DE2629906C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hüllenlosen Zigarettenfilters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hüllenlosen Zigarettenfilters durch Erhitzen eines Fasermaterialstranges, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Art ist bekannt (US-PS 55 766), wobei zwischen den Fasern vor ihrer Vereinigung zu einem Strang ein Plastifizierungs- oder Bindemittel, wie Triacetin oder Triäthylenglykoldiacetat, verteilt wird, dessen Lösungswirkung durch Hitzeeinwirkung aktivierbar ist, worauf dieser Strang durch ein Rohr geführt wird. Der erste Teil dieses Rohres ist mit seitlichen Eintritts- und Austrittsöffnungen zum Durchgang eines Heizmittels versehen, um die Aktivierung des Bindemittels zu bewirken und die

Fasern zu vereinigen durch Ausbildung einer besser

haftenden Oberflächenschicht auf den Fasern, während der zweite Teil des Rohres einem Kühlmittel ausgesetzt ist. Die Durchdringung des Stranges von der Hitze des Heizmittels erfordert jedoch eine gewisse Zeit, was die Geschwindigkeit der Ausbildung des Filterstranges begrenzt und folglich die Leistungskapazität der Anlage herabsetzt.

Es ist zwar möglich, eine schnellere und nahezu

ίο homogene Erhitzung des Faserstranges durch Anwendung einer Einrichtung zu erzielen, welche eine übliche Hochfrequenzheizeinrichtung enthällt, die in einem Frequenzbereich unterhalb des Rundfunkfrequenzenspektpjms arbeitet, oder durch Anwendung einer auderen Einrichtung (DE-OS 24 43 056), wobei man den Faserstrang einer Erhitzung in wenigstens einem Resonanzraum aussetzt, der mit Wellen einer Frequenz zwischen 300 und 300 000 MHz gespeist wird. Der Strang durchläuft dann, eingehüllt in ein Transportband, ein Rohr in den Resonanzräumen, worauf das Transportband und der Strang dann eine Abkühlungseinrichtung durchlaufen, wo der Faserstrang seine Stabilität erhält
Ob man nun das eine oder andere dieser Verfahren

^5 anwendet, ist es immer erforderlich, ein gewebtes Transportband zu verwenden mit einer mehr oder weniger dichten Suuktur je nach der Art der angewandten Erhitzung und Abkühlung, um den Durchgang eines Luftstromes zu gewährleisten. Die Verwendung eines derartigen Transportbandes ergibt jedoch Filter mit einer mehr oder weniger rauhen Oberfläche, was ein Gleiten der Filter in den Verarbeitungsmaschinen erschwert. Dieses schlechte Gleitvermögen der Filter kann die Ursache von Störungen sein, die ein Anhalten der Maschinen hervorrufen, so daß die Verwendung von Filtern ohne Hülle bisher auf langsam arbeitende Verarbeitungsmaschinen beschränkt war.

Der Erfindung liegt daher die A.i'fgabe zugrunde, einen hüllenlosen Zigarettenfilter mit einer Oberfläche, die wenigstens genauso glatt ist wie diejenige von Zigarettenpapier, zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Erhitzung oberflächlich durch gleitenden Kontakt an einer glatten, beheizten Fläche überhitzt und durch lokales Schmelzen mit einer Haut versehen wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist gekennzeichnet durch wenigstens eine Erhitzungseinrichtung für den Strang mit einem diesen Strang durch diese Erhitzungseinrichtung führenden Transportband sowie durch eine Überhitzungseinrichtung mit einem rohrförmigen, glattwandigen Durchgang und Einrichtungen zum Erhitzen der Umfangsfläche dieses Durchganges.

Die auf diese Weise erhaltene Haut ist glatt und besitzt gleichzeitig den Vorteil, dem Filterstrang eine gewisse Starrheit zu geben. Es ist ferner möglich, die

'« glatte beheizte Fläche in der Weise auszubilden, daß man dem Querschnitt des Filterstranges eine besondere Form verleiht. Zur Vermeidung jeder Deformation des Filterstranges unterwirft man ihn vorzugsweise einer ersten Abkühlung nach der Erhitzung und vor der

^ft5 Überhitzung und einer zweiten, abschreckenden Abkühlung nach der Überhitzung.

Die glatte Außenfläche des hüllenlosen Filters gestattet darüber hinaus eine bessere Befestigung des

Filters an dem Zigarettenpapier mittels einer Manschette, die einerseits auf das Papier und andererseits auf den Filter geklebt ist, wobei weniger Klebstoff notwendig ist.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung besteht im wesentlichen aus zwei Abschnitten, und zwar einem ersten Abschnitt, in welchem eine erste Bildung des Filterstranges f-rfolgt, und einem zweiten Abschnitt, in welchem die Haut des Filterstranges gebildet und sein endgültiger Durchmesser bestimmt wird.

Der Abschnitt I der Vorrichtung enthält eine Heizeinrichtung mittels Hyperfrequenzwellen, wie sie in der DE-OS 24 43 056 beschrieben ist. Derartige Heizeinrichtungen besitzen einen Hochfrequenzgenerator 1, welcher über einen rechtwinkligen Wellenleiter 2 fünf in Reihe geschaltete Resonanzräume 3 speist. Der letzte Resonanzraum ist mit einem Wellenleiter 4 gekuppelt, der in einen Belastungswiderstand ausläuft zwecks Zerstreuung der durch die Hyperfrequenzheizung nicht verwendeten Energie. Die angewandte Frequenz beträgt vorzugsweise zwischen 300 .VlHz und 300 000 MHz. Durch die Resonanzräume 3 erstreckt sich ein Rohr 6 aus einem Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten, wie Polytetrafluoräthylen oder Quarz. Am Eintritt dieses Rohres ist dieses zu einem Trichter 7 erweitert. Das Rohr 6 und den Trichter 7 durchläuft ein Transportband 8, welches auch durch eine erste Abkühlungskammer 9 geht, die einen rohrförmigen Durchgang für das Transportband 8 aufweist. Diese erste Abkühlung kann erfolgen mittels eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels. Das Transportband 8 selbst ist glatt und weist ebenfalls eine niedrige Dielektrizitätskonstante auf. Es kann beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen, verstärkt durch Glasfasern. Dieses Transportband 8 wird angetrieben mittels einer Rolle 10 und läuft über Führungsrollen 11 bis 14. Es geht außerdem noch durch eine Abkühlungseinrichtung 15. Diese Abkühlungseinrichtung 15 kann möglicherweise auch weggelassen werden wegen der in der Kammer 9 erfolgenden Abkühlung.

Vor dem Vorrichtungsabschnitt I ist eine erste, in der Zeichnung nicht dargestellte Plastifizierungskammer angeordnet, aus welcher der Faserstrang 16, beispielsweise aus Celluloseacetat, heraustritt, versehen mit einem Binde- oder Plastifizierungsmittel, welches durch Hitzeeinwirkung aktivierbar ist, wie Triacetin.

Der Vorrichtungsabschnitt Il besitzt eine zweite Plastifizierungskammer i7, gefolgt von einer Überhitzungseinrichtung 18. Diese besitzt die Form eines Blockes mit einem zylindrischen Durchgang aus einem einwandfrei glatten und beispielsweise mittels elektrischer Widerstände beheizten Metallrohres. Die Heizung kann aber auch mittels eines flüssigen oder gasförmigen, überhitzten Heizmittels erfolgen, beispielsweise mittels Dampf.

Der Abschnitt Il enthält ferner eine zweite Abkühlungskammer 19, durch welche ein gleiches Metallrohr mit glatter Innenwand wie das Rohr der Überhitzungseinrichtung 18 geht. Diese Abkühlungskammer 19 wird von einer Kühlflüssigkeit durchströmt, die durch einen Zulauf 20 eintritt und durch einen Ablauf 21 austritt.

Nach dem Vorrichtungsabschnitt Il ist eine an sich bekannte Zugeinrichtung 22 angeordnet, die ein Transportband 23 aufweist und dazu bestimmt ist, den Celluloseacetatstrang 24 aus der Vorrichtung zu ziehen.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäöen Vorrich-

S tung ist folgendermaßen:

Das Faserbündel 16 wird zu einem Strang vereinigt und von dem Förderband 8 erfaßt, welches sich beim Eintritt in das Rohr 6 zusammenkrümmt und den Faserstrang einhüllt. Gezogen von dem Förderband 8

ίο durchläuft dieser Faserstrang die Resonanzräume 3, in denen er in der Weise erhitzt wird, daß die Celluloseacetatfasern punktförmig untereinander zusammenschweißen und so eine Schnur 25 bilden, welche das Rohr 6 immer noch umhüllt von dem Förderband 8 verläßt. Dieser Strang 25 verläßt das Rohr 6 mit einer erhöhten Temperatur und die Verschweißungspunkte zwischen den Fasern sind noch weich, so daß der Strang hier im allgemeinen noch keine ausreichende Stabilität besitzt, um aus dem Förderband 8 befreit zu werden und seine Form beizubehalten. Deshalb 'äßt man diesen Strang durch eine erste Abkühlungskair.mer 9 laufen, und zwar immer noch eingehüllt von dem Transportband 8. In dieser Abkühlungskammer 9 erhält der Strang etwa seinen endgültigen Durchmesser des Strange«-· 24 und eine ausreichende Stabilität, um mittels der Zugeinrichtung 22 durch die Plastifizierungskammer 17 gezogen werden zu können. In dieser zweiten Plastifizierungskammer 17 wird er oberflächlich mil dem gleichen Plastifizierungsmittel wW vorher versehen. Die Menge des aufgebrachten Plastifizierungsmittels ist abhängig von der Stärke der Haut, die man ausbilden will.

Der Strang durchläuft dann das Rohr der Überhitzungseinrichtung 18, dessen innerer Durchmesser gleich

is ist dem Durchmesser des Stranges 24, so daß sich die Außenfläche dieses Stranges im Kontakt mit dem Rohr erhitzt. Die Rohrtemperatur ist so hoch gewählt, daß sie eine Aktivierung des Plastifizierungsmittel? gewährleistet.

Der Strang 24 durchläuft dann das glatte Rohr der zwf Hen Abkühlungskammer 19, wc er seinen endgültigen und genauen Durchmesser erhäüt. Der Strang wird dann weiter in Richtung des Pfeiles F gefördert, und zwar zu einer nicht dargestellten Schneideinrichtung, welche den Strang in Filtetstäbchen ohne Hülle zerschneidet.

Obgleich die vorstehend beschriebene Vorrichtung vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar ist, kann man aber auch schon die Bildung einer Haut mittels einer einzigen

Heizeinrichtung 3 und Überheizeinrichtung 18 erzielen, indem man den Strang einer natürlichen Abkühlung in freier Luft oder in einem Frischluftstrom unterzieht.

Statt einer Hyperfrequenzheizeinrichtung ist es natürlich auch möglich, jede andere geeignete Heizeinrichtung zu verwenden, beispielsweise eine Heizeinrichtung mittels Dampf oder Hochfrequenz oder eine gemischte Einrichtung mittels Dampf/HF oder Dampf/ VHF.

fm Es ist weiterhin möglich, das Transportband 8 ebenfalls als Zugband zu verwenden. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist jedoch vorzuziehen, denn das besondere Gewebeband 8 eignet sich schlecht zur Verwendung als Zugband.

Hierzu 1 Blntt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines hüllenlosen Zigarettenfilters durch Erhitzen eines Fasermaterialstranges, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Erhitzung oberflächlich durch gleitenden Kontakt an einer glatten, beheizten Fläche überhitzt und durch lokales Schmelzen mit einer Haut versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut durch Kontakt an einer glatten Kühlfläche einer Abschreckung unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Erhitzung einer ersten Abschreckung unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der ersten Abschrekkung mit einem durch Hitze aktivierbaren Bindemittel überzogen und zur Aktivierung des Bindemittels überhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach der Überhitzung einer zweiten Abschreckung unterworfen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens eine Erhitzungseinrichtung (1 —4) für den Strang mit einem diesen Strang durch diese Erhitzungseinrichtung fördernden Transportband (8) sowie dur^h eine Oberhitzungseinrichtung (18) mit einem rohrförmigen, glattwandigen Durchgang und Einrichtungen zum Erhitzen der Umfangsfläche dieses Durchganges.

7. Vorrichtung nach Anspruch ö, gekennzeichnet durch eine erste Abkühlungseinrichtung (9) am Ausgang der Erhitzungseinrichtung (1 —4) und einer nachfolgenden Einrichtung (17) zur Plastifizierung des Stranges sowie durch eine zweite Abkühlungseinrichtung (19) hinter der Überhitzungseinrichtung (18).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen unrunden Querschnitt des rohrförmigen Durchganges der Überhitzungseinrichtung (18).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine zweite Abkühlungseinrichtung (19) mit einem rohrförmigen, glattwandigen Durchgang, welcher den gleichen Querschnitt aufweist wie der rohrförmige Durchgang der Überhitzungseinrichtung (18).