DE2630576C2

DE2630576C2 - Verfahren zur Herstellung von Tabakrauch-Filterstäben

Info

Publication number: DE2630576C2
Application number: DE2630576A
Authority: DE
Inventors: John Anthony Romsey Hampshire Luke
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1987-04-09
Also published as: JPS5212999A; MX144413A; HK72678A; CH603083A5; US4273600A; FI761981A; DK310976A; DE2630576A1; BR7604507A; AR208805A1; ZA763983B; GB1514217A; FI62942C; DK151170B; DK151170C; CA1055355A; AU1571076A; FI62942B; NL7607560A; MY7900021A

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Tabakrauch- Filterstäbchen, die Polypropylenfasern als Filterelement enthalten.
Aus der DE-AS 12 42 135 ist ein Verfahren zur Herstellung von Tabakrauch-Filterstäbchen bekannt, bei dem ein kalthärtendes Bindemittel aus einem Alkylenglykol- oder Polyalkylenglykolester der Acetoessigsäure auf die mehr oder weniger gekräuselten, ausgebreiteten Fasern aufgebracht wird. Anschließend wird das so behandelte Tau dann in die Form eines Stabes gebracht.
Weiterhin ist aus der US-PS 34 63 688 ein gebundenes, auf Polypropylenfasern aufgebautes, dampfdurchlässiges Produkt bekannt, bei dem man Wasserdampf-gekräuselte Polypropylenfasern ausbreitet und auf die ausgebreiteten Fasern eine Polyethylenwachs-Emulsion ausbringt und daraus dann eine Stabform ausbildet und diese Stabform zum festen Verbinden der Fasern miteinander erhitzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, Polypropylenfasern für Tabakrauch-Filterstäbe zu verwenden und dabei zum Verbinden der Polypropylenfasern ein kalthärtendes Bindemittel einzusetzen, so daß auf eine gesonderte Wärmebehandlung verzichtet werden kann. Außerdem soll die Menge des Bindemittels möglichst niedrig gehalten werden.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Geeignete erfindungsgemäß verwendbare kalthärtende Bindemittel, die in Dispersionsform vorliegen, sind insbesondere Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat, sowie auch Polyvinylacetat oder Copoylmere aus Vinylacetat und 2-Ethyl-Hexylacrylat oder aus Styrol und Butylacrylat.
Der Feststoffgehalt der Dispersion beträgt vorzugsweise 45 bis 55 Gew.-%.
Geeignete kalthärtende Bindemittel sind Polyvinylacetat, Copolymere aus Äthylen und Vinylacetat oder wärmegehärtete Acrylcopolymere, z. B. Copolymere aus Vinylacetat und 2- Äthylhexylacrylat oder aus Styrol und Butylacrylat.
Zur Aufbringung der Bindemitteldispersion kann vorteilhafterweise ein Spinnscherkegel verwendet werden, der mit hoher Geschwindigkeit rotiert und der einen Vorhang von kleinsten Tröpfchen der Dispersion liefert. Die ausgebreiteten Fasern werden über den Kegel so geleitet, daß die Tröpfchen darauf verteilt werden. Um eine gleichförmige Verteilung der Dispersion zu gewährleisten, wird der Scherkegel vorzugsweise mit einer etwas höheren Geschwindigkeit, als es für herkömmliche Weichmacher üblich ist, nämlich mit einer Geschwindigkeit in der Gegend von 4000 Upm, rotieren gelassen. Eine solche Geschwindigkeit ist besonders gut geeignet, um eine wirksame Verteilung und Tröpfchengröße zu erzielen, wenn die Viskosität der Dispersion hoch ist. Die Dispersion kann in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Fasergewicht in dem Stab, aufgebracht werden. Im allgemeinen beträgt das Trockengewicht des Bindemittels auf den ausgebreiteten Fasern nur 5 bis 10 Gew.-%. Eine Bürstenaufbringungseinrichtung oder eine Sprüheinrichtung kann als Alternative zur Aufbringung des Bindemittels ebenfalls verwendet werden.
Um das Tau, das eine gleichförmige Verteilung des Bindemittels enthält, in die Form eines Stabes zu bringen, kann es in bekannter Weise durch eine Verarbeitungseinrichtung geleitet werden, worin es zu einem kontinuierlichen Stab verformt wird und umhüllt werden kann. Weder vor noch während noch nach der Bildung des Stabes ist die Anwendung von Wärme, d. h. die Anwendung einer gesonderten Wärmehärtungsstufe erforderlich. Auf die Umhüllung braucht kein Klebstoff aufgebracht zu werden, um das Fasermaterial an der Umhüllung zu befestigen, da das Bindemittel auch als Klebstoff oder Leim für den Stab wirkt. Der Stab wird sodann in Abschnitte zerschnitten.
Die Filterstäbe bzw. -abschnitte werden im allgemeinen bis zu 24 h ohne Erhitzen aushärten gelassen. Der Stab hat nach dem Aushärten eine Härte im Bereich von 80 bis 95%, gemessen auf einem Härte- und Elastizitätstester, bei einem Stabgewicht von 400 bis 600 mg für einen Stab mit einer Länge von 90 mm.
Ein solcher Stab ist ausgezeichnet für die Herstellung von festen Zigarettenfiltern geeignet.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Faserstrang aus gekräuseltem fibrillierten Polypropylenfasern mit einem Gesamttiter von 4440 tex wurde geöffnet und in einer herkömmlichen Öffnungsmaschine ausgebreitet und sodann über einen Aufbringungsscherkegel mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min geleitet. Der Kegel wurde mit einer Geschwindigkeit von 3750 Upm rotieren gelassen, wodurch eine Aufbringungsmenge des Bindemittels von 15% des Fasergewichts erhalten wurde. Das Bindemittel war ein Copolymeres aus Ethylen und Vinylacetat in Form einer Dispersion mit einer Viskosität von 100 mPa · s und einem Feststoffgehalt von 55%.
Hierdurch wurde eine Trockengewichtsmenge des Bindemittels auf den Fasern von ungefähr 8%, bezogen auf das Gewicht der Fasern, erhalten. In einer herkömmlichen Verarbeitungseinrichtung wurden die Fasern in Stabform gebracht und mit einer Papierumhüllung von 45 g/m² umhüllt und schließlich in Abschnitte zerschnitten. Dieses Papier, das geringfügig schwerer als üblich war, wurde verwendet, um ein zufriedenstellendes Aussehen des Filterstabes nach dem Kalthärten zu erhalten und um ein Verdrehen im Papier zu vermeiden. Es waren keine Klebstofflinien erforderlich, um das Fasertuch an der Umhüllung zu verankern. Nach 24stündigem Lagern ohne Erhitzen wurde festgestellt, daß die Filterstäbe eine, wie oben bestimmte, Härte von 88% hatten.
In den folgenden Beispielen wurde die Verfahrensweise des Beispiels 1 mit der Ausnahme der angegebenen Unterschiede und der Verwendung einer höheren Geschwindigkeit des Scherkegels, nämlich von ungefähr 4000 Upm, wiederholt.

Beispiel 2

Ein Copolymeres aus Äthylen und Vinylacetat wurde wiederum als Bindemittel verwendet, doch betrug die Viskosität der Dispersion 50 mPa · s und ihr Feststoffgehalt 44%. Die Zugabemenge des Bindemittels auf den Fasern betrug ebenfalls 15 Gew.-%. Das Trockengewicht des Bindemittels in den fertigen Stäben betrug, bezogen auf das Gewicht der Fasern, 6,6%. Die Härte der erzeugten Filter betrug nach 24 h 86%.

Beispiel 3

Das Bindemittel war eine Dispersion eines Copolymeren aus Vinylacetat und 2-Ethylhexylacrylat und die Dispersion hatte eine Viskosität von 100 mPa · s und einen Feststoffgehalt von 47%. Das Bindemittel wurde auf den Fasern einer Zugabemenge von 15% aufgebracht, wodurch ein Trockengewicht des Polymeren auf den Fasern von 7% erhalten wurde. Die Filter hatten nach 24 h eine Härte von 86%.

Beispiel 4

Eine Dispersion eines feinverteilten Copolymeren von Styrol und Butylacrylat mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 µm und mit einer Viskosität von 52 mPa · s und einem Feststoffgehalt von 50% wurde auf die Fasern in einer Menge von 8% trockenes Polymeres aufgebracht. Die erhaltenen Filter hatten eine Härte von 86% nach 25 h.

Beispiel 5

Eine Polyvinylacetat-Dispersion mit einer Viskosität von 140 mPa · s und einem Feststoffgehalt von 45% wurde auf die Fasern in einer Menge von 7% trockenes Polymeres aufgebracht. Die erhaltenen Filter hatten nach 24 h eine Härte von 88%
In der Figur wird eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Der Faserstrang 1 wird in eine Verarbeitungseinrichtung 2 eingespeist, worin er geöffnet wird, und sodann einer Beschichtungseinheit 3 zugeführt, in der die Fasern mit dem Bindemittel überzogen werden. Die Beschichtungseinheit enthält vorzugsweise eine Scherkegel 4, der mit genügend hoher Geschwindigkeit rotiert, daß ein Vorhang von winzigen Tröpfen erzeugt wird, die auf den Fasern abgeschieden werden. Die Dispersion wird mittels eines Zuführungsrohrs 5 eingespeist. Alternativ kann der Sprühkegel durch eine Bürsteneinrichtung ersetzt werden, die das Bindemittel auf die Fasern aufbringt.
Die Vorrichtung enthält auch ein Umhüllung 6, die von einer Spule 7 zugeführt wird. Die beschichteten Fasern und die Umhüllung werden miteinander durch eine Einrichtung 8 geleitet, worin sie zu einem kontinuierlichen Stab verformt werden. Der Stab wird sodann durch eine Abschneideinrichtung 9 geleitet, in der der Stab zu Abschnitten mit vorgewählter Länge zerschnitten wird. Sodann wird er zu einem Lagerungsbehälter 10 geführt, wo die Stablängen aushärten gelassen werden, bevor sie z. B. als Zigarettenfilter verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Tabakrauch-Filterstäben aus einem Tau von gekräuselten Fasern, die ausgebreitet, mit einem kalthärtenden Bindemittel auf der Basis eines ungesättigten organischen Esters behandelt und in die Form eines Stabes gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Filterstäben aus Polypropylenfasern der Ester als nicht-flüchtige, polymere oder copolymere Verbindung in Dispersionsform mit einer Viskosität im Bereich von 10 bis 500 mPa · s und einem Feststoffgehalt im Bereich von 45 bis 60 Gew.-% vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion ein Copolymeres aus Ethylen und Vinylacetat enthält.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion einen Feststoffgehalt im Bereich von 45 bis 55 Gew.-% hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dispersion auf das Tau in Form eines Vorhangs von Tröpfchen mittels eines Spinnscherkegels aufbringt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherkegel mit einer Geschwindigkeit von etwa 4000 Upm rotiert.