DE2136525C3 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Filtermaterialbahnen für Tabakwarenfilter, insbesondere Zigarettenfilter - Google Patents

Description

beim betreffenden Luftdruck unterhalb des Siedepunktes von Wasser gelegen ist und die eine niedrigere Verdampfungswärme als Wasser besitzen, vorzugsweise von weniger als 250 cal/Kg, wie beispielsweise Alkohol und Aceton.

Die Längsrillung und Querreckung von Papie-bah_nen nach den obengenannten Verfahren bewirkt eine Freilegung "on Fasern aus dem Papier bis zur Entstehung einer Vielzahl kurzer unzusaminenhängender Längsrisse, aber ohne daß der Querzusammenhang der Papierbahn zerstört wird. Diese Zerfaserung ergibt dann die für Zigarettenfilter aus solchen Papierbahnen bekannte hohe Retention von unerwünschten flüssigen und festen Partikeln aus dem durchgesaugten Tabakrauch.

Es war deshalb naheliegend, zu versuchen, die Zerfaserung solcher längsgerillter Papierbahnen weiter zu verstärken, um die Retention noch zu steigern. Hierzu wurde beispielsweise die längsgerillte Papierbahn noch durch ein Paar sogenannter Rändelwalzen hindurchgeleitet, oder auch vor bzw. nach der Längsrillung mit Perforationen oder Prägungen versehen. Auch eine mehrfache aufeinanderfolgende RiI-lunc und gleichzeitige Querreckung mit zunehmender lung und Querreckung der Papierbahn wird in bekannter Weise eine Vielzahl paralleler Zonen längs der Papierbahn erzeugt, die sich den quer verlaufenden verdünnten Zonen überlagern und ebenfalls eine größere und geringere Papierdicke aufweisen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, ciaß Papierbahnen der für Zigarettenfilter üblichen Dicke von beispielsweise 30 bis 40 g/m² Gewicht dieser zweifachen Behandlung unterworfen werden können, ohne daß eine vollständige Zerstörung des Zusammenhanges in Quer- und Längsrichtung erfolgt. Wohl aber zeigen derart behandelte Papierbahnen nach der Verarbeitung zu Filterstöpseln bei gleichen Eigenschaften derselben eine bedeutende Gewichtsverminderung, also Papiereinsparung.

Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer AbroHvorrichtung 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 Längsrillung der durchlaufenden Materialbahn ausgebildet ist, wobei die zuletzt genannte Bearbeitungsstation angetriebene Walzen mit berührungslos

Eingriffstiefe der Ringrippen ist bereits vorgeschlagen 25 ineinandergreifenden Ringrippen auf der Oberfläche und erprobt worden. besitzt. Gekennzeichnet ist diese Einrichtung erfin-

AlIe diese Maßnahmen ergaben auch eine ge-visse

Steigerung der Retention von Filterstöpseln, die aus derartigen Papierbahnen hergestellt wurden, die den Anforderungen der Verbraucher entspricht. Jedoch ist bei allen erwähnten Filtern der zur Gewährleistung eines bestimmten Zugwiderstandes erforderliche Papierbedarf pro Filterstöpsel wenig unterschiedlich, und die genannten Maßnahmen haben keine Einsparung an Rohmaterial ermöglicht.

Angesichts der bedeutenden Produktionsstückzahl an derartigen Zigarettenfiltern ist eine Papiereinsparung bei gleichbleibender Qualität der Filtereigenschaften höchst erwünscht, aber hierfür bestanden bisher keine Möglichkeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mittels denen eine erhebliche Papiereinsparung erzielt wird und bei niedrigerem Rohmaterialbedarf die gleichen Filtereigenschaften hinsichtlich Zugwiderstand und Retention erreicht werden können wie mit gleichbreiten Papierbahnen bisheriger Machart.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die 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 wird.

Vorzugsweise wird die vor der Längsrillung vorgesehene Reckung so ausgeführt, daß eine Vielzahl paralleler Zonen quer zur Bahnlängsrichtung jeweils in Längsrichtung gereckt und dadurch die Bahn auf Kosten der Papierdicke verlängert wird, ohne aber den Längszusammenhang derselben vollständig zu zerstören. Nach diesem Längsreckprozcß besitzt also die angefeuchtete Papierbahn quer verlaufende auf-

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dungsgemäß durch eine weitere Bearbeitungsstation, die vor der zur Längsrillung der Materialbahn vorgesehenen Bearbeitungsstation angeordnet ist und Walzen aufweist, die mit schräg oder parallel zur Drehachse verlaufenden Rippen versehen sind.

Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen F i g. 1 bis 12 näher erläutert. Hiervon zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispicls einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 einen Querschnitt der ineinandergreifenden Reckwalzen 6 und 7 der Einrichtung nach Fig. 1, in Richtung senkrecht zu deren Drehachsen gesehen, in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der Reckwalze 6 entsprechend der Fig. 2,

Fig. 4 und 5 einen Längsschnitt bzw. eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Reckwalze 6 bzw. 7 der Einrichtung nach Fig. t,

F i g. 6 eine Photographic der Reckringe für eine Reckwalze gemäß F i g. 4 und 5,

F i g. 7 eine photographische Wiedergabe dreier Proben von verschiedenen, mit einer Einrichtung entsprechend F i g. 1 hergestellten Papierbahnen 40,

F i p. S unrl 9 je eine Vergrößerung im Maßstab 1:10 einer Photographic von Papierbahnen,

Fig. 10 bis 12 je eine Ansicht von oben auf Papierbahnen mit schräg verlaufenden gereckten Zonen in schematischer Wiedergabe.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens für die Behandlung einer flachen und glatten faserhaltigen Papierbahn wird diese zuerst nachgiebig gemacht. Eine solche Papierbahn, die beispielsweise aus nur wenig gemahlenen Fasern besteht aber ausreichende Naßreißfestigkeit und 30 bis 40 g/m² Gewicht besitzt, kann durch Be-

einanderfolgende schmale Bereiche größerer und klei- 65 feuchtung mit Wasser oder anderen geeigneten,

nerer Papierdicke, wobei die verdünnten Bereiche zugsweise leichtflüchtigen Flüssigkeiten wie Alkohol,

gleichzeitig eine Vielzahl gelockerter und abstehender Aceton u. dgl. nachgiebig gemacht werden.

Fasern aufweisen. Bei der anschließenden Längsril- In dem in Fig. 1 schematisch wiedergegebenen

Ausführungsbeispiel einer geeigneten Einrichtung den Umfang verteilt eine Anzahl von Nuten 15 auf-

hierfür läuft die Papierbahn 1 von der Vorratsrolle 2 weist, in denen elektrische mit einer Isolicrhülle ver-

durch die aus den Walzen 3 und 5 bestehende Be- sehenc Heizstäbc 16 angeordnet sind. Diese Hciz-

feuchtungsstation und wird mit der Flüssigkeit 4 an- stäbe sind elektrisch mit entsprechenden Schleifringen

gefeuchtet. Es können natürlich auch andere, in der 5 auf der Achse der Kernwalze verbunden (nicht ge-

papierverarbeitenden Industrie bekannte Methoden zeichnet) und über entsprechende Bürslen an einer

benutzt werden, also das Besprühen mit Flüssigkeit äußeren, vorzugsweise regelbaren Stromquelle ange-

oder die Verwendung von Naß- oder Heißdampf. schlossen. Auf die Kcrnwalze 14 sind hintereinander

Es muß aber ein kontinuierlich arbeitendes Ver- Ringe 17 aufgeschoben, deren Außenfläche mit

fahren zur Befeuchtung der Papierbahn verwendet »° Querrippen der in F i g. 2 bzw. 3 angegebenen Form

werden, da die Papierbahn mit hohen Geschwindig- versehen ist und die mit Passungssliflcn und Bohrun-

keiten bis zu 400 m/min die Einrichtung nach F i g. 1 gen gegenseitig derart justiert sind, daß die Ouerrip-

durchlaufen 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, »5 walze 14 eine Reckwalze mit durchgehenden Querwobei jeweils zwei parallele schmale Zonen die einen rippen bildet. Die Ringe 17 werden mit einer clasti-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 gedruckt wird, z. B. um *o 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 F i g. 3 angedeuteten Gestalt mit einer äußeren Rip-5,5 mm, was einer Längsreckung um etwa 35 °/o ent- penstirnfläche von etwa 1 mm tangentialcr Breite,
spricht. Erfolgt diese Längsreckung in aufeinander- 25 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 ¹Vo feststellbar, Passieren 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 3° tem Fasergefüge und einer Vielzahl abstehender Pa-F i g. 1 durch die zwei zusammenwirkenden Walzen 6 pierfasern 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 alle! 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 Rilliungswalzen 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 se bei Walzen mit genügend großem Durchmesser mög- in zwei voneinander verschiedenen Richtungen gelieh ist, da dann mehrere der aufeinanderfolgenden reckte, gelockerte und zerfaserte Papierbahn verlaß Querrippen beider Walzen die durchlaufende Papier- 5» die Rillungsstation über die Umleiikrollen 11 und 12 bahn 1 festhalten und verhindern, daß das Papier in Da die Papierbahn in der Rillungsstation auf dei Laufrichtung über die Querrippen gleitet und nicht Walzen 9 und 10 jeweils längs eines Umschlingungs gereckt wird. winkeis von etwa 180° liegenbleibt, erfolgt eine we Bei kleinerem Durchmesser der Walzen 6 und 7 nigstens teilweise Trocknung, insbesondere wenn dl· 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 Haub deutet. Beispielsweise wurde bei einem Walzendurch- 14 über das Rohr 15 abgeführt und zurückgewönne] messer von 80 mm eine Längsreckung der Papier- werfen kann.

bahnen von 30 bis 50 %> mit Querrippen erzielt, die Die Walzen 8, 9, 10 der Rillungsstation erhalte angenähert die Querschnittsform gemäß F i g. 3 be- 60 vorzugsweise die gleiche konstruktive Gestaltung wi

saßen mit einer tangentialen Breite der äußeren Rip- die an Hand der F i g. 4 und 5 oben beschriebene

penstirnfläche von 1,5 mm, einem Rippenabstand von Längsreckwalzen, natürlich aber mit dem Untei

Mitte zu Mitte von 6 mm und einer Rinnentiefe von schied, daß die aufzuschiebenden Ringe keine Quei

etwa 2,5 mm. rippen gemäß den F i g. 2 bzw. 3 aufweisen, sonder Ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel für die kon- 65 Ringrippen wie sie beispielsweise im obenerwähnte

struktive Gestaltung einer derartigen Längsreckwalze Patent 4 94 584 näher beschrieben sind. Durch d

zeigen die F i g. 4 und 5. Jede Walze besteht dabei gleichartige konstruktive Ausbildung der Längsrecl

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

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- _{Probe A} station über eine regelbare Übersetzung einfach eingestellt und falls erwünscht durch einen auf die Pa- Hierbei wurden die Längsreckwalzen 6, 7 außer pierbahn drückenden und diese Übersetzung beein- »o 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 Fig. 7 A Befeuchlungsstation 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 weit- PhR

gehend vom Tränkungsmittel befreite längsgerillte rrobe 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 Rillungswal-

zusammen mit dem Umnüllungsband 48, das von der zen 8, 9 und 16 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, hervor-

beispielsweise 8,0 mm Durchmesser heraus; die ab- gerufen durch die Längsreckung durch die ineinander-

stehende Kante 42 der Umhüllung wird durch die greifenden Querrippen der Walzen 6, 7. Die Verlän-

Apparatur 43 mit einem Leimstrich versehen, 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 PbC

Filterstrang 49 entsteht. Zur Überwindung der Rei- rrooe

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 obengenann- hergestellt, dabei alle Einstellungen an der Maschine ten Patenten beschriebene Möglichkeit, die über die 4° 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 Fillerstöpseln im Verhältnis von 160:110 also um etwa 45 °/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 Fasergefüeiner Trocknungsapparatur bekannter Bauart vom ges erkennbar, die natürlich eine stärkere Zerfaseeventuell 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 mir

Die mit einer Einrichtung nach F i g. 1 herstell- Durchmesser und 66 nun 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 FiUerstäbe in mm Was rippen von rechteckigem Querschnitt mit 0,3 min 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 Rinnentiefe. Es wurde eine Rohpapierbahn von 210 mm

Breite und 0,35 g/m² verwendet und Wasser als Be- Papierbahn Zugwiderstand Gewicht

feuchtungsmittel benutzt. Die Geschwindigkeit wurde lOStäbei

auf etwa 60 m/min eingestellt, die Längsreckwalzen 65

waren nicht geheizt und die Heizung der Rillungswalzen so eingeregelt, daß die aus der Rillungsstation kommende Papierbahn praktisch trocken war. Die Pa-

Type D	120 mm	7,40 g
Type E	140 mm	5,80 g
		609 618/3J

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Demnach ist hierbei zwar nur eine Gewichtseinspa- nicht auf der Oberfläche der Walze 9 liegengelassen rung infolge 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 paszeitig aber der Zugwiderstand der D-Filterstäbc um sicren zu lassen bevor sie dem Einlauftrichter 41 etwa 16% gestiegen. Würden aus der Papierbahn 5 einer Strangmaschine zugeführt oder zu einer Bobine Type 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 Längssamte 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 ⁰O betragen. Stationen unnötig macht

Natürlich hängt die zu erzielende Verlängerung der Das vorliegende Verfahren ist oben für eine Längs-Papierbahn 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 Längsreckstation und der Rillungsstation 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 Langsreckwalzen und der R.llungswalzen ohne tungen. Beispielsweise kann an Stelle einer Längs-Schwiengkeiten merkliche Einsparungen in bezug auf 20 reckung mit Walzen der an Hand von Fi e 2 und 3 den Papierbedarf von vergleichbaren F.lterstäben zu beschriebenen Bauart auch eine Reckung in schräger erreichen. Da d.e Pap.erkosten bei der kommerziellen Richtung erfolgen, indem Walzen 6 und 7 mit Rip-Produktion von Papierfilter^ insbesondere fur Z,- pen ähnlich sogenannten schräg verzahnten Getriebegaretten normalerweise mehr als d.e Hälfte der ge- rädern verwendet werden, so daß eine Papierbahn samten Herstellungskosten betragen, sind Einsparun- 25 hinter den Walzen 6, 7, mit den in Fie 10 ansaugen an Papier von Bedeutung, wenn sie beispielsweise teten, schräg zur Laufrichtung sich erstreckenden 20 ·/. übersteigen. gereckten und gelockerten Zonen entsteht. Je nach

Die mitte s einer Kombination von Längsreckung Gestalt der Rippen auf den Oberflächen der ineinan- und Längsnllung mit Querreckung erzielbare verbes- dergreifenden Reckwalzen 6, 7 können auch ein-TA^ fönen, wie in Fi, 11 LEh Längsrillung mit Querreckung behandelten Pa- «£ ' büh^eÄ^Äg "mf gle^zJ ig pierbahn entspricht im Vergleich mit einer in F, g. 9 Querreckung kann auch auf Sie Sn_?f rilunB verwiedergegebenen Papierbahn ersichtlich, die nach ziehtet werden, wenn beim letzten Reckprozeß die dem vorliegenden Verfahren zuerst einer Langsrek- 35 gereckten Zonen so ausgerichtet werfen £ß
kung una anschließend einer Langsn ung mit Quer- wenigstens _mm„si . ■ T, i ... ^w~'"^c"'
reckung unterzogen wurde. Der Vergrößerunssmaß- ten"Sd damh da 7 '" ^BahnlanS^snchtu"S
stab β? bei beiden Photographien gleich groß, und bzw PapStann^J^""^" ^der Tt die beiden Papierbahnen lurden unmittelbar nach- tern' wfür « Jm^? t κ⁸· ^gen,^{ugend er}J^elch' einander mit der gleichen Einrichtung hergestellt. Die 40 F?g 10 LSeE⁸ ' T" ^be'iP^{ielsweise die m} Rillungswalzen waren mit rechteckförmigen Ring- Wn\ IvAT₀^T ?"'" Tl r"T rippen von 0,3 mm Stirnflächenbreite und OJ mm achse verlaufen Winkelgrad zur Bahnlangs-Rinnenbreite versehen, die bei der Papierbahn nach Beim vorlieoenrW \/ ,* u ■ , α Fig. 9 zusätzlich in Eingriff gebrachten Längsreck- daßTaSSfSi« ? 'n ₁ ^ken"^zeichnei^ld' walzen halten Querrippen der in F ig. 3 angedeuteten 45 ReckunßuncId^ M? ^"k ^parallele" ^Z°^{nen ein}* Form mit 1 mm Stirnflächenbreite und 2 mm Rinnen- wirdI mk „er tfnS Ή T Pferbahn erzeugt breite. Beide Papierbahnen zeigen deutlich die in struktur unri Fr^nt.^Sprechenden Lockerung der Faser-Laufrichtung (Pfe^Pil auf F i g. ₈f sich erstreckenden SS? wÄ ί, efe T .Y^^ Gehender Längsrillen, und aus F i g. 9 sind die quer hierzu in F i g. 1 zuemiTZ Ausfuhrungsbeispiel nach etwa 20 mm Abstand verlaufenden verdünnten Be- 50 dann eine LänSrillnn.°^ku"^g '" Längsrichtung und reiche erkennbar, die von der zusätzlichen Langsrek- m-n s^ resulSft h · ^g T" Q^Uerreckung vorgenomkung verursacht wurden. ^ SrehShE T^ 1 !^ntsPrechender Einstellung der Es sei darauf hingewiesen, daß trotz der starken lungStion ^1^™**?°* ^bzw' ^{der RU}" Längsreckung der in Fig. 7C und 9 dargestellten sprechend dem Μ^ίΤ"?? der Bahn, etwa ent-Papierbahnen der Zusameh d Pibh T^Z ¥* L^g7 ° ^{Es SC1 da}^

ängsreckung der in Fig. 7C und 9 dargestellten sprechend dem Μ^ίΤ?? ,

Papierbahnen der Zusammenhang der Papierbahn 55 hinnwfesaTdaC^Z ¥* L~^g;⁷ °' ^{Es SC1 da}^ in Längsrichtung keineswegs vollständig zerstört DretaSΐ£ alt ^ά\* ^M°f f^ ^besteht- ^die d d fü d Dhlf d deriTiVS TZ^ ^ά* ^Rllsstat!^on

gg g ig zerstört DretaSΐ£ alt \f f

wurde und für den Durchlauf der Papierbahn deriTeinVuSen TZ^ ,^ά* ^Rlllungsstat!^on

durch die aufeinanderfolgenden Stationen der Ein- austreten* M»£U if I * ^{3US der} Längsreckstanon richtung gemäß Fig. 1 keine Schwierigkeiten auf- oder wenLr tiSe ^t" ^L ^verlaufende' ™^ehT treten. 60 rwi, j ? Falten aufweist, wie sie beim

Das oben an Hand der Fig. 1 beschriebene Aus- pVn S^n^F^f^ "? ^? "* ^^ fiihrungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchfüh- solche PaoierbahJ?r i^& I^ ^{3 entstehen}· ^£lf rung des vorliegenden Verfahrens ist mit einer, drei gan^durch Rflwi ί ο*""' ^{nach dem Durch}" heizbare Walzen 8, 9, 10 aufweisenden Rillungssta- £££^Sf" ⁸: ⁹' ^{10 dne in} ^^{5 von}tion versehen. Falls erwünscht, kann auch eine RiI- 65 reckte Bahn dil - w Richtungen zonenweise gehragsstation mit nur zwei Walzen 8 und 9 verwendet läneseereckt^n ba ^{Vergleich mit nich}^ zusätzlich und die aus dem Spalt zwischen ihnen austretende Gewicht aSSri«?T? ^Ρ™ ^^ieneiiiheit das gleiche längsgerillte Papierbahn horizontal weiterlaufen also fasert ώ,π J ^Konnen' aber natürlich mehr zer-

^^{n anä TOd} entsprechend höhere Fil^ikm

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 °/Ό höheren Zugwiderstand.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur 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, 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, dadurch gekennzeichnet, daß die 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 Zusammenhall der Materialbahn jedoch beibehalten wird.

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 I 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 Längsrillung 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) be stehen, 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 zusammen raff bar 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 11 30 748, 1125 754, 16 32 183 beschrieben. Bei der Herstellung dieser längsgerillten Bahnen wird das Papier durch den Spalt zwischen ineinandergreifenden, mit Ringrippen versehenen Metallwalzen hindurchgeführt und dafür gesorgt, daß die Längsrillung der Papierbahn mindestens zum Teil auf Kosten der Papierdicke erfolgt. Dabei kann sich die Malerialbahn quer zur Laufrichtung nicht bewegen, wird also in Querrichtung gereckt. Zweckmäßigerweise 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 zwisrhen den ineinandergreifenden, mit Ringrippen versehenen Walzen, die Maicria'bahn 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 Bahnlänge immer kleiner und andererseits der zur Trocknung erforderliche Energieaufwand immpr 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