DE2936490A1

DE2936490A1 - Verfahren zum herstellen eines faserfoermigen gegenstandes

Info

Publication number: DE2936490A1
Application number: DE19792936490
Authority: DE
Inventors: Donald E Laslie; Walter A Nichols
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris Products Inc
Priority date: 1978-09-11
Filing date: 1979-09-10
Publication date: 1980-03-13
Also published as: GB2030440B; AU5068979A; AU531418B2; FR2435548A1; CH639541A5; DE2936490C2; GB2030440A; FR2435548B1

Description

-ING. WALTER ABITZ . DIETER F. MORF »L.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Qtanwälte

MüruJien,

10. September 1979

Postanschrift / Postal Address Postfach ββΟΙΟΘ. 8ΟΟΟ

Plenzenauerstrafie

Telefon 08 339a

Telegramme: Chemlndus München

Telex: (0)533902

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PHILIP MORRIS INCORPORATED

100 Park Avenue, New York, N.Y.10017, V.St.A.

Verfahren zum Herstellen eines faserförmigen Gegenstandes

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von faserigen Gegenständen, insbesondere auf die Herstellung von Filterelementen aus einem fortlaufenden feinfaserigen Strang.

Bei der heutigen Herstellung von Zigarettenfiltern wird ein fortlaufender faseriger Strang aus Zelluloseacetat oder einem ähnlichen Material von einem Ballen abgezogen und so weiterbehandelt, daß er sich ausbreitet und in kontrollierter Weise aufgefasert wird. Ein Klebemittel oder ein Weichmacher, beispielsweise Triacetin, wird dem ausgebreiteten und kontrolliert geöffneten Faserbündel zugeführt, und anschliessend wird der Faserstrang in Stabform gebracht und weiter so behandelt, daß die Stäbe einen ausreichenden körperlichen Zusammenhalt gewinnen, so daß sie diese Gestalt bei den nachfolgenden Bearbeitungsschritten zur Herstellung von Zigarettenfiltern beibehalten.

Das Behandeln von Strängen bis zu dem Punkt, an dem weichmacherimprägnierte Fasern in Stabform gebracht v/erden, erfolgt üblicherweise in Geräten, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 413 698 beschrieben sind. Danach wird der Strang durch eine Vorrichtung geführt, die einen den Strang auffächernden Luftstrom erzeugt, und gelangt anschliessend durch Spannwalzen in Zuführungsrollen, die die Fasern ausbreiten. An dieser Stelle wirkt ein weiterer Auffächerstrahl auf den Strang ein, der anschliessend durch Walzen zum Anbringen von Weichmacher geleitet werden. Dann nimmt ein Trichter den weichmachergetränkten Strang auf und gibt ihm im wesentlichen Zylinderform.

Die Behandlungsarten nach dem Stand der Technik unterscheiden sich an dieser Stelle. Es ist möglich, den stabförmigen,

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weichmachergetränkten Strang in ein Umhüllgerät zu führen und ihn in eine Filterumhüllung zu wickeln und anschliessend zu Filterstäben zu zerschneiden. Dann werden die Stäbe eine längere Zeit gelagert, und während dieser Zeit härtet der Weichmacher aus, so daß der Strang so fest wird, daß er für die weiteren Verfahrensschritte der Zigarettenfabrikation geeignet ist.

Die Nachteile dieser Arbeitsweise sind in den US-Patentschriften 3 313 306, 3 111 702 und 3 095 343 beschrieben, die sich sämtlich auf die Herstellung von nichtumhüllten Filtersträngen beziehen. Wie diese Patente zeigen, läßt sich trotz Weglassen der Umhüllung eine ausreichende Festigkeit zur Handhabung des Stranges herbeiführen und dabei eine Verminderung der Kosten erzielen, während gleichzeitig die überprüfung im laufenden Betrieb möglich wird und das Ablängen der Filter einfacher wird.

Nach den Herstellungsvorschlägen für diese nichtumhüllten Filter stränge wird nach den genannten Patenten, z.B. nach dem US-Patent 3 313 306, der stabförmige, weichmachergetränkte Strang von einem ihn umgebenden, für Dampf durchlässigen Gürtel durch eine Station geleitet, in der er gespanntem Dampf ausgesetzt wird. Der Dampf aktiviert den Weichmacher so weit, daß momentante Härtung eintritt. Der aus der Dampfbehandlungsstation heraustretende Strang wird in eine Kühlstation geleitet, in der Druckgas den Klebemittelbestandteil entaktiviert und die Feuchtigkeit aus dem Stabe wegführt. Dann wird der Strang in ein Schneidgerät geführt, in dem er zu Stababschnitten zerschnitten wird.

Wenn es möglich wäre, nach den Methoden der genannten Pa tente nichtumhüllte Filter in einem Strang herzustellen, bei dem der Weichmacher vollständig ausgehärtet ist, bevor der Strang in das Schneidgerät einläuft, könnte man auf

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die lange Härtungszeit für die Filterstäbe verzichten» die nach der Methode des erstgenannten Patents erforderlich ist, und es ließe sich eine On-line-Fertigung eines solchen Geräts mit einer Zigarettenmaschine aufbauen. Damit würden auch die Schwierigkeiten verkleinert werden, die sich ergeben, wenn ein Strang zerschnitten wird, bevor die vollständige Dimensionsstabilität des Stranges erreicht ist.

In anderer Hinsicht ist aber die nach den genannten Patenten für nichtumhüllte Filter angewandte Methode nachteilig insofern, als ein Mittel zur Härtungsbeschleunigung (Dampf) eingesetzt werden muß, das in dem Endprodukt unerwünscht ist und daher nach der Härtung des Weichmachers vollständig entfernt werden muß. Ferner müssen bei der Verwendung derartiger produktfremder Mittel unerwünschte Nebenwirkungen befürchtet werden, so kann z.B. der Dampf die Weichmacherkonzentration an den Punkten, an denen zwei Fasern aneinanderstoßen, herabsetzen und kann schließlich auch den Weichmacher veranlassen, von diesen Berührungspunkten wegzufließen.

Die US-Patentschrift 4 003 774 und die US-Patentanmeldung Ser.Nr. 743 511 (angemeldet 19. November 1976), die noch bearbeitet wird und hiermit zusammenhängt, beschreiben die Anwendung von Mikrowellenenergie bei der Herstellung von Zigarettenfiltern. Die Anmeldung 743 511 zeigt eine Methode, nach welcher eine Vorauswahl zwischen verschiedenen Materialien erster bzw. zweiter Art, die eine Faser bzw. einen Weichmacher für die Faser darstellen, getroffen wird. Das zweite Material, der Weichmacher, wird so gewählt, daß seine Absorption für Mikrowellenenergie größer ist als diejenige des ersten Materials und daß er bei Erhitzung einer Zustandsänderung aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand unterworfen ist. Durch diese Vorauswahl wird der

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Weichmacher zu einem Mittel für die Absorption von Mikrowellenenergie und zur durch Wärmeleitung erfolgenden Erhitzung aneinanderstoßender Fasern mit gleichzeitigem Verschmelzen. In der Anmeldung 743 511 sind ausser der Kombination Celluloseacetat/Triacetin verschiedene Faserund Weichmachersubstanzen angegeben, die die obengenannten Auswahlkriterien erfüllen.

Aus der Verwendung von Weichmachern bei der Ausübung des Verfahrens nach der Anmeldung 743 511 zum Verschmelzen der Fasern ergibt sich eine zahlenmässige Begrenzung der Wirtschaftlichkeit derartiger Mikrowellenverfahren bei der Herstellung von Filtern insofern als ein Mindestmaß an Weichmacher, nämlich die Menge, die in die Fasern eingedrungen ist, aus dem Endprodukt zur Wiederverwendung praktisch nicht rückgewinnbar ist. Während ferner Triacetin als geschmacksbeeinflussende Substanz bei der Herstellung von Zigarettenfiltern betrachtet wird, ist es in manchen anderen Fällen unzweckmässig, wenn restliche mikrowellenabsorbierende Bestandteile im Endprodukt verbleiben. Vergleichbare Bemühungen wären bei der Textilherstellung denkbar, bei der das Bedrucken und Einfärben des fertigen Gewebes besser gesteuert werden könnte, wenn keine Weichmacherreste vorkämen. Bei der Zigarettenfilterproduktion kann es wünschenswert sein, keine Weichmacherreste vorzufinden, wenn zur Wahl steht, Triacetin aus der Unzahl anderer Variablen bei Isolieren von Steuerparametern für Geschmack und dergleichen zu eliminieren.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen für die Herstellung faseriger Gegenstände, z.B. nichtumhüllter Filterstäbe, zu finden.

Um diese und andere Aufgaben zu lösen, sieht die Erfindung

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ein Verfahren vor, bei dem eine Vorauswahl von ersten bzw. zweiten Materialien getroffen wird, die eine Faser bzw. einen Bestandteil darstellen, der der Faser zugesetzt wird, um deren Verschmelzung herbeizuführen, wobei das zweite Material so gewählt ist, daß es einerseits eine höhere Absorption von Mikrowellenenergie als das erste Material hat und daß es andererseits im wesentlichen vollständig zurückgewinnbar ist, daß es also für das erste Material weder ein Lösungsmittel noch einen Weichmacher darstellt. Das zweite Material erfährt ausserdem beim Erhitzen typischerweise eine Zustandsänderung vom flüssigen zum dampfförmigen Zustand. Wenn keine Weichmacherwirkung auftritt, ist praktisch der gesamte zugesetzte Bestandteil von dem letzten Endes zusammengeschmolzenen Gegenstand wieder zurückgewinnbar, d.h. die Produktion ist wirtschaftlich und die nachfolgenden Bearbeitungsschritte, z.B. Bedrucken und Einfärben für den Fall von Geweben, lassen sich mit gutem Erfolge ausführen.

Bei der Herstellung von Zigarettenfiltern wird erfindungsgemäß ein ausgewählter, mit dem Bestandteil getränkter Strang kontinuierlich durch ein Mikrowellenheizgerät geführt, durch das hindurch eine vorgegebene Bahn verläuft und das so einstellbar ist, daßder zugesetzte Bestandteil bei seiner Anordnung in dieser Bahn optimale Energiezufuhr erfährt. Das Gerät wird selektiv auf den zugesetzten Bestandteil abgestimmt, wodurch der Energieübergang auf die Fasern in dem Strang durch Leitung infolge von und in Abhängigkeit von der dem Bestandteil zugeführten Wärme erfolgt. Eine erzwungene Luftbewegung um den Strang nach dessen Behandlung im Mikrowellengerät läßt den Bestandteil in Gasform aus dem Strang austreten, so daß der Bestandteil neuerdings verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Herstellung von maßstabilen,

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nichtumhüllten kontinuierlich erzeugten Filterstäben ohne Restgehalt an zugesetztem Bestandteil vor. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Mikrowellenheizgerät verwendet, in dem sich ein zylindrisches Rohr aus einem Material befindet, das für Mikrowellenenergie durchlässig ist. Eine in diesem Rohr befindliche und von diesem zu einem Zylinder geformte Fördereinrichtung für den Strang besteht aus einem Material gleicher Durchlässigkeit für Mikrowellenenergie, das ausserdem geeignet ist, die Längsspannungsunterschiede in dem Strang während dessen Führung durch dis Mikrowellenheizgerät möglichst klein zu halten.

Bei der praktischen Ausführung ist gemäß der Erfindung das "Verlustmaß" an Mikrowellenenergie bei dem zugesetzten Bestandteil um mindestens eine Größenordnung größer als bei dem Strangmaterial. Dank einer derartigen Materialvorauswahl kann das Mikrowellenheizgerät, wie oben erwähnt, genau auf den verwendeten Bestandteil abgestimmt werden, dessen Siedepunkt vorzugsweise innerhalb 2o % des Schmelzpunktes der Faser liegt, die den Strang bildet.

Die genannten Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Verfahrensweise und der zugehörigen Gerätschaften, die in den Zeichnungen dargestellt sind, in denen gleiche Bezugszahlen die gleichen Gegenstände kennzeichnen.

Fig. 1 ist eine Ansicht eines für die Ausübung der Er findung geeigneten Geräts von vorne;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Mikrowe llenhei ζ vorrichtung nach Fig. 1, betrachtet aus der Ebene II-II in Fig. 1;

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Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Mikrowellenheizgerät längs der Linie III-III in Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 wird dem Gerät 10 zum Herstellen eines Filterstabs ein Strang 12 aus einem Ballen 14 zugeführt; das Gerät leitet den Strang aufwärts durch die Auffächerdüse 16 über die Ausbreitwalze 18 in eine zweite Auffächerdüse 20. Dann gelangt der Strang durch hintereinandergeschaltete Paare von Druckwalzen 22 und 24 und in und durch das Gerät 26 zum Aufbringen des Bestandteils. Abzugswalzen 28 sind mit Antriebsmitteln unterschiedlicher Art ausgestattet, so daß die Spannung in dem Strang in gewünschter Weise gesteuert werden kann. Der Trichter 30 formt aus dem getränkten Strang ein praktisch zylindrisches Gebilde. Die bislang beschriebenen Funktionsbestandteile des Geräts 10 entsprechen dem üblichen Aufbau, der allgemein verwendet wird; er wird genauer in den obengenannten US-Patentschriften beschrieben, die der Kürze der Beschreibung wegen hinsichtlich dieses Geräts als Bestandteil der Anmeldung angesehen werden sollen.

Der aus dem Trichter 30 heraustretende Strang wird dem Umhüllungsband 32 zugeführt, einem endlosen Band, das von der Antriebswalze 34 über die Walzen 36 bis 44 herangeführt wird. Die Umhüllungsvorrichtung 46 ist in der bei Umhüllungsmaschinen für Zigaretten üblichen Weise ausgestattet und dient hier dazu, das Band 32 um den Strang zu legen. Der umschlossene Strang wird von der Einrichtung 46 in und durch das Mikrowellenheizgerät 48 geführt, dessen Aufbau in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 beschrieben wird. Das Band 32 besteht aus einem Material, das für Mikrowellen energie praktisch vollständig durchlässig ist und das in der Lage ist, den Strang durch Reibungskräfte so einzuhüllen, daß die Spannungsunterschiede während der Bewegung

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des Stranges durch die Einrichtung 48 so klein wie möglich gehalten werden. Als bevorzugtes Bandmaterial ist kautschukbeschichtetes Glasgewebe anwendbar. Aus dem Gerät 48 gelangt der Strang in das Luftdüsengerät 50, wobei das Band 32 zwischen den Geräten 48 und 50 von dem Strang abgehoben wird. Ein Schneidgerät 52 ebenfalls an sich bekannter Bauart zerlegt den zusammenhängenden Strang in fertige Filterstäbe.

Das Mikrowellenheizgerät 48 nach den Fig. 2 und 3 hält einen Hohlleiter 54, der an seinem unteren Ende geschlossen ist und dessen oberes, entgegengesetztes Ende mit einer Quelle 55 für Mikrowellenenergie verbunden ist. Abstimmstichleitungen 56, 58 und 60 sind getrennt zu weiter unten anzugebenden Zwecken in den Hohlleiter einführbar; Fig. 2 zeigt die Abstimmleitung 58 eingesteckt. In der Seitenwand 62 des Hohlleiters 54 befindet sich eine Öffnung 64 mit einem abgeschnittenen Hohlleiter 66, der an diese Öffnung angelegt ist. In der Seitenwand 68 des Hohlleiters 54 befindet sich eine öffnung 70, durch die Energie aus dem Hohlleiter 54 in den Hohlraumresonator 72 geleitet werden kann. Der Hohlraum 72 weist eine Seitenwand 74 mit einer öffnung 76 auf, an die ein abgeschnittener Hohlleiter 78 angesetzt ist. Die obere Aussenwand 80 des Hohlraums 72 enthält ein Abstimmsteuerelement 82, das gegenüber der Aussenwand 80 vertikal verschiebbar ist und ein inneres, den Hohlraum abschliessendes Organ 84 trägt. In entsprechender Weise ist an der unteren Aussenwand 86 des Hohlraums ein Abstimmsteuerelement 88 angeordnet, das seinerseits an einem inneren, den Hohlraum abschliessenden Organ 90 befestigt ist. Ein langgestrecktes zylindrisches Rohr 92 führt durch den Hohlraum 72 und die Hohlleiter 54, 66 und 78 und besteht aus einem Material, das praktisch vollkommen durchlässig für Mikrowellenenergie ist, beispielsweise aus

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Polytetrafluoräthylen, Polypropylen, Polysulfon, Quarzglas oder Aluminiumoxid. Die Zeichnung zeigt das Rohr 92 in der Nähe der Seitenwand 68 des Hohlleiters weggebrochen, um ein mit öffnung versehenes Element 94 deutlicher erkennbar zu machen, das zu einem weiter unten erläuterten Zweck abnehmbar an der Seitenwand 68 angebracht ist.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird Mikrowellenenergie mit einer der vier staatlich zugelassenen Frequenzen oder, soweit erlaubt, innerhalb eines Bereichs zwischen 915 MHz und 22 000 MHz, aus der Quelle 55 in den Hohlleiter 54 gesandt, wobei das Steuerungselement 94 und die anderen Bauteile die in Fig. 3 gezeichnete Lage einnehmen. Der mit dem Bestandteil getränkte Filterstrang wird jetzt von dem Band 32 mit gleichbleibender Geschwindigkeit in und durch das Rohr 92 geleitet (Fig. 1). Unter Zuhilfenahme von nicht gezeichneten Meßinstrumenten, wie sie üblicherweise bei Messungen von elektromagnetischer Energie für die Anzeige der von der Mikrowellenquelle abgegebenen Leistung bzw. der zu ihr von dem Hohlleiter 54 reflektierten Leistung verwendet werden, werden die Abstimmstichleitungen 56 bis 60 getrennt in den Hohlleiter eingeschoben, bis die reflektierte Leistung einen Minimalwert erreicht hat. Diese Abstimmelemente haben einen gegenseitigen Abstand von einem Viertel der Wellenlänge der Mikrowellenenergie, die von der Quelle 55 geliefert wird. Dann werden die Steuerelemente 82 und 88 eingestellt, bis die genannte reflektierte Leistung einen weiteren Minimalwert erreicht.

Durch die genannten Abstimmvorgänge wird die Lage der maximalen Energiedichte in dem Hohlleiter 54 und im Hohlraum 72 dem durch das Rohr 92 definierten Ort des Durchlaufs durch den Hohlraum angepaßt. Da ferner der zugefügte Bestandteil so ausgewählt ist, daß er deutlich höhere Absorp-

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tion von Mikrowellenenergie zeigt, d.h. daß er bei elektromagnetischen Strahlungsfrequenzen im Bereich von Mikrowellen deutlich höhere Verluste hat als Celluloseacetat, wird das Heizgerät ausserdem auf den zugefügten Bestandteil abgestimmt, um diesen zu erhitzen; die Heizvorrichtung hat die allgemeine Form des Geräts 48, bestehens aus einem abstimmbaren Hohlraum mit hohem Q, und wird hergestellt von der Gerling Moore, Inc., Palo Alto, California. Mehrere Elemente 94 mit öffnungen sind vorgesehen, und die obenbeschriebene Abstimmprozedur wird mehrfach mit Elementen ausgeführt, die in dem Gerät 48 unterschiedliche große öffnungen definieren, um zu bestimmen, welches Element zum größten Wert des Verhältnisses der von der Quelle 55 abgegebenen Leistung zu der reflektierten Leistung führt, weil mit diesem Verhältnis der maximale übergang von erzeugter Erwärmungsleistung auf den zugefügten Bestandteil angezeigt wird.

Wie an sich bekannt, haben die abgeschnittenen Hohlleiter 66 und 78 Abmessungen, die für eine vorgegebene Arbeitsfrequenz vorgesehen sind, so daß sie als Hohlleiter wirken bzw. Energie übertragen lediglich mit Frequenzen oberhalb der Arbeitsfrequenz, d.h. oberhalb der Frequenz der von der Quelle 55 abgegebenen Energie. Daher definieren derartige Hohlleiter ungedämpfte Zugangsöffnungen, durch die das Rohr 92 in das Gerät 48 ein- und herausgeführt werden kann.

Die Tatsache, daß die Strangfasern an den Stellen, an denen sie aneinanderliegen, ausserordentlich schnell miteinander verschmelzen, wird einerseits der Kapillarwirkung zugeschrieben, die den zugefügten flüssigen Bestandteil veranlaßt, längs der Fasern zu den Punkten zu wandern, an denen die Fasern aneinanderstoßen, dort zähflüssiger zu werden und eine höhere Konzentration anzunehmen. Beim Ein-

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wirken von Mikrowellenenergie in dem beschriebenen, abstimmbaren Hohlraum mit hohem Q wird die Flüssigkeit sehr schnell auf hohe Temperaturen erhitzt und erwärmt infolgedessen durch Wärmeleitung die benachbarten Faserbereiche. Die unmittelbare Folge ist, daß die Flüssigkeit verdampft.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf die Verwendung von Celluloseacetat als Material für den Strang, statt dieses Fasermaterials können aber auch verschiedene andere Materialien benutzt werden, z.B. Polypropylen, Polyäthylen u. dgl.. Zu den typischen zugesetzten Bestandteilen für Celluloseacetat zählen: Propylenglycol, Glycerin, Äthylenglycol, Triäthylenglycol und Gemische dieser Substanzen. Benzylalkohol und Methylbenzoat sind als zugesetzte Bestandteile für Polyäthylenfasern geeignet, Dekanol kann als Bestandteil bei Polypropylenfasern verwendet werden. Der zugesetzte Bestandteil für die genannten und für sonstige Materialien wird für den Zweck der Erfindung jeweils so ausgesucht, daß er durch Mikrowellen in ausreichendem Maße stärker erhitzbar ist als das gewählte Strangmaterial, um eine maximale Absorption von Mikrowellenenergie durch das erstgenannte Material zu erzielen und eine selektive Abstimmung des Mikrowellenheizers auf den zugesetzten Bestandteil zu erreichen. Ferner ist der zugesetzte Bestandteil dadurch ausgezeichnet, daß das gewählte Fasermaterial in ihm im wesentlichen unlöslich ist. Um die Rückgewinnung zu erleichtern, macht der zugesetzte Bestandteil bei der Erhitzung eine Zustandsänderung vom flüssigen oder festen Zustand in den gasförmigen Zustand durch. Aus diesem Grunde wird als zugesetzter Bestandteil eine Substanz ausgewählt, deren Siedepunkt innerhalb von 20 % des Schmelzpunkts des Fasermaterials liegt. Beim speziellen Fall des Celluloseacetats als Fasermaterial, das einen Schmelzpunkt von 220° C hat, ist Äthylenglycol geeignet, dessen Siedepunkt bei 197° C liegt. Triäthylenglycol (Siedepunkt -276° C) wird zweckmässigerweise

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in Verbindung mit einem Medium mit niedrigerem Siedepunkt verwendet, beispielsweise Äthylenglycol (197° C) , wenn Celluloseacetatfasern verarbeitet werden. Der zugesetzte Bestandteil kann als wäßrige Lösung eingesetzt werden, und das Verhältnis Flüssigkeiten zu Feststoffen/ d.h. zugefügter Bestandteil zu Fasermaterial, liegt in der Gegend von etwa 8 % bis 25 %, vorzugsweise bei 12 %. Vor dem Einführen in den Mikrowellenheizer kann der Strang mit speziellen Zusatzstoffen versehen werden, beispielsweise Zusätzen, die bestimmte Bestandteile von Rauch absorbieren oder adsorbieren. Das nachfolgende Strahlungserhitzen des zugesetzten Bestandteils und anschliessende Verschmelzen der Strangfasern läßt eine feinfaserige Matrix entstehen, in welcher nicht schmelzende Teilchen von Zusätzen mechanisch eingeschlossen sind oder schmelzbare Zusatzteilchen eingeschmolzen sind. Die Erfindung sieht weiterhin vor, einen partikelförmigen festen Bestandteil in den Strang einzuführen, etwa ein Mikrowellenenergie absorbierendes niedrigschmelzendes Pulver, und zwar anstelle von oder zusätzlich zu dem flüssigen zugesetzten Bestandteil.

Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein Strang von 3,4 Denier/36 000 Denier gesamt, bestehend aus Celluloseacetat, wird in der oben angegebenen Weise zu einem Strang geformt und Äthylenglycol in einem Anteil von 12 Gew.% des Stranges zu dem ausgebreiteten Strang gegeben. Der Strang wird in und durch den Mikrowellenheizer 48 mit einer Geschwindigkeit von 45,7 m/min (150 feet per minute) geleitet, wobei die Bahnlänge des Stabes in dem Gerät 48 15,2 cm (6 inches) beträgt. Das Gerät 48 wird von der Energiequelle 55 so beaufschlagt, daß die von dem Stab absorbierte Leistung 2,25 kW bei 2450 mHz beträgt, gemessen

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als Differenz zwischen der von der Quelle 55 abgegebenen Leistung und der dorthin aus dem Hohlleiter 54 reflektierten Leistung. Nach dem Austritt aus dem Gerät 48 bietet sich der Stab als in seinen Umrissen stabiles, selbsttragendes GefUge dar.

Beispiel 2

Ein Strang von 3,4 Denier/38 000 Denier gesamt, bestehend aus Celluloseacetat, wird in der oben angegebenen Weise zu einem Strang geformt und ein Gemisch von 50 % Triäthylenglycol und 50 % Äthylenglycol in einem Anteil von 15 Gew.% des Stranges zu dem ausgebreiteten Strang gegeben. Der Strang wird in und durch den Mikrowellenheizer 48 mit einer Geschwindigkeit von 54,9 m/min (180 feet per minute) geleitet, wobei die Bahnlänge des Stabes in dem Gerät 18 15,2 cm (6 inches) beträgt. Das Gerät 48 wird von der Energiequelle 55 so beaufschlagt, daß die von dem Stab absorbierte Leistung 2,3 kW bei 2450 MHz beträgt, gemessen als Differenz zwischen der von der Quelle 55 abgegebenen Leistung und der dorthin von dem Hohlleiter 54 reflektierten Leistung. Nach dem Austritt aus dem Gerät 48 bietet sich der Stab als in seinen Umrissen stabiles, selbsttragendes Gefüge dar.

Bei den vorstehenden Beispielen erreicht der Stab diese Abmessungsfestigkeit nach dem Durchlaufen des Geräts 48, wenn er einer Druckluftbeaufschlagung unterworfen war. Zu diesem Zweck wird eine Düse mit einem Austrittsdurchmesser von 6 mm (1/4 inch), der eine Druckluft mit 0,35 bis 3,50 kg/

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cm (5 bis 50 psi),vorzugsweise 1,75 kg/cm" (25 psi) zugeführt wird, so angebracht, daß der Druckluftstrahl auf den Strang gerichtet ist, wenn dieser das Gerät 48 verläßt. Auf andere Weise ohne Verwendung von Druckluft wird diese Abmessungsstabilität des Stranges erreicht, indem man seine

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Durchlauf geschwindigkeit auf 22,9 m/min (75 feet per minute) herabsetzt. Bei Versuchslaufen wurde der nominelle Rest Äthylenglycol aus einem dimensionsstabilen und selbsttragenden Celluloseacetatstab, der in der obenbeschriebenen Weise angefertigt war, chemisch extrahiert und die Extraktion durch Gewichtsvergleich überprüft. Festigkeitsversuche an den Stäben vor und nach der Extraktion zeigten praktisch genau übereinstimmende Festigkeit an.

Im RAhmen der Erfindung läßt sich die Rückgewinnung des zugesetzten Bestandteils erleichtern, indem Unterdruckrückgewinnungsleitungen einerseits an das Mikrowellenheizcferät und andererseits an eine geeignete Rückgewinnungskappe angeschlossen werden, die den Ausgang des Rohres 92 umgibt.

Ende der Beschreibung.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines faserförmigen Gegenstandes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Auswahl von Fasern bzw. einem diesen Fasern zuzusetzenden Bestandteil aus einem ersten bzw. einem zweiten Material, wobei die Absorption von Mikrowellenenergie in dem zweiten Material stärker ist als in dem ersten Material und das erste Material in dem zweiten Material im wesentlichen unlöslich ist,

(b) anschliessend den genannten Bestandteil zu den Fasern geben,

(c) anschliessend den genannten Fasern eine vorgegebene Form vermitteln, bei der nebeneinanderliegende Fasern einander punktweise berühren;

(d) und anschliessend die derart in vorgegebene Form gebrachten Fasern einer Mikrowellenenergie aussetzen, um den zugesetzten Bestandteil zu erhitzen und dadurch die Fasern an ihren Berührungspunkten miteinander zu verschmelzen.

2. Verfahren nach Anspruch I^ dadurch gekennzeichnet, daß

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der Verfahrensschritt (d) so ausgeübt wird, daß ein Durchlaß zum Hindurchführen der genannten in Form gebrachten Fasern durch einen Raum definiert wird, der mit Mikrowellenenergie erfüllbar ist, und daß in dem Raum Stellen maximaler Mikrowellenenergiedichte an dem genannten Durchlaß geschaffen werden, während die genannten in Form gebrachten Fasern sich in dem genannten Durchlaß befinden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (a) ausserdem in der Weise ausgeübt wird, daß das genannte zweite Material so gewählt wird, daß es beim Erhitzen in den Gaszustand übergeht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (b) in der Weise ausgeübt wird, daß der genannte Bestandteil den genannten Fasern in flüssigem Zustand zugefügt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (a) ausserdem in der Weise ausgeübt wird, daß ein zweites Material gewählt wird, dessen Siedepunkt innerhalb von 20 % des Schmelzpunktes des genannten ersten Materials liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausserdem der zugesetzte Bestandteil bei der Ausübung des Verfahrensschritts (d) aus den genannten Fasern zurückgewonnen wird.

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7. Der nach dem Verfahren in Anspruch 1 hergestellte Gegenstand.

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