DE2210928A1

DE2210928A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tabakrauchfiltern

Info

Publication number: DE2210928A1
Application number: DE19722210928
Authority: DE
Inventors: John Anthony Southampton Hampshire Luke (Großbritannien). M
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1972-03-07
Publication date: 1972-10-26
Also published as: NL7202975A; BE780529A; FI54852B; BR7201389D0; FI54852C; GB1339496A; DE2210928C2; CH547612A; CA990606A; AU3950672A; AU459992B2; ZA721292B

Description

DIPL.-INQ. H. STEHMANN 85 Nürnberg 2 ESSENWEINSTRASSE A-t DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER tel.: kanzlei0911/203727 privat:77«04

_nlD, iKinnDMRAII " TELEGRAMM-ADRESSE: STEHPATENT

DIPl—-IN(a. DR. M. RAU telex 04-2si» PATENTANWÄLTE BANKKONTEN:

9 9 1 Π Q 9 P DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG BLZ 7«070012

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POSTSCHECKKONTO: NORNBERG «7081

Nürnberg, den 6.J.72 17/ Λ5

BRITISH-AMERICAN TOBACCO COMPANY LIMITED, Westminster House, 7, Millbank, London, S.W.l, England

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tabakrauchfiltern"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Tabakrauchfiltern oder Filtermaterial aus zerfaserten Fasern, die aus einer Spaltung eines Films oder Fasern aus Kunststoff gewonnen werden.

Es ist bekannt, zerfaserten Polyolefin-Fiim als Filtermaterial für Tabakrauch zu benutzen. Das zerfaserte Material wird durch bekannte Verfahren des Extrudierens, des Streckens und der Spaltung eines orientierten, linearen Hochmolekularfilm, um ihm eine netzartige Struktur zu geben, gewonnen. Das Material ist sperrig und ein Filterstab, der auf diese Weise produziert wurde, hat eine hohe Packungsdichte, aus der sich ein niedriger Filtrationswirkungsgrad ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die Herstellung von Tabakrauchfiltern und Filtermaterial erlaubt, die aus Fasern oder faserigen Polyolefinen bestehen, eine niedrige Packungsdichte und einen guten Filtrationswirkungsgrad auiweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Herstellung eines Tabakrauchfiltermaterials aus einem Werg aus

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Für dat Auftragivarhlltnli gilt dia Gebührenordnung dar Dautichan PatentanwalUkammar. - Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Nürnberg. Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung

faserigen Fasern, das aus einem gespaltenen Film oder Fasern aus Kunststoff besteht, im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Werg ausgebreitet und einem Abstreif- oder Reinigungsvorgang beim Vorbeilauf über eine Trommel, die Nägel oder Nadeln aufweist, unterworfen wird.

Vorzugsweise wird ein Werg aus zerfasertem Polypropylen oder Polyäthylenfasern, der in an sich bekannter Weise erhalten wird, verwendet. Der Werg kann vor dem Abstreifen oder Reinigen oder nach diesem Vorgang gekräuselt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Beispielen und der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Schema einer erfindungsgemä-^en Vorrichtung zum Herstellen von Zigarettenfiltern, und

Fig. 2 und J> Ansichten von zerfasertem Polypropylen vor und nach dem Abstreifen in einer Vorrichtung gemä-3 Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 läuft ein Werg 1 aus zerfasertem Polypropylen in der Form wie vom Hersteller geliefert durch eine Luft-Ausbreite-Vorrichtung 2 von bekannter Art, in der das Werg zu einer Breite zwischen 15o und 2oo mm verbreitet wird. Das Werg läuft von der Vorrichtung 2 zwischen einem Paar Treibwalzen 3, von denen mindestens eine federnd gelagert ist, zu einer zweiten Luft-Ausbreite-Vorrichtung 4, in der die Breite auf 35o mm vergrößert wird. Von da wird das verbreiterte Material über eine glatte gerundete, feste Zentriervorrichtung 5 befördert und über einen Teil des Randes einer mit Nägeln versehenen Trommel ( stripping or spreading drune ) 6.

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Kine geeignete Trommel 6 hat einen Durchmesser von 39 crn und eine Breite von 57 cm und ist mit 33 parallelen längsweise angeordneten Reihen von Nägeln ⁷ ooer Nadeln verseaen, wobei Jede Reihe ungefähr 9o Nägel, die etwa 14 mm von der Trommel abstehen, enthält. Die Nägel ,leder Reihe sind leicht längsweise versetzt gegenüber einer benachbarten Reihe, wobei die Summe der Versetzungen aller Reihen gleich oer Teilung der Nägel in den Reihen ist. Die Nägel naben einen im Bezug auf die Drehrichtung der Trommel nach rückwärts geneigten Haken, mit einer Neigung von ca. 3o gegenüber dem ,jeweiligen Radius durch ihren Fuß. Die mit Nägel versehene Trommel 6 kann auch in anderen Hinsichten von bekannter Konstruktion sein. Von der Trommel 6 wird das bearoeitete Material unter einer regulierbaren Spannungs- und Führungsrolle 8 zu einem zweiten Paar von angetriebenen Laufwalzen 9 befördert, von dem mindestens eine Walze federnd gelagert ist.

Das Paar Laufwalzen 3» die Trommel 6 und das Paar Walzen 9 sind regelbar angetrieben, vorzugsweise von einem gemeinsamen Elektromotor, durcn individuelle einzeln steuerbare, stufenlos variable Getriebe. Es können auch getrennte separat steuerbare Elektromotoren mit variablen Geschwindigkeiten vorgesehen werden. Die verschiedenen Geschwindigkeiten sind genügend differenziert um den Werg unter Spannung über die Breite der mit Nägeln versehenen Trommel 6 zu verbreitern, nachdem eryvon den Ausbreite-Vorrichtungen 2 und 4 verbreitert worden ist. Die Gescnwindigkeit des Materials über die Trommel 6 ist vorteil hafterwe:se 1.5oo cm pro Minute. Die Wickelwinkel des Materials zu und von der Trommel hängen von der Lage der zweiten der Zentriervorrichtungen 5 und der Spannungswalze 8 ab. Die korrekte Einstellung der Spannung ist wichtig, um eine ge-

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richtete Orientierung des Materials zu erreichen. Die Haken der Nägel 7 bewirken, daß die Nägelbewegung im Verhältnis zu dem Film oder Vlies des Materials keine nach unten gerichtete Kraft auf einen Spalt des Materialfilms verursacht. In der dargestellten Vorrichtung läuft das Material sodann zwischen einem Paar Krause!walzen Io vorbei, die durch dieselbe Umfangsgeschwindigkeit wie die der Walze 9 betrieben wird. Alternativ und hauptsächlich bevorzugt jedoch wird das Material-vor der Verbreiterung und dem Lauf - über die Trommel 6 gekräuselt. Dieses Kräuseln kann in bekannter Weise durchgeführt werden, wobei der Werg durch eine Stopfbuchse läuft, wie sie zum Kräuseln in der Textilindustrie verwendet wird. Eine andere Form der Kräuselmittel, die verwendet werden können, besteht aus einemoder mehreren Paaren von Kräuselwalzen in der Form von kämmenden, verlängerten röhrenförmigen Zahnrädern, mit sehr feinen Unterteilungen und mit abgerundeten Zähnen. Diese Zahnräder können von geringem Gewicht und hoher Wärmeleitfähigkeit sein, wobei die untere Walze eines Paares elektrisch erhitzt wird.

Wie dargestellt, wird'das Material anschließend direkt in eine übliche Filterstab-Form-Maschine 11 geführt, wobei es auf einen Papiereinwickelstreifen 12 deponiert wird der von einer Walze 13 kommt und durch die Maschine mittels eines Zubehörbandes bekannterweise gezogen wird, wobei der Filterstab in den die verbreiterte Lage von zerfaserten und gestreiftem Material gebracht wurde und echließlich in bekannter Weise in Filter- oder Multifilterlängen geschnitten wird.

Das Material kann auch auf eine Spule gewunden werden, die durch eine federnde Schleifkupplung vom Walzenpaar 9 ange-

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trieben wird. Bei diesem Schnitt wird, um eine Khötchenbildung zu vermeiden, das Material mit breiten Papierstreifen, die von einer anderen Walze hergeführt werden, durchschossen.

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen jeweils, ungefähr lo-fach vergrößert, typisches verfasertes Polypropylen vor und nach der Streif- und Ausbreite-Behandlung der oben beschriebenen Weise. In Pig. 2 enden alle Fäserchen 14 im wesentlichen schräg und ständig zwischen dickeren längsgerichteten Fasern 15, wobei sie eine schwimmhäutige Struktur bilden. Fig. 3 zeigt wesentlich mehr Fäserchen und diese sind an einem Ende von den Fasern, die selbst im wesentlichen an Dicke verloren haben, losgelöst. Es wird außerdem festgestellt, daß die Fäserchen elektrostatisch aufgeladen sind.

Die folgenden Paserdimensionen sind gefunden worden bei repräsentativen Proben aus Polypropylen vor und nach der Behänd lung:

Vor der Behandlung t

Modaler Durchmesser

Standard Durchmesser 60^

( Der Bereich des Durchmessers war zwischen 4oo und 2o o£ ) Nach der Behandlung :

Modaler Durchmesser 153
Standard Durchmesser

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Wie ersichtlich ist, sind sowohl, die modalen als auch die Standard-Durchmesser wesentlich reduziert.

Nachstehend werden Beispie Le von Ergebnissen, die mit in erfindungsgemäßer Weise behandeltem Material erreicht wurde, gegeDen:

1.) Ein Filterstab aus verfasertem Polypropyienfilm, der von British Ropes Limited produziert wurde, mit l\64o foot Länge pro Pfund Gewicht, wurde, nachdem er wie beschrieben behandelt wurde, in Stücke von 15 mm Länge geschnitten. Ein 15 mm-Stück gab einen Druckabfall von 2,7 cm Wassersäule und wog Io7 mg. Beim Rauch einer Zigarette durch ein derartiges Filterteil·, mittels einer Rauchmaschine mit einem Zug pro Min. von 2 Sek. Dauer und 35 mi Volumen, wurde gefunden, daß die Abgabe von Feststoffteilchen um 25 % und von Nikotin um 2j? % reduziert wurde.

Zum Vergleich ergab sich beim Rauchen einer Zigarette durch einen I5 mm langen Filter aus Cellulose-Acetat, das denselben DruckaDfall aufweist, aber 12o mg wiegt, daß die Abgabe von Feststoffteilchen um 25 % und von Nikotin um I9 % reduziert wurde.

2.) Ein längerer Abschnitt des Filterstabes, 2o mm lang, der einen DruckaDfall von 5,7 cm aufweist, ergibt eine Reduktion des Feststoffanteils um 41 %, von Nikotin um 36 % und von üampfflüchtigem Phenol um 3Ö %.

Filter, die erfindungsgemäß hergestellt wurden, sind von angemedäener Festigkeit. Fails größere Festigkeit verlangt wird, kann dies durch Besprühen der Fasern erreicht werden, Vorzugs-

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weise wäij'erid sie in einem Werg oder Bündel zusammen sind, mit einer ;> $£igen wässrigen Lösung eines Bindemitteis, wie es z. B. unter der Bezeichnung NH.1? von Nippon Goshei geliefert wird. Die Besprühung kann miuteis eines Zentrifugal-Zerstäubers erreicht werden.

Die Erfindung: ist nicht auf die beschriebenen unü/oder dargestellten rierionaie und Maßnainnen beschränkt. Sie umiaßt auch a le i'acnrr.ännisfihen Abwandlungen sowie Teil- und UnterkombiiiatJor.;', er Merkmaie und Maßnahmen.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

Verfahren zur Herstellung von Tabakrauchfilter-Material aus Fasern, die aus gespaltenem Film oder Fasern aus Kunststoff erhalten werden, wie z. B. Polyolefine-Film, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werg Fasern verbreitet wird und einem Abstreifvorgang unterzogen wird, wobei das verbreiterte Werg üoer eine Trommel geführt wird, auf der Nägel oder Nadeln angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werg vor oder nach dem Abstreifen gekräuselt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbreitern dadurch erreicht wird, daß der Werg durch eine Luft-Ausbreite-Einrichtung und dann zwischen einem Paar elastisch gelagerter Antriebsrollen vorbeigeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werg durch eine zweite Lurt-Ausbreite-Einrichtung geführt wird, bevor er dem Abstreifen unterworfen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nägel oder Nadeln einen im Bezug auf die Drehrichtung der Tromme l nach hinten gekrümmten Haken aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nägel oder Nadeln in Reihen angeordnet sind, die längsweise auf der Trommel verlaufen, wobei die Nägel oder Nadeln nebeneinander liegenden Reihen längsweise gegeneinander versetzt sind.

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7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Werg nach dem Abstreifen zwischen einem zweiten Paar

elastisch/
von/gelagerten Laufrollen geführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine regulierbare Spannung ausgeüb.t wird, nachdem der Werg dem AbstreifVorgang unterworfen wurde.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das verbreiterte und ausgestreifte Werg direkt in eine Filterstabformmaschine geführt wird.
10. Vorrichtung zur Herstellung von Tabakrauchfiltern, gekennzeichnet durch Wergverbreiterungsmittel, mindestens eine Luft-Ausbreite-Einrichtung und ein Paar von elastisch gelagerten Rollen, eine Abstreif-Trommel, die mit Nägeln oder Nadeln versehen ist," beinhaltet und Mittel zur Führung des verbreiterten Wergs und der Spannung ein Teil des Randes der Trommel.
11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zur Kräuselung des Wergs vor oder nach seiner Verbreiterung und Abstreifung.

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