DE1936429A1

DE1936429A1 - Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Gegenstandes in Form einer von einer rohrfoermigen Huelle eingeschlossenen Fasermaterialmasse und nach diesem Verfahren hergestellter Gegenstand

Info

Publication number: DE1936429A1
Application number: DE19691936429
Authority: DE
Inventors: G L Mathe; J S Osmalov; R N Thomson
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1968-07-24
Filing date: 1969-07-17
Publication date: 1970-05-21
Also published as: SE374261B; JPS5230740B1; DK135404C; FR2014693A1; FI52014C; GB1273418A; IL32460A0; CH508358A; ES369272A1; AT290363B; NL150998B; ES166889U; DK135404B; US3579623A; SE374262B; ES166890Y; ES166889Y; BR6910526D0; BE736417A; IL32460A

Description

Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Gegenstandes in Form einer von einer rohrförmigen Hülle eingeschlossenen Fasermaterialmasse und nach diesem Verfahren hergestellter Gegenstand

Die Erfindung betrifft das Formen in einem kontinuierlichen Vorgang eines gefüllten rohrförmigen Gegenstandes z.B. eines Cigarettenfilterstranges* Bei der Cigarettenherstellung ist es allgemein üblich, einen Filterstrang in einem kontinuierlichen Vorgang durch Umhüllen eines endlosen Kabels aus Faden eines Filtermediums, meistens Celluloseacetat, in einer endlosen Papierhülle zu formen, die als "Pfropfenhiflle" bezeichnet werden kann. Dies erfordert im allgemeinen die Förderung des Kabels und der Papierhülle, auf welche das Erster© gelegt/Ist, durch eine Formungsvorrichtung, welche die Papierhülle um das Kabel herum in Form einer teilzylindrischen Einschliessung formt, wobei das Kabel bis zu einem, gewissen Grade zusammengedruckt wird, welcher Vor*

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gang derart ist, daß ein Rand bleibt, der tangential vom Papier auf der einen Seite absteht, so daß er dann gegen den Hauptkörper des Stranges zur Bildung der Naht des fertigen Stranges überlappt oder gefaltet werden kanne Der abstehende Teil der Hülle wird dann mit. einem Klebstoff beschichtet und wenn der teilweise geformte Strang durch eine End-Faltevorrichtung hindurchtritt, wird der abstehende Rand gegen den Hauptkörper des Stranges gefaltet und während einer kurzen Zeit gehalten, um die Herste!=» lung einer Klebstoffverbindung zu ermöglichen„ Wenn durch Wärme

W aktivierter Klebstoff verwendet wird, kann die End-Faltevorrich= tung' mit einer Heizeinrichtung zur Aktivierung des Klebstoffes ausgerüstet werden. Es ist ferner möglich, die Innenflächen der Hülle mit Klebstoff zu beschichten, so daß das in dieser begrenzte Kabel an der Hülle haftet» Dieses bekannte Verfahren zur Herstellung eines Cigarettenfilterstranges hat jedoch Nachteile, welche es zur Verwendung in modernen Cigarettenmaschinen ungeeignet machen, bei denen sehr hohe Herstellungsgeschwindigkeiten üblich sind_o Beispielsweise beschränkt die Verwendung einer Klebstoffverbindung oder «Naht die Produktionsgeschwindig^ keit der Fertigungsstrasse auf eine Geschwindigkeit, die nicht höher als etwa 90 m (300 Fuß) je Minute ist« Ferner muß die Vorrichtung, mit der der Klebstoff auf den abstehenden Randteil der Pfropfenhülle aufgebracht wird j, genau geregelt werden, damit weder zu viel noch zu wenig Klebstoff auf den Randteil aufgebracht wird, besonders da bei dem einen oder anderen Zustand bei der Naht des geformten Stranges die Neigung besteht, sich aufzuziehen» Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die auf dem Filterstrang geformte Oberlappungsnaht im allgemeinen eine abgeflachte Fläche bildet, welche dem fertigen Produkt eine gewisse Unrundheit verleiht. Eine solche Abflachung beeinträchtigt das Aussehen von Tabakwaren, bei denen der Filterstrang verwendet wird, und kann ferner zu Problemen in den Cigarettenmaschinen dadurch führen ₉ daß der Arbeitsvorgang, bei dem der Filterpfropf mit dem Tabakzylinder vereinigtwird, gestört wird

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und das für diesen Zweck verwendete Mundstückpapier Rundzellen' bildete Ausserdem eignet sich ein nach dem beschriebenen bekannten Verfahren hergestellter Filterstrang nicht ohne weiteres zum Formen des Mundstückteils einer belüfteten Cigarette, die der Art ähnlich ist, welche in der USA-Patentanmeldung 632„336 beschrieben ist_e Die in der genannten Patentanmeldung beschriebene Cigarette besitzt ein.Mundstück mit einer genuteten Aussehfläche, die so geformt ist, daß wenn sie mit einem Tabakzylinder mittels Mundstückpapier vereinigt wird, das Mündstückpapier und die Rippen Belüftungskanäle einschliessen, durch welche Kühlluftströme vom Raucher beim Ziehen an der Cigarette angesaugt werdenο Das in der genannten Anmeldung beschriebene Mundstück wird vorzugsweise aus Kunststoff durch ein Extrudierverfahren hergestellt, beispielsweise nach dem Verfahren, das in der Pa= tentanmeldung von Charles Gatto vom gleichen Anmeldetag beschrieben iste

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren gerichtet, mit welchem ein rohrförmiger Gegenstand, der mit einem gas- oder flüssigkeitsdurchlässigen Füllstoff gefüllt ist, beispielsweise ein mit einem Kabel gefüllter Cigarettenfilterstrang, in endloser Länge durch einen kontinuierlichen Formungsvorgang und mit einer Geschwindigkeit von 300 m (1000 Fuß) je Minute oder mehr hergestellt werden kann, welcher Gegenstand für sieh selbst neuartig ist und für andere Zwecke als lediglich als Filtervorrichtung für eine Tabakware verwendet werden kann» Die Erfindung unterscheidet sich ferner durch eine gleichbleibende Behandlung bzw. Verarbeitung, welche eine nahezu völlige Gleich» mässigkeit der Dimensionierung des fertigen Produkts sowie der Dichte des Filtermediums gewährleistet, das innerhalb des rohrförmigen KunststoffWerkstücks eingeschlossen ist„

Erfindungsgemäß wird ein Filterstrang dadurch hergestellt, daß

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ein rohrförmiges KunststoffWerkstück, vorzugsweise von kreisförmigem Querschnitt, in einem kontinuierlichen Vorgang aus einem Extrudierkopf extrudiert wird,wobei das Extrudat das Werkzeug mit einem Durchmesser verlaßt, der etwas grosser als derjenige des erhärteten fertigen Werkstücks ist, jedoch mit einer Aussenform, welche derjenigen des fertigen Produkts im wesentlichen angepaßt ist«. Gleichzeitig wird ein teilweise zusammengedrücktes bzw° verdichtetes Kabel aus Fäden eines Filtermaterials axial und mit einer gleichgerichteten Bewegung in das Kunststoffextrudat yorbewegt, wenn das Letztere das Formgebungswerkzeug verläßt ο Das Fadenkabel kommt mit dem heissen Extrudat erst in Berührung, nachdem sich das Letztere unter-8troraseitig der Austrittsöffnung des Werkzeugs, aus der es austritt, um eine gewisse Strecke weiterbewegt hat, so daß die erste Berührung stattfindet, wenn das Extrudat gegen das Kabel abgezogen wird, um eine Hülle zu bilden, die das Letztere be-* deckt, und wenn die beiden durch die Eintrittsdichtung einer Kühlkammer eintreten, in welcher Wärme aus dem Kunststoffextru° dat abgeleitet wird, welch letzteres so kalibriert wird, daß seine Aussenabmessung und Form innerhalb vorgeschriebener Grenzen genau geregelt wird« Die Vorrichtung und das Verfahren, durch welchedie Abkühlung des Extrudats zur Erhärtung seiner Aussenfläche in der vorangehend beschriebenen Weise geschieht, sind die gleichen, wie in der vorgenannten Patentanmeldung vom gleichen Anmeldetag beschriebene

Erfindungsgemäß können verschiedene Arten von Material, die als Filtermedien geeignet sind, als Füllstoff verwendet werden, und verschiedene Arten von Kunststoff können für das rohrförmige Werkstück benutzt werden, von dem der Füllstoff ummantelt wird« In den meisten Fällen wird jedoch Celluloseacetat als Filtermedium verwendet, das aus einem Celluloseacetatvorrat in der üblichen Weise dadurch geformt wird, daß ein vorbehandeltes Fadenkabel durch ein Sammelhorn gefördert wird, um das Kabel zu be-

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grenzen, teilweise zusammenzudrücken und in eine im wesentlichen zylindrische Form zu bringen. Um dem Füllstoff eine gleichmassige Dichte und eine Gesamtkohäsivität zu verleihen₈ ist es üblich, bei der Herstellung von Filtersträngen, die Fäden derselben mit einem Weichmacher zu behandeln, um dadurch die Zwisshenfaserbindung der verschiedenen das Kabel bildenden Fäden zu begünstigen. Erfindungsgemäß kann ein durch Wärme aktivierbarer Weichmacher auf das Kabel nur kurze Zeit vor seinem Eintritt in das Sammelhorn aufgebracht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig» 1 eine Seitenansicht im Aufriß und teilweise im Schnitt der Vorrichtung, mit welcher der erfindungsgemässe Kunst« stoff-Cigarettenfilterstrang geformt wird;

Fig_o 2 eine Teilansicht, welche die Art und Weise zeigt, in

der das Kabel vorbehandelt und mit einem Weichmacher vor der Förderung in die in Figo 1 dargestellte Vorrichtung beschichtet wird;

Figo 3 eine schaubildliche Ansicht einer LMnge des erfindungsgemässen kabelgefüllten Filterstrangs, von dem Teile zur Erläuterung weggebrochen dargestellt sind;

Figo »f eine schaubildliehe Ansicht in verkleinertem Maßstab, welche eine Cigarette zeigt, bei welcher der Gegenstand nach Figo k als Filtermundstück verwendet ist.

Gleiche Bezugsziffern bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche Teile«

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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zum Formen von gefüllten Kunststoffrohren in einem kontinuierlichen Vorgang gerichtet, beispielsweise zum Formen eines endlosen Hohlprofils oder Rohres, dessen Bohrung mit einem Kabel aus Faserraaterial, beispielsweise aus Celluloseacetat, gefüllt ist, wodurch der Gegenstand nach dem Unterteilen in Längen als Vorrichtung zum Filtern von gas«» förmigen oder flüssigen Medien, einschließlich Cigarettenraueh, verwendbar gemacht wirdβ Der erfindungsgemässe Gegenstand kann auch als Lagerungs- und Dispergiervorrichtung für Flüssigkeiten verwendet werden, ζ,Β«, als Farbpatrone für ein Schreibgerät* Im besonderen ist die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gerichtet, mit der Cigarettenfilterstränge hergestellt werden können, wobei der zusammengesetzte Filterstrang selbst neuartig ist ο Das erfindungsgemässe Verfahren hat natürlich einen weiten Anwendungsbereich zum Formen endloser strangförmiger Gegenstände mit einer zylindrischen oder polygonalen Aussenflache. Die Aussenflache kann auch glatt oder mit Vorsprüngen versehen sein, welch letztere Ausführungsform in Fig. 3 dargestellt ist» Für die Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung wird auf Fig. 3 verwiesen, die eine kurze Länge eines Cigarettenfilterstrangs 10 zeigt, der durch eine dünnwandige aussere Kunststoffhülle 12 von kreisförmigem Querschnitt gebildet wird, die ein Füllmaterial IU umschließt, beispielsweise ein Kabel aus CelluloseacetatfMden, welches Kabel als Filtermedium wirkt, wenn eine kurze Länge oder ein Pfropfen des Stranges in einer Cigarette verwendet wird» Das Füllmaterial IU ist als die Kunststoffhülle im wesentlichen ausfüllend dargestellt, obwohl es durchlässig ist und obwohl es für einen Cigarettenfilterstrang vorzuziehen ist, ist es im Rahmen der Erfindung nicht wesentlich, daß das Füllmaterial die Hülle vollständig füllt. Der Gesamtdurchmesser der dargestellten Hülle 12 beträgt etwa 7,6 mm Cetwa 0,3 ")

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bei einer Wandstärke im Bereich zwischen 0,127 und 0,508 mm (0,005 bis 0,020 "}, obwohl natürlich ein weiter Bereich dieser Parameter je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck für den Gegenstand möglich ist« Der in Fig«3 dargestellte Strang wird vorteilhaft in der belüfteten Cigarette verwendet, die in der vorgenannten USA-Patentanmeldung 632„336 beschrieben ist und eine genutete Ausseriflache aufweist, wobei die Nuten einander unter Bildung von Scheiteln oder Spitzen 16 schneiden, auf welchen Scheiteln das Cigarettenmundstückpapier aufliegt, das gewöhnlich zur Vereinigung des Filterpfropfens mit dem Tabakzylinder verwendet wird, so daß die bogenförmigen, in der Längsrichtung verlaufenden Nuten 18 zusammen mit dem Mundstückpapier BelüftungskanMle bilden, durch welche Kühlströme von Verdünnungsluft angesaugt und gesondert vom Rauchstrom dem Mund des Hauchers zugeführt werden, wenn an der Cigarette gezogen wird, wobei das Mundstückpapier mit einer geeigneten Anordnung von Perforationen versehen ist, durch welche die Belüftungskanäle mit der Aussenluft in Verbindung stehen.

Der in Figo 3 dargestellte Filterstrang 10 kann eine Aussenabmessung innerhalb vorgeschriebener Grenzen haben, jedoch soll bei der Verwendung als Filterpfropfen für eine belüftete Cigarette der beschriebenen Art der Umfang eines die Scheitel der Rippen 16 umschreibenden Kreises vorzugsweise 23,9 mm - 0,05 mm betragen» Die Gründe für eine Regelung dieser Umfangsabmessung mit solcher Genauigkeit sind in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung ausführlich dargelegt und bestehen in der Hauptsache darin, daß es wünschenswert ist, die Bedingungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, welche eine Störung der Cigarettenmaschine verursachen können, wenn die Filterpfropfen mit den Tabakzylindern vereinigt werden«.

In Fig„ 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, die allgemein mit 20 bezeichnet ist und mit der der erfindungsgemässe Cigarettenfilter-

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strang 10 hergestellt werden kann. Die Vorrichtung 20 ist der im wesentlichen ähnlich, welche in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung beschrieben ist und ist lediglich hinsichtlich der Bauform des Extrudierkopfes 22 abgeändert, von dem Einzelheiten nachfolgend gegeben werden« Vor der Bildung des Cigarettenfilter*» stranges 10 wird das Filtermedium, welches bei der dargestellten Ausführungsform aus einem Kabel von Celluloseacetatfäden besteht, in der in Fig. 2 gezeigten Weise gebildet. Wie dargestellt, wird ein Fadenbündel durch eine Vorbehandlungs- und Beschichtungs-

P kammer 26 gefördert, in welcher die Fäden mit einem Weichmacher beschichtet werden, der beispielsweise durch eine Lösung von 9 % Triaeetin gebildet wird« Der Weichmacher wird verwendet, um die Faserbindüng im Kabel an den Öberkreuzungs- oder BerÜhrungsstel° len der jeweiligen Fasern zu begünstigen und dadurch eine Kohäsivität in der Masse des Kabels herbeizuführen» Ferner ist der Weichmacher vorzugsweise ein Lösungsmittel des Thermoplaste, aus dem die Hülle 12 hergestellt ist. Beim Verlassen der Kammer 26 wird das Kabel durch einen Zufuhrwalzensatz 27 gefördert und verläuft in Form einer Schleife 29, um die Spannung in der Kabel·» förderung in der Längsrichtung aufzuheben_β da es vorzuziehen ist, daß das Kabel nachfolgend behandelt wird,' ohne daß in die=· sem irgendeine Spannung besteht. Das Kabel tritt dann in das Sammelhorn 26 ein, in welchem die verhältnismässig lose Fasermasse teilweise verdichtet und zu einem im wesentlichen endlosen zylindrischen Körper geformt wird, so daß das Kabel aus dem Sam«= ■melhörn 26 in der angegebenen Weise austritt und einer Bahn folgt, durch welche es in den Extrudierkopf 22 geleitet wird. Das aus dem Ho^n 26 austretende Kabel hat einen grösseren Durehmesser als dis beabsichtigte Endabmessung der Hülle, jedoch aus nachfolgend näher erläuterten Gründen einen Durchmesser, der kleiner als dei? Innendurchmesser des den Extrudierkopf 22 verlassenden Extrudats ist. Der Extrudierkopf 22 besitzt einen Körper 28, in welchera in an sich bekannter Weise ein Dorn 30 angeordnet ist, der sieh von der Innenbohrung des Körpers 28 in Abstand befindet,

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so daß er mit dieser einen Ringraum im Körper begrenzt, von wel° chem geschmolzener Kunststoff 32 aufgenommen werden kann» der in den Extrudierkopf seitlich aus einem nicht gezeigten Behalter eintritt» Je nach der Geschwindigkeit, mit welcher die nicht gezeigte Extruderschnecke, die den geschmolzenen Kunststoff 32 fördert, sich dreht, tritt ein endloser rohrförmiger Strang 12 aus erhitztem Kunststoff aus der Hündung bzw. Extrudieröffnung des Extrudierkopfes, wie bei 3t gezeigt (unter Verwendung einer nachfolgend näher beschriebenen Abzugvorrichtung 6t) zur Weiterförderung aus, wobei das Extrudat an dieser Stelle Quersehnittabmessungen hat, die wesentlich grosser als die beabsichtigten Quersehnitt-Endabmessungen des fertigen FiIterstranges sind, und ausreichend erhitzt ist, so daß es plastisch verformbar ist : und die Innenflächen bei 35 klebrig oder in einem plastischen Zustand sindο Ferner hat das Extrudat an dieser Stelle eine Oberflächengestaltung, welche im wesentlichen mit derjenigen des fertigen Produkts übereinstimmt, für welchen Zweck der Extrudierkopf 22 mit einer geeigneten Formgebungseinrichtung ausgerüstet sein kann, um dem Extrudat die erforderliche Gestalt mitzuteilen· Beispielsweise kann der Bohrungskanal des Körpers 28 komplementär zur Rippenanordnung des Stranges 10 verrippt sein. Gleichzeitig mit dem Austreten des rohrförmigen Werkstückes 12 aus dem Kopf tritt das verdichtete Kabel It aus Filtermedium durch einen mittigen zylindrischen Kanal hindurch, der im Dorn bei 38 vorgesehen ist. Das Kabel bewegt eich beim Verlassen des Kopfes 22 axial in das Extrudat und in gleicher Richtung mit diesem vorwärts, wobei die Kabelmasse an dieser Stelle einen Durchmesser hat, der gering" fügig grosser als der Innendurchmesser der Hülle ist, wenn die letztere voll behandelt ist Wie ersichtlich, .ist die gleichgerichtete Bewegung des Extrudate 12 und des Kabels It unterstromseitig der Austrittsstelle aus dem Extruderköpf 22 für eine kurze Strecke eine Bewegung, bei welcher das heisse Extrudat das Kabel nicht berührt. Dies ist vorgesehen, damit das Extrudat über diese Bewegungsetreck· herunterkalibriert werden kann« 80 daß das

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trudat erste Berührung mit dem Kabel erst erhält, wenn das zusammengesetzte Gebilde in die Eintrittsdichtung 42 der Kühlkammer *»0 eintritt. Wahrend das Füllmaterial (Kabel If) dureh den Extruderkopf 22 hindurchtritt, kann es innerhalb einer nicht gezeigten Mittelhülse eingeschlossen werden, welche Hülse gekühlt werden kann, um einen Wärmeübergang auf das Kabel innerhalb des Extruderkopfes zu verhindern, um eine Verfärbung der Oberfläche des Kabels durch Wärmeeinwirkung zu vermeiden» Eine solche Anordnung kann von Bedeutung werden, wenn ein Füllmaterial v@r» wendet wirdj das beispielsweise aus Polyäthylen oder Polypropy» len besteht, da solche Materialien durch die innerhalb des Extruderkopfes herrschende Wärme beschädigt werden können^

Wenn der zusammengesetzte Gegenstand in die Kühlkammer HO durch die Eintrittsdichtung f2 eintritt, wird die kunststoffhülle ausreichend und gleichmässig dicht gegen das Kabel und auf etwa die optimale End-Aussenabmessung, die sie haben soll, abgezogen, wobei die Füllmaterialkabelmasse 14 einer weiteren und endgültigen radialen Verdichtung unterzogen wird. Bei diesem Vorgang dient die Eintrittsäichtung als Abschlußöffnung mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser und der gleichen Form wie der End-Aus= sendurchmesser der Hülle«. Daher umschließt beim fertigen Gegen·=· stand die Hülle 12 die Kabelmasse mit einer zwangsläufigen Begrenzung der letzteren. Das thermoplastische Extrudat 12 kann aus dem Kopf 22 mit einer Temperatur extrudiert werden, bei welcher es plastisch verformbar ist und bei welcher zumindest die innere Wandflache oder Bohrung desselben plastisch (klebrig) ist. Daher werden, wenn die Kunststoffhülle gegen das Füllmaterialkabel If abgezogen wird, die Fasern an der Oberfläche des letzteren in der inneren Wandfläche des Extrudats eingebettet und mit dieser haftend verbunden, wie bei 120 in Fig. 3 gezeigt. Das Hafen des Kabels am Extrudat auf diese Weise dient dazu, die Kabelmasse innerhalb der Hülle in der Längsrichtung zu halten _o Wenn das Ex-

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trudat unter Bedingungen extrudiert wird, die keine ausreichende Klebrigkeit der inneren Wandfläche ergeben, bewirkt die Weich<macherbeschichtüng des Kabels, daß die Kabelmasse an der Innenwandfläche haftet, wenn auch in einem geringeren Maße als die Haftung, die durch Einbetten des Kabels in das Extrudatmaterial in der vorangehend beschriebenen Weise ermöglicht wird»

Bei seinem Durchtritt durch die Kühlkammer ist der zusammengesetzte Gegenstand in einem Kühlwasserbad «*6 untergetaucht und tritt- er durch eine Reihe von mit öffnungen versehenen Kalibrier* platten H8 - 58 im Kalibrierverhältnxs zu diesem hindurch,, Die jeweiligen Kalibrierplatten bilden zusammen eine Kalibriereinrichtung, wobei die Platten anfänglich gleiche Abstände voneinander haben und dann zunehmend grössere Abstände in der Sichtung der Förderbewegung des Gegenstandes« wobei die öffnungen der Platten eine zur Aussenflache der Hülle komplementäre Gestaltung habenο Der Zweck der Abstände zwischen den Kalibrierplatten besteht darin, daß die Aussenflache des Extrudats zwangsläufig dem Kühlmedium ausgesetzt wird, um eine zwangsläufige und fort» sehreitende Erhärtung der Aussenflache entsprechend der Weiterb©w@giang des Gegenstandes sicherzustellen. Beim Kalibrieren der HuIIe₈ das in der gleichen Weise geschieht, wie in der vorgenannten USA-Patentanmeldung beschrieben„wird die Hülle einem Innendruck ausgesetzt, der das Bestreben hat, sie radial auszudehner, und si® dieht in einem Kalibrierverhältnxs zu den KaIi= bi?ierplatten *»8 - SO zu halten, damit die Hülle das richtige Kaliber erhält₀ Die Ausdehnungskraft wird dadurch erzeugt, daß 4Ie Kühlkammer HQ und das Medium U6 in diesem unter einem Unterdruck gehalten wird, während der von der Hülle eingeschlossene Rc\um rait dem Aussenluftdruck in Verbindung steht, der bei SO Zutritt erhellt und die Kabelmasse 11 von. geringer Dichte, wenn die letztere in den Extrudierkopf eintritt,- einschließt.

dam Verlassen der Kühlkammer UO tritt der umhüllte Gegen- ,

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stand zwischen den umlaufenden Bändern 60, 62 einer geeigneten Abzugvorrichtung 6H hinduroh, welche den Gegenstand durch eine nicht gezeigte Schneidvorrichtung fördert, in welcher der Gegenstand von endloser Länge in kurze Längen geschnitten wird, die zur weiteren Verarbeitung, beispielsweise zur Verwendung in Cigarettenmaschinen, geeignet sind»

Der nach der Erfindung hergestellte rohrförmige Gegenstand kann mit Vorteil; als - Mundstückelement einer belüfteten Cigarette verwendet werden und daher, wie voranstehend angegeben, für diesen Zweck in kleine Längen geschnitten werden» Das 'Filter-kabel wird vorzugsweise durch eine Vielzahl von Celluloseacetat·= fäden gebildet, die sich in der Längsrichtung und gleichgerieh=· tet zur Kabelmasse erstrecken» Es kann und wird vorzugsweise mit einem Weichmacher behandelt, der ein Aneinanderheften der Fasern des Kabels bewirkt und daher einen kohäsiven Charakter im Kabel hervorruft„ Ausser als Mittel, ein Haften der Fasern aneinander zu erzielen, kann der Weichmacher auch dazu verwendet werden, mit dem Kabel Rauchbehandlungssubstanzen, wie filtrie·= rende oder aromatisierende Substanzen zu verbinden, beispielsweise Holzkohleteilchen 122, wie in Fig. 3 gezeigte Bei der Verwendung in Verbindung mit einem Mundstück für eine belüftete Cigarette von der vorangehend beschriebenen Art soll das Celluloseacetat vorzugsweise ein Gesamtdenier von 25_oÖ00 bis 75_o000-haben, jedoch ist ein Bereich von 30«000 bis 1>(|_O000 noch mehr bevorzugt, wobei das Vorangehende auf einem Fiitjer-Denier von etwa 1 - 16 und vorzugsweise von 3. ■-, 6 Denier beruht» Für das Füllmaterial sind auch andere Materialien geeignet und es können u,a_e Polyalkene, Polyäthylen und Papierkabel verwendet werden? Die Kunststoffhülle 12 kann aus verschiedenen Arten von thermo-, plastischen Materialien, vorzugsweise Polyäthylen, geformt werden und kann je nach der Verwendung verschiedene Aussen- und Innendimensionen, haben. Wie erwähnt, soll für Filtercigäretten mit dem Umfang eines Kreises, der die Scheitel der Rippen um-

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schreibtj welche an der Oberfläche des Stranges ausgebildet sind, 23,9 mm bei einer Abweichung von nicht mehr als - 0,5 mm betragen« Gemäß der Erfindung ist es nicht wesentlich, da& das Füllmaterial fest mit den Innenflächen der Hülle verbunden ist, da es normalerweise in dieser durch die Neigung des Füllmaterials begrenzt ist, sich auszudehnen. Wie erwähnt, haftet jedoch die Aussenflache des Füllmaterials an der Innenfläche der Hülle, wenn die letztere gegen das Kabel abgezogen wird, wobei das Haften zu dem Zeitpunkt eintritt, an welchem die noch immer klebrige Innenfläche der Hülle Kontakt mit dem Füllmaterial erhält»

Fig₀ U zeigt eine belüftete Cigarette mit einem Mundstück nach Figo 3o Die Cigarette 150 weist einen umhüllten Tabakzylinder" 152 auf, der sich mit dem Mundstück 10 in Ausfluchtung befindet, wobei die Aussenfläche der Hülle von einer Hüllfolie 15t eingeschlossen ist, die auch dazu dient, das Mundstück mit dem Tabak« zylinder zu verbinden. In der Hüllfolie sind Perforationen 158 vorgesehen, damit Luft in Form von Belüftungeströmen beim Rauehen Zutritt erhalten kann·

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemässen gefüllten rohrförmigen Gegenstandes besteht darin, daß er das Extrudieren und ein genaues Aussenmaßkälibrieren eines endlosen rohrförmigen Element« mit sehr geringer Wandstärke ermöglicht, welch letzteres Merkmal beispielsweise wünschenswert ist, wenn eine Herabsetzung des Gesamtgewichts des Gegenstandes erzielt werden soll. Ein weiterei* Vorteil ergibt sieh aus dem Umstand, daß das Füllmaterial als innere Abstützung für das rohrfönnige Element bei den kritischen Kalibrier- und Kühlvorgängen dienern kann₀ Ein verhSltnismäßsig dünnwandiges Rohr von einer Wandstärke von beispielsweise 0,10 mm (0,0OH ") kann natürlich beim Abkühlen und Kalibrieren leicht zusammengedrückt werden, besondere-* wenn es 3ich um eine längere Bewegung während solcher Behandlungen handelt. Andererseits ist ein Zusammendrücken des Rohres, wenn

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es mit einem verdichteten Kabelfüllmaterial gefüllt ist, unter· ähnlichen Kalibrier- und Kühlbedingungen nicht zu befürchten«

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims

560 17. Juli 1969

P a t e η t a η s ρ r ü ehe ;

Ι«, Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Gegenstandes in Form einer von einer rohrförmigen Hülle eingeschlossenen Fasermaterialmasse, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastisches Material durch eine Extrudieröffnung zur Bildung eines endlosen rohrförmigen Werkstückes extrudiert wird, dessen Querschnittsabmessungen wesentlich grosser als die beabsichtigten Querschnitts-Endabmessungen der Hülle sind, . ' .

das rohrförmige Werkstück von der erwähnten öffnung weggefördert wird,

gleichzeitig ein Kabel aus FaserfUllmaterial in das rohr« förmige Werkstück gleichgerichtet zu diesem vörbewegt wird, das rohrförmige Werkstück gleiehmässig gegen das erwähnte endlose Kabel und ausreichend dicht auf dieses heruntergezogen wird, um das Kabel dadurch radial zu verdichten, daß das rohrförmige Werkstück durch eine Schließöffnung von im wesentlichen der gleichen Abmessung wie die beabsichtigte Aussenend=» abmessung der Hülle gefördert wird, um dadurch die Hülle über dem Kabel zu formen, und

sodann das rohrförmige Werkstück gekühlt wird, um dessen Aussenabmessung zu erhärten <,

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel aus Fasermaterial mit einem Weichmacher beschichtet wird,, bevor es in das rohrförmige Werkstück vorbewegt wird.

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3ο Verfahren nach Anspruch I₈ dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material Polyäthylen ist und das Faserfüll= material Celluloseacetat ist_a

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlen des rohrförmigen Werkstücks in einem Bad einer Kühl= flüssigkeit geschieht, die unter einem Unterdruck gehalten wird, während das Innere des rohrförmigen Werkstückes mit der Aüssenluft in Verbindung steht«,

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material bei einer Temperatur extrudiert wird, die höher als diejenige ist, bei welcher die Innenfläche des rohrförmigen Werkstückes sich in einem plastischen Zustand befindet, wobei das rohrförmige Werkstück ge= gen das Kabel gezogen wird, während die erwähnte Innenfläche sich in dem erwähnten plastischen Zustand befindet=

Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Gegenstandes* in Form einer von einer rohrförmigen Hülle eingeschlossenen Fasermaterialmasse, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastisches Material durch eine Extrusionsöffnung zur Bildung eines endlosen rohrförmigen Werkstücks extrudiert wird, dessen Querschnittsabmessungen wesentlich grosser als die beabsichtigten Querschnitts-Endabmessungen der Hülle sind, ■_■■.'.'

das rohrförmige Werkstück von der Extrusionsöffnung weggeför» dert"wird,

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gleichzeitig ein köhäsives, jedoch spannungsfreies endloses Kabel aus Faserfüllmaterial vorwärts bewegt wird, dessen Aussenabmessung grosser als die beabsichtigte End-Innenabmessung der Hülle ist, jedoch kleiner als die Innenabmessung., welche das Werkstück beim Austritt aus der erwähnten Öffnung in das rohrförmige Werkstück gleichgerichtet zu diesem hat, gleichmässig das rohrförmige Werkstück gegen das endlose Kabel und ausreichend dicht heruntergezogen wird, um das Kabel radial zu verdichten, wenn das rohrförmige Werkstück durch eine Sehlsaßöffnüng von im wesentlichen der gleichen Grosse wie die beabsichtigte End~Aussenabmessung der Hülle, vorbewegt wird, wodurch die Hülle über dem Kabel geformt wird, und sodann das rohrförmige Werkstück gekühlt wird, um dessen Aussenabmessung zu erhärten <,

Gegenstand in Form eines zusammengesetzten Gebildes, gekennzeichnet durch

eine für ein Fluid durchlässige Masse aus Fasermaterial, die durch eine Vielzahl von Fasern gebildet wird, die sich im wesentlichen in der Längsrichtung und gleichgerichtet zur Masse erstrecken, wobei mindestens einige der Fasern an anderen Fasern an ihren Berührungsstellen durch einen Klebstoff gehalten werden, welche Masse im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt hat, und

eine rohrförmige Hülle aus einem Thermoplast, die die erwähnte Masse unter Begrenzungsbedingungen umschließt, so daß die Masse radial verdichtet wird, wobei der Oberflächenteil der . Masse an der Innenfläche der Hülle befestigt ist und die Masse in der Längsrichtung im wesentlichen spannungsfrei ist.

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8. Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenteil der Masse an der Innenfläche der Hülle dadurch befestigt ist, daß die Fasern im Oberflächenteil der Masse in der erwähnten Innenfläche eingebettet sind»

Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennieichnet, daß die Fasern der Masse mit einem Weichmacher besclichtet sind,, welcher die Fasern miteinander an ihren Berührungsstellen haftend Verbindet.

10. Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher ein Lösungsmittel für den Thermoplas: der Hülle ist und die Fasern an der Oberfläche der Masse mit der Innen= fläche der Hülle haftend verbindet«

lie Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, i'aß die Fasermaterialmasse eine Masse aus Celluloseacetatfädei isto-

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12. Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dal Gesamtdenier der Masse aus Celluloseaeetatfäden im Bereich von SO,000 bis 50.000 liegtο

13ο Gegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast, aus dem die Hülle hergestellt ist, Polyäthylen isto ' "■ ■■;■■ ■' ^; =■■ ' ■ -■.■■■''. : . ■-.■■■ ■■■.'

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Cigarette mit dem Gegenstand nach Anspruch 12 und einem umhüllten Tabakzylinder, der sich mit dem Gegenstand in Ausfluchtung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenflache der Hülle mit sich in der Längsrichtung erstreckenden, konkav geformten Rippen versehen ist₉ und eine Hülifolie die Aussenfläche der Hülle umgibt und die letztere mit dem Tabakzylinder verbindet, welche Hüllfolie Perforationen benachbart dem Tabakzylinder aufweist» .

15ο Cigarette nach Anspruch l*f, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenmasse eine Rauchbehandlungssubstanz einverleibt ist, die an der Fadenmasse an den Berührungsstellen der Fäden haf« teto

*¹⁹" 009 8 21/1451

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