acetaldehyds und 98% des Isoprens, das von innerhalb des Gutes 32 angeordnete Umlenkrollen der Zigarette beim dritten Zug abgegeben wurde. 39, 40 und 42 läuft, dann wird der aus kleinen Teil- . . chen bestehende Zusatzstoff von allen Seiten auf den 55 B e 1 s ρ 1 e 1 H Strang aufgetragen. Anschließend wird der Strang Ein S-D/F-oOOOO-TD-Celluloseacetatstrang wurde aus dem Gut 32 herausgeführt und kann, nachdem in der Einrichtung gemäß der Zeichnung aufgeer durch den Druckspalt von Förderrollen 46 und 48 spreizt. Dem Strang wurden pro 102 mm Stranglänge hindurchgelaufen ist, in eine übliche Filterformvor- 0,04 g Glyzerintriacetat zugeführt. Der Strang wurde richtung 50 eingeführt werden. 60 durch ein Gut aus Aktivkohle mit einer Teilchen-

Der Zusatzstoffbehälter 34 kann mit einem Abgas- größe, die einer lichten Siebmaschenweite von 0,42

kanal 54 versehen sein. Durch eine unterhalb des bis 0,1 mm (35 bis 150 mesh) entsprach, hindurch-

Grundes des Füllgutes 32 liegende Leitung 56 wird gezogen. Die Aktivkohle war aus Petrolkoks herge-

ein reaktionsträges Gas durch einen porösen Stoff, stellt. Dem Gut wurde von unten, in der im Bei-

wie etwa eine Diffusorplatte 58, in das Gut 32 ein- 65 spiel I beschriebenen Weise ein Gasstrom zugeführt,

geleitet, so daß das Gut 32 aufgerührt wird und sich Es wurde eine Filterstange von 102 mm Länge und

dadurch im wesentlichen gleichförmig auf alle Seiten 24,8 mm Umfang hergestellt, die aus 0,804 g Kabel

der Fäden des Stranges verteilt. Das aus kleinen und 0,368 g Aktivkohle bestand. Die Filterwirkung

eines 17 mm langen Filterelements dieser Stange, gemessen wie bei Beispiel I, betrug 9O°/o für Acetaldehyd und 96% für Isopren.

Beispiel III

Ein S-D/F-SOOOO-TD-Celluloseacetatstrang wurde in einer Einrichtung gemäß der Zeichnung auf gespreizt. Nach Aufbringen eines Benetzungsmittels wurde der Strang durch ein diffuses Gut, das aus einer Mischung aus 75% Maisstärke bestand, hindurchgeführt. Ein reaktionsträges Gas wurde fortlaufend nach oben durch eine Preßspanplatte hindurchzugeführt, die als untere Begrenzung für das aus kleinen Teilchen bestehende Gut diente. Eine aus dem in dieser Weise behandelter Strang hergestellte Filterstange war aus 76,2% Celluloseacetatkabel, 16,3% Stärke und 7,5% Glycerintriacetat, bezogen auf das Gewicht der Filterstange, zusammengesetzt. Die wirksame Teerentfernung betrug 50% bei einem Druck an der Filterstange von 355,6 mm (14") Wassersäule.

Beispiel IV

Die folgende Tabelle zeigt den Druckabfall und die prozentuale Teerentf erung einer Reihe von Filterspitzen, die aus einem Strang hergestellt wurden, das in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt wurde.

5D/F

Zusatzstoff

Druckabfall

(mm Wassersäule) % Teer-Entfernung

früher
(Zusatzstoff
mittels Staubkammer
aufgebracht)

gemäß

der

Erfindung
behandelt

ohne

Zusatzstoff

Stärke

Stärke

Stärke

50/50-Stärke/CaCO.,
65/35-Stärke/CaCOg
75/25-Stärke/CaCO₃

Claims (10)

Patentansprüche: 340 307 287 303 330 337

1. Vorrichtung zum Aufbringen von Zusatzstoffen auf einen fortlaufenden Fadenstrang für Tabakrauchfilter od. dgl., mit einem Behälter für das aus den Zusatzstoffteilchen bestehende Gut, durch das der Fadenstrang längs einer Bahn fortlaufend hindurchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Behälters (34) eine Zuführeinrichtung (56, 58) zum Zuführen eines Gases durch das Gut (32) hindurch vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuführeinrichtung für das Gas ein unregelmäßig verteilte Poren aufweisender Stoff (58) vorgesehen ist, der in die Bahn des nach oben gerichteten Gasstromes vor dem Eintritt in das Gut (32) eingefügt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Stoff als parallel und über dem Behälterboden angeordnete Platte (58) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gaszuleitung (56) in den zwischen dem Behälterboden und der porösen Platte (58) liegenden Raum mündet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (34) innerhalb des Gutes (32) Umlenkrollen (39, 40, 42) und über dem Gut (32) Förderrollen (46, 48) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter 46
41

37

58
45
39
54
54
52

34 30 28 30 33 33

(34) allseitig geschlossen ist und nur Durchlaßöffnungen für den Fadenstrang (10), Zu- (56) und Austrittsöffnung (54) für das Gas und eine Eintrittsöffnung (36) für das Gut (32) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für einen als Tabakrauchfilter zu verarbeitenden Fadenstrang im Behälter als bekanntes Gut Aktivkohle und/ oder Maisstärke und/oder Kalziumkarbonat vorgesehen ist/sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (34) als bekanntes Gut (32) außerdem Kieselerde und/oder aktivierte Tonerde und/oder Weizenmehl und/oder Staubzucker und/oder ein als Molekülsieb wirkender Stoff vorgesehen ist/sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Behälter (34) in der Bahn des Fadenstranges (10) eine Einrichtung (28, 30) zum Benetzen des Stranges (10) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Konstanthalten der Füllguthöhe im Behälter (34) eine regelbare Fördereinrichtung (38) zum Fördern des Gutes (32) in den Behälter (34) vorgesehen ist, deren Eingabestelle (36) über dem Füllgut (32) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 881 770, 3 043 736.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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