DE2136525B2 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Filtermaterialbahnen für Tabakwarenfilter, insbesondere Zigarettenfilter - Google Patents

Description

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*< beim betreffenden Luftdruck unterhalb des Siede- lung und Querreckung der Papierbahn wird in_bepunktes von Wasser gelegen ist und die eine niedri- kannter Weise eine Vielzahl paralleler Zonen längs «*jre Verdampfungswänne als Wasser besitzen, vor- der Papierbahn erzeugt, die sich den quer verlaufenzugswfiise von weniger als 250 cal/kg, wie beispiels- den verdünnten Zonen überlagern und ebenfalls eine weise Alkohol.und Aceton. 5 größere und geringere Papierdicke aufweisen. Es hat

Die Längsrillung und Querreckung von Papierbah- sich überraschenderweise gezeigt, daß Papierbahnen

t pen nach den obengenannten Verfahren bewirkt eine der für Zigarettenfilter üblichen Dicke von beispiels- % Fiejtegung von Fasern aus dem Papier bis zur Ent- weise 30 bis 40 g/m² Gewicht dieser zweifachen Bestehung einer Vielzahl kurzer unzusammenhängeader Handlung unterworfen werden können, ohne daß eine Längsrisse, aber ohne daß der Querzusammenhang io vollständige Zerstörung des Zusammenhanges in t derPapierbähn zerstört wird. Diese Zerfaserung er- Quer- und Längsrichtung erfolgt Wohl aber zeigen ι gibt dann die für Zigarettenfilter aus solchen Papier- derart behandelte Papierbahnen nach der Verarbeibahnen bekannte hohe Retention von unerwünschten rung zu Filterstöpseln bei gleichen Eigenschaften dert flüssigen und festen Partikeln aus dem durchgesaug- selben eine bedeutende Gewichtsverminderung, also ^ä ten Tabakrauch. 15 Papiereinsparung.

Es war deshalb naheliegend, zu versuchen, die Die Einrichtung zur Durchführung dieses venan-

- Zerfaserung solcher längsgerillter Papierbahnen wei- rens besteht aus einer Abrollvorrichtung für eine ter ta verstärken, um die Retention noch zu steigern. Materialbahn von einer Vorratsrolle und aus Fun-Hierzu wurde beispielsweise die längsge.illte Papier- rungsmitteln für die Materialbahn durch hintereinanbahn noch durch ein Paar sogenannter Rändelwal- 20 der angeordnete Bearbeitungsstationen, von denen zen hindurchgeleitet, oder auch vor bzw. nach der mindestens eine zur Anfeuchtung und eine ^w^^te^^e ι ängsrillung mit Perforationen oder Prägungen ver- zur Längsrillung der durchlaufenden Matenaloann sehen. Auch eine mehrfache aufeinanderfolgende RiI- ausgebildet ist, wobei die zuletzt genannte Bearbeilung und gleichzeitige Querreckung mit zunehmender tungsstation angetriebene Walzen mit berührungslos Eincriffstiefe der Ringrippen ist bereits vorgeschlagen 25 ineinandergreifenden Ringrippen auf der Oberfläche und erprobt worden. besitzt. Gekennzeichnet ist diese Einrichtung erfm-

AHe diese Maßnahmen ergaben auch eine gewisse dungsgemäß durch eine weitere Bearbeitungsstation, Steigerung der Retention von Filterstöpseln, die aus die vor der zur Längsrillung der Matenalbann vorderartigen Papierbahnen hergestellt wurden, die den gesehenen Bearbeitungsstation angeordnet ist und Anforderungen der Verbraucher entspricht. Jedoch 30 Walzen aufweist, die mit schräg oder parallel zur ist bei allen erwähnten Filtern der zur Gewährleistung Drehachse verlaufenden Rippen versehen sind, eines bestimmten Zugwiderstandes erforderliche Pa- Die F.rfindung ist nachstehend in einigen Ausnierbedarf pro Filterstöpsel wenig unterschiedlich, führungsbeispielen an Hand der Zeichnungen H g. 1 und die genannten Maßnahmen haben keine Einspa- bis 12 näher erläutert. Hiervon zeigt mng an Rohmaterial ermöglicht. 35 F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines AusAngesichts der bedeutenden Produktionsstückzahl führungsbeispiels einer Einrichtung zur Durchführung an derartigen Zigaretteniiltern ist eine Papiereinspa- des erfindungsgemäßen Verfahrens, runc bei gleichbleibender Qualität der Filtereigen- Fig. 2 einen Querschnitt der ineinandergreifenden

schalten höchst erwünscht, aber hierfür beslanden Reckwalzen 6 und 7 der Einrichtung nach Hg.l, in bisher keine Möglichkeiten. 40 Richtung senkrecht zu deren Drehachsen gesehen, in

Per Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, vergrößertem Maßstab,

ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchfüh- Fig. 3 einen Querschnitt eines anderen Ausfuh-

, ng dieses Verfahrens zu schaffen, mittels denen rungsbeispiels der Reckwalze 6 entsprechend der eine erhebliche Papiereinsparung erzielt wird und bei Fig. 2,

niedrigerem Rohmaterialbedarf die glichen Filter- 45 F i g. 4 und 5 einen Längsschnitt bzw. eine; Serteneioenschaften hinsichtlich Zugwiderstand und Reten- ansicht eines we.teren Ausfuhrungsbeispiels einer tion erreicht werden können wie mit gleichbreiten Reckwalze 6 bzw. 7 der Einrichtung nach Fig. 1, Papierbahnen bisheriger Machart. F i g. 6 eine Photographs der Recknnge fur eine

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich Reckwalze gemäß F1 g. 4 und 5,

dadurch aus, daß die Materialbahn vor der Längsril- 50 Fig. 7 eine photographische Wiedergabe dreier fung idesiens einem weiteren Reckpro.eß in einer Proben von verschiedenen mit einet_pEmnchmng entanderen Richtung in einer Vielzahl aufeinanderfol- sprechend F. g. 1 hergestellten Papierbahnen 40 genS paraHeler⁸Zonen unterzogen wird, wobei die F i g. 8 und 9 je eine Vergrößerung im Maßstab

Faserstruktur der Bahn in diesen Zonen gelockert, 1 : 10 einer Photographic von Papierbahnen Sr Zusammenhalt der Materialbahn jedoch beibehal- 55 F i g^ 10 bis 12 je eine .^Αη^™ί™ "*£ "_eiJ _wjrd pierbahnen mit schräg verlaufenden gereckten Zonen

Vorzugsweise wird die vor der Längsrillung vor- in schematicher Wiedergabe .. . . .

eesehene Reckung so ausgeführt, daß eine Vielzahl Gemäß einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel de

faraSer Zonen quer zur Bahnlängsrichtung jeweils vorliegenden Verfahrens für die Behandlung erne

in Längsrichtung gereckt und dadurch die Bahn auf 60 !lachen und glatten faserhaltigen Papierbahn wird

Ce ^gder Pap e^icke verlängert wird, ohne aber diese zuerst ,-^g gemac **%jf£J£Z

Ausführungsbeispiel einer geeigneten Einrichtung den Umfang verteilt eine Anzahl von Nuten 15 aufhierfür läuft die Papierbahn 1 von der Vorratsrolle 2 weist, in denen elektrische mit einer Isolierhülle verdürch die aus den Walzen 3 und 5 bestehende Be- sehene Heizstäbe 16 angeordnet sind. Diese Heizfeuchtungsstatiön und wird mit der Flüssigkeit 4 an- stäbe sind elektrisch mit entsprechenden Schleifringen gefeuehtet. Es können natürlich auch andere, in der 5 auf der Achse der Kernwalze verbunden (nicht gepäpierverarbeitehden Industrie bekannte Methoden zeichnet) und über entsprechende Bürsten an einer benutzt werden, also das Besprühen mit Flüssigkeit äußeren, vorzugsweise regelbaren Stromquelle ange- oäbt die Verwendung von Naß- oder Heißdampf. schlossen. Auf die Kern walze 14 sind hintereinander Es muß aber ein kontinuierlich arbeitendes Ver- Ringe 17 aufgeschoben, deren Außenfläche mit fahren zur Befeuchtung der Papierbahn verwendet io Querrippen der in F i g. 2 bzw. 3 angegebenen Form werden, da die Papierbahn mit hohen Geschwindig- versehen ist und die mit Passungsstiften und Bohrunkeiten bis zu 400 m/min die Einrichtung nach Fi g. 1 gen gegenseitig derart justiert sind, daß die Querripdurchlaufen soll. pen der einzelnen Ringe 17 genau aufeinander pas-Die befeuchtete Papierbahn wird bei diesem Aus- sen, also die mit solchen Ringen 17 bestückte Kernführungsbeispiel zunächst in Längsrichtung gereckt, 15 walze 14 eine Reckwalze mit durchgehenden Querwobei jeweils zwei parallele schmale Zonen die einen rippen bildet. Die Ringe 17 werden mit einer elasti-Abstand von z. B. 4 mm voneinander besitzen fest- sehen Druckfeder gegeneinander und gegen den Angehalten und die dazwischen befindliche Zone der schlagring 18 gepreßt, um eventuelle axiale Dehnun-Papierbahn senkrecht zu der Papieroberfläche nach gen bei der Erhitzung auszugleichen. Die F i g. 6 abwärts oder aufwärts gedrückt wird, z. B. um ao zeigt ein Ausführungsbeispiel solcher Ringe 17 mit 1,5 mm. Dies bewirkt eine Reckung der Papierbahn einem Innendurchmesser von etwa 160 mm, einer in Längsrichtung derselben, und zwar erhält die vor- axialen Breite von 60 mm und Querrippen der in her etwa 4 mm breite Querzone eine Breite von etwa Fi g. 3 angedeuteten Gestalt mit einer äußeren Rip-5,5 mm, was einer Längsreckung um etwa 35 °/o ent- penstirnfläche von etwa 1 mm tangentialer Breite, spricht. Erfolgt diese Längsreckung in aufeinander- *5 Die aus der Befeuchtungsstation 3, 4, 5 der F i g. 1 folgenden Querzonen, so ist eine Verlängerung der kommende nachgiebige Papierbahn 1 wird also beim ganzen Papierbahn um über 20 bis 30 °/o feststellbar, Pasvieren der Längsreckwalzen 6, 7 in Laufrichtung die auf Kosten der Papierdicke der längsgereckten gereckt und verlängert. Eine solche Papierbahn weist Querzonen erfolgt. zwar aufeinanderfolgende Querzonen mit gelocker-Die Längsreckung erfolgt bei der Einrichtung nach 30 tem Fasergefüge und einer Vielzahl abstehender Pa-F i g. 1 durch die zwei zusammenwirkenden Walzen 6 pierfasem auf, wäre aber nach einer Trocknung zur und 7, die in F i g. 2 in vergrößertem Maßstab wie- Verarbeitung zu einem umhüllten Filterstrang für die dergegeben sind. Diese Walzen 6 und 7 sind mit par- Herstellung von Filterstäben und Filterstöpseln nicht allel zu den Drehachsen verlaufenden Querrippen ohne weiteres geeignet, da sie hierfür in Querrichtung versehen, greifen mit diesen ineinander ähnlich wie 35 zusammengerafft werden müßte, was wegen der nach zwei Zahnräder eines Getriebes, aber ohne einander dem Trocknen wieder versteiften nicht gelockerten zu berühren. Beide Walzen 6 und 7 sind in Pfeil- Querzonen kaum möglich ist. Vielmehr muß die richtung angetrieben, aber in ihrer Drehzahl gegen- längsgereckte Papierbahn vorzugsweise in noch feuchüber dem die Geschwindigkeit der Papierbahn 1 be- tem nicht vollständig trockenem Zustand, in bekannstimmenden Antrieb einstellbar. Wie in F i g. 2 ange- 40 ter Weise mit eng benachbarten Längsrillen versehen deutet, wird die in Pfeilrichtung durch die zwei Wal- werden, wie dies in den obengenannten Patenten bezen 6 und 7 hindurchlaufende Papierbahn 1 seitens schrieben ist. Hierzu wird die Papierbahn einer Rüder ineinandergreifenden Querrippen beider Walzen lungsstation mit den heizbaren, mit eng benachbarten in Laufrichtung gereckt, da diese Querrippen jeweils und ineinandergreifenden, einander aber nicht beparallele, eng benachbarte Querzonen der Papier- 45 rührenden Ringrippen versehenen Rillungswalzen 8, bahn 1 festhalten. Die Gestalt der Querrippen ist im 9. 10 zugeführt. Gleichzeitig mit der Längsrillung erQuerschnitt der F i g. 2 abgerundet angegeben, was folgt dabei eine Reckung in Querrichtung, und die so bei Walzen mit genügend großem Durchmesser mög- in zwei voneinander verschiedenen Richtungen geüch ist, da dann mehrere der aufeinanderfolgenden reckte, gelockerte und zerfaserte Papierbahn verläßt Querrippen beider Walzen die durchlaufende Papier- 50 die Rillungsstation über (Ee UmtenkroHen 11 und 12. bahn 1 festhalten und verhindern, daß das Papier in Da die Papierbahn in der Rillungsstation auf den Laufrichtung über die Querrippen gleitet und nicht Walzen 9 und 10 jeweils längs eines Umschlingungsgereckt wird. winkeis von etwa 180° liegenbleibt, erfolgt eine we-

Bei klemerem Durchmesser der Walzen 6 und 7 nigstens teilweise Trocknung, insbesondere wenn die kann es zweckmäßig sein, Querrippen mit eckiger 55 Befeuchtung mit einem leichtflüchtigen Tränkungs-

Querschnittsform zu verwenden, wie in F i g. 3 ange- mittel 4 erfolgt ist, das eventuell mittels einer Haube

deutet. Beispielsweise wurde bei einem Walzendurch- 14 über das Rohr 15 abgeführt and zurückgewonnen

messer von 80 mm eine Längsreckung der Papier- werden kann.

bahnen von 30 bis 5O°/o mit Querrippen erzielt, die Die Walzen 8, 9, 10 der Rillungsstation erhalten angenähert die Querschnittsform eemäß F i g. 3 be- 60 vorzugsweise die gleiche konstruktive Gestaltung wie saßen mit einer tangentialen Breite der äußeren Rip- die an Hand der F i g. 4 und S oben beschriebenen penstirnfläche von 1,5 mm, einem Rippenabstand von Längsreckwalzen, natürlich aber mit dem Unter-Mitte ZB Mitte von 6 mm und einer Rinnentiefe von schied, daß die aufzuschiebenden Ringe keine Queretwa 2,5 mm. rippen gemäß den F i g. 2 bzw. 3 aufweisen, sondern

Ein bevorzugtes Ausführungsheispiel for die kon- 65 Ringrippen wie sie beispielsweise im obenerwähnten

struktive Gestaltung einer derartigen Längsreckwalze Patent 494 584 naher beschrieben sind. Durch die

zeigen die Fig.4 und 5. Jede Walze besteht dabei gleichartige konstruktive Ausbildung der Längsreck -

aus einer hohlen Kernwalze 14, die gleichmäßig um walzen 6, 7 und der Rillungswalzen 8, 9, 10 besteht

die Möglichkeit, durch Regelung der Heizenergie den pierbahn gemäß dem vorliegenden Verfahren sichtbar Trocknungsgrad der Papierbahn in der Längsreck- zu machen, mit parallelen schwarzen Querstreifen bestation und in der Rillungsstation den jeweiligen Be- druckt. Die Proben der F i g. 7 wurden hinter der Umdingungen anzupassen. Außerdem kann die beim vor- lenkrolle 12 abgenommen, und zwar bei den drei liegenden Verfahren wegen der Verlängerung der Pa- 5 verschiedenen nachstehend beschriebenen Betriebspierbahn in der Längsreckstation 6, 7 notwendige arten.

höhere Drehzahl der Walzen 8, 9, 10 der Rillungs- PhA station über eine regelbare Übersetzung einfach ein- rroDe A gestellt und falls erwünscht durch einen auf die Pa- Hierbei wurden die Längsreckwalzen 6, 7 außer pierbahn drückenden und diese Übersetzung beein- io Eingriff gebracht und die Papierbahn nur in der flussenden Fühler in bekannter Weise automatisch Rillungsstation mit Längsrillen versehen und dabei gesteuert werden. Auch zwischen dem Antrieb der in Querrichtung bis zum Auftreten der in F i g. 7 A Befeuchtungsstation und der Längsreckstation 6, 7 deutlich erkennbaren kurzen, unzusammenhängenden kann es vorteilhaft sein, eine von Hand oder auto- Längsrisse gereckt. Diese so hergestellte Papierbahn matisch arbeitende Geschwindigkeitsregelung vorzu- 15 entspricht dem in den obengenannten Patenten besehen, schriebenen, in großem Umfang für Zigarettenfilter

Die von der Rillungsstation kommende und über kommerziell verwendeten Papier, die Umlenkrollen 11 und 12 laufende, bereits weitgehend vom Tränkungsmittel befreite längsgerillte Probe B Papierbahn 40 wird unmittelbar dem Einlauftrichter 20 Diese Probe soll nur die Wirkung der Längsreck- 41 einer Strangmaschine bekannter Bauart zugeführt, rollen 6, 7 allein zeigen, weshalb die Rillungswalzusammen mit dem Umhüllungsband 48, das von der zen 8, 9 und 10 außer Eingriff gebracht und nur zur Vorratstrommel 47 abläuft. Aus dem Trichter 41 Trocknung der herumlaufenden Papierbahn dienten, läuft die in Querrichtung zusammengeraffte längs- Dementsprechend zeigt die Probe 7 B nur parallele gerillte Bahn als umhüllter zylindrischer Strang von 25 Querbereiche mit gelockerter Faserstruktur, hervorbeispielsweise 8,0 mm Durchmesser heraus; die ab- gerufen durch die Längsreckung durch die ineinanderstehende Kante 42 der Umhüllung wird durch die greifenden Querrippen der Walzen 6, 7. Die Verlän-Apparatur 43 mit einem Leimstrich veisehen, umge- gerung der Papierbahn durch die Längsreckung in den klappt und beim Durchlauf durch das geheizte Form- Walzen 6, 7 ist offensichtlich, werkzeug 44 festgeklebt, so daß der umhüllte fertige 30

Filterstrang 49 entsteht. Zur Überwindung der Rei- Probe C bung läuft das endlose Förderband 46 über die Um- Diese Papierbahn wurde gemäß dem vorliegenden lenkrollen 45 und durch den Trichter 41, sowie das Verfahren hergestellt, also zuerst mittels der Längs-Formwerkzeug 44. Der fertige endlose Filterstrang reckwalzen 6, 7 in Längsrichtung gereckt und dann 49 wird dann üblicherweise in Filterstäbe unterteilt, 35 in der Rillungsstation durch die Walzen 8, 9, 10 mit die eine Länge von 66 bis 120 mm aufweisen, ent- Längsrillen versehen und dabei in Querrichtung gesprechend der sechsfachen Länge der jeweiligen FiI- reckt. Die Papierbahn gemäß der Probe C wurde unterstöpsel. mittelbar im Anschluß an diejenige gemäß Probe A

Es besteht natürlich auch die in den ober.gr.nsnn- hergestellt, dabei alle Einstellungen an der Maschine ten Patenten beschriebene Möglichkeit, die über die 40 unverändert gelassen und nur zusätzlich die Reck-Umlenkrollen 11, 12 laufende Papierbahn 40 nicht walzen 6, 7 in Eingriff gebracht. Dementsprechend direkt einer Strangmaschine zuzuführen, sondern zu- können die Proben A und C direkt miteinander vernächst zu einer Bobine aufzuwickeln und erst zu glichen werden und zeigen die durch Kombination einem späteren Zeitpunkt an einer Strangmaschine einer Längsreckung mit einer Längsrillung und Quervon der Bobine abzuwickeln und zu einem umhüllten 45 reckung zu erzielende Verlängerung der Papierbahn Filterstrang, bzw. zu Filterstäben und Filterstöpseln im Verhältnis von 160:110 also um etwa 45^e/o. Aus zu verarbeiten. Falls erwünscht, kann die Papierbahn der F i g 7 C ist auch im Vergleich mit der F i g. 7 A 40 nach der Umlenkrolle 40 auch beim Durchlaufen die wesentlich stärkere Auflockerung des Fasergefü- einer Trecknungsapparatur bekannter Bauart vom ges erkennbar, die natürlich eine stärkere Zerfase- eventuell im Papier noch vorhandenen Tränkungs- 50 rung zur Folge hat.

mittel vollständig befreit und erst dahinter dem Ein- Aus Papierbahnen von 280 mm Breite und

lauftrichter 41 einer Strangmaschine zugeführt oder 0,33 g/m² Gewicht wurden bei etwa 150 m/min Bahn-

zu einer Bobine aufgewickelt werden. geschwindigkeit normale Filterstäbe von 8,0 mm

Die mit einer Einrichtung nach F i g. 1 herstell- Durchmesser und 66 mm Länge hergestellt, und zwai baren Papierbahnen sind in Proben aus F i g. 7 er- 55 zunächst (Type D) nur mit Längsrillung und Quersichtlich, wobei Längsreckwalzen der an Hand von reckung, anschließend dann mit zusätzlicher Längs F i g. 3 beschriebenen Bauart mit 80 mm Durchmes- reckung (Type E). Auf die übliche bekannte Weis ser verwendet wurden und Rillungswalzen mit Ring- wurde der Zugwiderstand der Filterstäbe in mm Was rippen von rechteckigem Querschnitt mit 0,3 mm sersäule ermittelt. Der Mittelwert aus je 40 Filter breiten Stirnflächen, einem Abstand von 1 mm von 60 stäben war Mitte zu Mitte gemessen und etwa 1,5 mm Rinnen tiefe. Es wurde eine Rohpapierbahn von 210 mm :

Breite und 0,35 g/m* verwendet und Wasser als Be- Papierbahn Zngwiderstand Gewicht

feuchtungsmittel benutzt. Die Geschwindigkeit wurde ^⁰¹¹

auf etwa 60 m/min eingestellt, die Längsreckwalzen 65 lOStäbw

waren nicht geheizt und die Heizung der Rillungswal zen so eingeregelt, daß die aus der Rillungsstation Type D 120 mm 7,40 g kommende Papierbahn praktisch trocken war. Die Pa- Type E 140 mm 5,80 g

Demnach ist hierbei zwar nur eine Gewichtseinspa- nicht auf der Oberfläche der Walze 9 liegengelassen rune infolee Verlängerung der Papierbahn von 1,60 g werden. Dann empfiehlt es sich allerdings, die Pabei 10 Stäben oder etwa 21 %> erzielt worden, gleich- pierbahn zunächst eine Trocknungseinrichtung paszeitie aber der Zugwiderstand der D-Filterstäbe um sieren zu lassen bevor sie dem Einlauftrichter 41 etwa 16 «/o gestiegen. Würden aus der Papierbahn 5 einer Saugmaschine zugeführt oder zu einer Bobine Tvoe E also ebenfalls Filterstäbe mit 120 mm Zug- aufgewickelt wird. Es sei auch erwähnt, daß manche widerstand hergestellt, so wäre hierfür eine um etwa Sorten von Rohpapier ohne vorherige Befeuchtung 16% geringere Papiermenge erforderlich. Die ge- genügend nachgiebig sind, also direkt der Langssami" Ersparnis an Papier durch die Kombination reckstation und dann der Rillungsstation zugeführt von Längsreckung und Längsrillung mit Querreckung io werden können, was jede Heizung der Walzen dieser dürfte somit etwa 37 Vo betragen. Stationen unnötig macht

Natürlich hängt die zu erzielende Verlängerung der Das vorliegende Verfahren ist oben fur eine Langs-

Paoierbahn und die Steigerung der Zerfaserung des reckung in Laufrichtung und für eine Längsrillung Papiers stark von der jeweiligen Einstellung der mit gleichzeitiger Querreckung beschrieben. Es ist Länesreckstation und der Rillungsstalion ab. Es sind 15 aber nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform aber durch die Kombination der aufeinanderfolgen- beschränkt und erstreckt sich auf jede Kombination den Reckung der Papierbahn in voneinander ver- von zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Reckschiedenen Richtungen, bei zweckmäßiger Einstellung prozessen der Papierbahn in unterschiedlichen Richder Länesreckwalzen und der Rillungswalzen ohne tungen. Beispielsweise kann an Stelle einer Langs-Schwierigkeiten merkliche Einsparungen in bezug auf " reckung .mit Walzen der an Hand von Fig. 2 und 3 den Papierbedarf von vergleichbaren Filterstäben zu beschriebenen Bauart auch eine Reckung in schräger erreichen Da die Papierkosten bei der kommerziellen Richtung erfolgen, indem Walzen 6 und 7 mit Rip-Produktion von Papierfiltern, insbesondere für Zi- pen ähnlich sogenannten schräg verzahnten Getnebeearetten normalerweise mehr als die Hälfte der ge- rädern verwendet werden, so daß eine Papierbahn samten Herstellungskosten betragen, sind Einsparun- 25 hinter den Walzen 6, 7, mit den in Fig. 10 angedeueen an Papier von Bedeutung, wenn sie beispielsweise telen, schräg zur Laufrichtung sich erstreckenden 20 °/o übersteigen. gereckten und gelockerten Zonen entsteht. Je nach

Die mittels einer Kombination von Längsreckung Gestalt der Rippen auf den Oberflächen der ineinan- und Längsrillung mit Quevreckung erzielbare verbes- dergreifenden Reckwalzen 6, 7 können auch einserte Zerfaserung der Papierbahnen ist aus der Photo- 30 ander kreuzende gereckte Zonen, wie in Fig. H graphie der F i g. 8, die einer in bekannter Weise nur oder 12 angedeutet, hergestellt werden. An Stelle durch Längsrillung mit Querreckung behandelten Pa- der beschriebenen Längsrillung mit gleichzeitiger pierbahn entspricht, im Vergleich mit einer in F i g. 9 Querreckung kann auch auf die Längsrillung verwiedergegebenen Papierbahn ersichtlich, die nach ziehtet werden, wenn beim letzten Reckprozeß die dem vorliegenden Verfahren zuerst einer Längsrek- 35 gereckten Zonen so ausgerichtet werden, daß sie kung und anschließend einer Längsrillung mit Quer- wenigstens angenähert in Bahnlängsrichtung verlaureckune unterzogen wurde. Der Vergrößerungsmaß- fen und damit das Zusammenraffen der Materialstab ist bei beiden Photographien gleich groß, und bzw. Papierbahn zum Filterstrang genügend erleichdie beiden Papierbahnen wurden unmittelbar nach- tern, wofür es genügt, wenn beispielsweise die in einander mit der gleichen Einrichtung hergestellt. Die 40 Fig. 10 angedeuteten schrägen Zonen mit einem Rillungswalzen waren mit rechteckförmigen Ring- Winkel von 20 bis 40 Winkelgrad zur Bahnlängsrippen von 0,3 mm Stirnflächenbreite und 0,7 mm achse verlaufen.

Rinnenbreite versehen, die bei der Papierbahn nach Beim vorliegenden Verfahren ist kennzeichnend,

F i g. 9 zusätzlich in Eingriff gebrachten Längsreck- daß in aufeinanderfolgenden, parallelen Zonen eine walzen hatten Querrippen der in F i g. 3 angedeuteten 45 Reckung und der Material- bzw. Papierbahn erzeugt Form mit 1 mm Stimflächenbreite und 2 mm Rinnen- wird, mit einer entsprechenden Lockerung der Faserbreite. Beide Papierbahnen zeigen deutlich die in struktur und Freilegung einer Vielzahl abstehender Laufrichtung (Pfeil auf Fig. 8) sich erstreckenden Fasern. Wird wie oben im Ausführungsbeispiel nach Längsrillen, und aus F i g. 9 sind die quer hierzu in F i g. 1 zuerst eine Reckung in Längsrichtung und etwa 20 mm Abstand verlaufenden verdünnten Be- 50 dann eine Längsrillung mit Querreckung vorgenom- reiche erkennbar, die von der zusätzlichen Längsrek- men so resultiert, bei entsprechender Einstellung der kong verursacht wurden. Drehzahlen an der Langsreckstation bzw. der RiI-

Es sei darauf hingewiesen, daß trotz der starken lungsstarion. eine Verlängerung der Bahn, etwa ent-Längsreckung der in Fig. 7C und 9 dargestellten sprechend dem Muster der Fig. 7C. Es sei darauf Papierbahnen der Zusammenhang der Papierbahn 55 hingewiesen, daß auch die Möglichkeit besteht, die in Längsrichtung keineswegs vollständig zerstört Drehzahlen der Längsreck- und der Rillungsstation wurde und für den Durchlauf der Papierbahn derart einzustellen, daß die aus der Langsreckstation durch die aufeinanderfolgenden Stationen der Ein- austretende Materialbahn quer verlaufende, mehl richtung gemäß Fig. I keine Schwierigkeiten auf- oder weniger tiefe Falten aufweist, wie sie beim treten. ^6o Durchgang durch die Walzen 6 und 7 mit Querrip-

Das oben an Hand der F i g. 1 beschriebene Aus- pen nach Art von F i g. 2 oder 3 entstehen. Eim führungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchfüh- solche Papierbahn liefert dann, nach dem Durch rung des vorliegenden Verfahrens ist mit einer, drei gang durch Rillungswalzen 8, 9, 10 eine in zwei vonheizbare Walzen 8, 9, 10 aufweisenden Rillungssta- einander verschiedenen Richtungen zonenweise getion versehen. Falls erwünscht, kann auch eine RiI- 65 reckte Bahn, die im Vergleich mit nicht zusätzlicr lungsstation mit nur zwei Walzen 8 und 9 verwendet längsgereckten Bahnen pro Längeneinheit das gleich« und die aus dem Spalt zwischen ihnen austretende Gewicht aufweisen können, aber natürlich mehr zerlängsgerillte Papierbahn horizontal weiterlaufen, also fasert sind und entsprechend höhere Filterwirksam

keit besitzen. Aus einer derart behandelten Papierbahn hergestellte Filterstäbe zeigten, im Vergleich zu solchen aus nicht längsgereckten aber sonst identischen Papierbahnen erzeugten Filterstäben, einen um etwa 60 °/o höheren Zugwiderstand.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Filtermaterialbahnen, insbesondere Papierbahnen mit gelockerten und abstehendem Fasern, die in Querrichtung zu einem Filterstrang zusammenraffbar sind, der in Filterstäbe und Füterstöpsel für Tabakwaren, insbesondere für Zigaretten, unterteilbar ist, wobei die zusammenhängende Materialbahn vor dem Zusammenraffen in Längsrichtung in einer Vielzahl aufeinanderfolgender paralleler Zonen gerillt, dabei in Querrichtung gereckt und die Faserstruktur gelockert wird, dadurchgekenr.zeichnet, daß dte Materialbahn vor der Längsrillung mindestens einem weiteren Reckprozeß in einer anderen Richtung in einer Vielzahl aufeinanderfolgender paralleler Zonen unterzogen wird, wobei die Faserstruktur der Bahn in diesen Zonen gelockert, der Zusammenhalt der Materialbahn jedoch beibehalten w rd. ao

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (1) vor dem ersten Reckprozess angefeuchtet und erst nach dem letzten Reckprozeß vom Befeuchtungsmittel weitgehend befreit wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn vor der Längsrillung bei dem zusätzlichen Reckprozeß verlängert wird, indem eine Reckung in Längsrichtung in einer Vielzahl paralleler Zonen quer zur Bahnlängsrichtung vorgenommen wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus einer Abrollvorrichtung für eine Materialbahn von einer Vorratsrolle und aus Führungsmitteln für die Materialbahn durch hintereinander angeordnete Bearbeitungsstationen, von denen mindestens eine zur Anfeuchtung und eine weitere zur LängsriHung der durchlaufenden Materialbahn ausgebildet ist, wobei die zuletzt genannte Bearbeitungsstation angetriebene Walzen mit berührungslos ineinandergreifenden Ringrippen auf der Oberfläche besitzt, gekennzeichnet durch eine weitere Bearbeitungsstation, die vor der zur Längsrillung der Materialbahn (1) vorgesehenen Bearbeitungsstation (8, 9,10) angeordnet ist und Walzen (6, 7) aufweist, die mit schräg oder parallel zur Drehachse verlaufenden Rippen versehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Walzen, die aus einer hohlen Kernwalze (14) mit aufgeschobenen Ringen (17) bestehen, die ihrerseits an ihrer Oberfläche mit Rippen versehen und gegenseitig so fixiert sind, daß alle Ringe zusammen ein vorgeschriebenes Muster von Rippen bilden.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch parallel zur Drehachse verlaufende Nuten (15) in der Oberfläche der Kernwalzen (14) und darin angeordnete elektrische Heizstäbe (16).

7. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Abtastorgan an der Materialbahn (1) zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation zur Beeinflussung der Drehzahlen dieser beiden Stationen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren für die rationelle Herstellung von Filtermaterialbahnen, insbesondere Papierbahnen mit gelockerten und abstehenden Fasern, die in Querrichtung zu einem Filterstrang zusammenraffbar sind, der in Filterstäbe und Filterstöpsel für Tabakwaren, insbesondere für Zigaretten, unterteilbar ist. Hierbei wird die zusammenhängende Materialbahn vor dem Zusammenraffen in Längsrichtung in einer Vielzahl aufeinanderfolgender paralleler Zonen gerillt, dabei in Querrichtung gereckt und die Faserstruktur gelockert.

Längsgerillte Material- oder Papierbahnen sind bereits bekannt und in der DT-PS 1130748, 1125 754, 16 32183 beschrieben. Bei der Herstellung dieser längsgerillten Bahnen wird das Papier durch den Spalt zwischen ineinandergreifenden, mit Ringrippen versehenen Metallwagen hindurchgefühlt und dafür gesorgt, daß die Längsrillung der Papierbahn mindestens zum Teil auf Kosten der Papierdicke erfolgt. Dabei kann sich die Materialbahn quer zur Laufrichtung nicht bewegen, wird also in Querrichtung gereckt. Zweckmaßigerweise wird bei diesem Vorgang das Papier vor der Längsrillung nachgiebig gemacht, damit auch bei stärkerer Querreckung der Querzusammenhang der Papierbahn nicht zerstört wird, obwohl diese Querreckung bis zum Auftreten unzusammenhängender, kurzer Längsrisse im Papier gesteigert werden kann. Nach dem Passieren der ineinandergreifenden Metallwalzen wird die mit Längsrillen versehene Material- oder Papierbahn dann getrocknet.

Gemäß einer ebenfalls bereits bekannten Weiterentwicklung dieses Verfahrens wird die Materialbahn nach dem Austritt aus dem Spalt längs eines bestimmten Umschlingungswinkels auf wenigstens einer der geheizten Walzen liegen gelassen, dabei an parallelen Längsbereichen teilweise getrocknet, versteift und dort die gelockerte Struktur fixiert. Anschließend kann die Materialbahn, auf der genannten Walze liegen bleibend, in einen zweiten Spalt zwischen dieser Walze und einer dritten identischen Walze hindurchgeführt und dann von dieser dritten Walze übernommen, also auf dieser längs eines Umschlingungswinkels liegen gelassen werden.

Die genannten Verfahren haben sich bewährt und werden zur Herstellung von Zigarettenfiltern aus Papier in bedeutendem Umfange kommerziell verwendet.

Bei dem obengenannten Verfahren wird meistens vor dem Einlauf der Bahn in den ersten Spalt zwischen den ineinandergreifenden, mit Ringrippen versehenen Walzen, die Materialbahn angefeuchtet und dementsprechend hinterher getrocknet. Wird die Geschwindigkeit der zubehandelnden Bahn vergrößert, um die stündliche Produktion zu steigern, also die betreffenden Maschinen möglichst rationell zu betreiben, so wird einerseits die zur Anfeuchtung zur Verfügung stehende Zeit pro cm Bahnlängc immer kleiner und andererseits der zur Trocknung erforderliche Energieaufwand immer größer. Diese Schwierigkeiten werden stark vermindert, wenn die Materialbahn vor dem Eintritt in den Spalt mit einem leichtflüchtigen Tränkungsmittel befeuchtet und nach dem Austritt aus dem Spalt von demselben wieder befreit wird.

Als leichtflüchtige Tränkungsmittel werden dabei solche Flüssigkeiten bezeichnet, deren Siedepunkt