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Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -
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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Filterstäben, bei dem Filtermaterial fortlaufend
mit einem Hüllmaterial hohen Luftwiderstandes umgeben wird, wonach von dem so gebildeten
Filterstrang aufeinanderfolgend Filterstäbe abgeschnitten werden.
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Die Erfindung besteht außerdem in einer Vorrichtung zum Herstellen
von Filterstäben, mit einer Zufördervorrichtung zum fortlaufenden Zufördern von
Filtermaterial, mit einer Zufördervorrichtung zum fortlaufenden Zufördern eines
Hüllmaterialstreifens hohen Luftwiderstandes, mit einer Umhüllungsvorrichtung zum
fortlaufenden Umhüllen des Filtermaterials mit dem Hüllmaterialstreifen und einem
Schneidapparat zum aufeinanderfolgenden Abschneiden der Filterstäbe.
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Bei der Herstellung sogenannter ventilierter Filterzigaretten, bei
denen Nebenluft in die Zigarette oder das Mundstück strömen kann, werden entweder
in fertige Zigaretten Löcher im Filterbereich eingebracht (meist durch Einstechen
oder Einbrennen), oder es wird vorperforiertes Verbindungs(Belag)papier, mit dem
die Filterstopfen und die Zigaretten miteinander verbunden werden, verwendet, wobei
allerdings dann die Oberfläche der Filterstopfen porös sein muß.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Filterstäbe
während ihrer Herstellung im Strangverfahren für diesen Zweck vorzubehandeln.
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Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -Die Lösung gemäß
der Erfindung besteht darin, daß vor dem Abschneiden der Filterstäbe Perforationen
in das Hüllmaterial zur Verringerung des Luftwiderstandes eingebracht werden.
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Die Vorrichtung, die insbesondere zum Ausüben des Verfahrens gemäß
der Erfindung dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Schneidapparates
eine Perforationseinrichtung angeordnet ist zum Einbringen von Perforationen in
den Hüllmaterialstreifen.
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Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den untergeordneten Ansprüchen 2 bis 11 bzw. 13 bis 22 enthalten.
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Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -Die Erfindung
wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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Es zeigt Figur 1 eine Maschine zum Herstellen von Filterstäben im
Strangverfahren, Figur 2 einen gemäß der Erfindung perforierten Hüllmaterialstreifen
in vergrößerter Darstellung, Figur 3 einen erzeugten Filterstab sechsfacher Gebrauchslänge
mit perforierter Oberfläche, Figur 4 einen Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge
mit vorperforiertem Verbindungspapier zum Ansetzen an zwei Zigaretten, Figur 5 zwei
unter Verwendung eines gemäß der Erfindung hergestellten Filterstopfens erzeugte
fertige Zigaretten, Figur 6 eine Vorrichtung zum Einbringen von rechteckförmigen
Perforationen in einen Filter-Hüllmaterial streifen in einer Seitenansicht, Figur
7 eine Draufsicht auf einen mit einer Vorrichtung gemäß Figur 6 perforierten Hüllmaterialstreifen.
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Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -Die Maschine
der Figur 1, die in der Zigarettenindustrie unter dem Namen KDF bekannt ist, besteht
aus zwei Hauptbaugruppen, einem Aufbereitungsgerät 1 für in einem endlosen Streifen
zugeführtes Gewebe, und einem Bearbeitungsgerät 2 zur Herstellung von umhüllten
Filterstäben.
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Die Hauptbaugruppe 1 weist ein Walzenpaar 3 zum fortlaufenden Abziehen
eines endlosen Gewebestreifens 4 von einem Ballen 6 auf. Bevor der Gewebestreifen
4 zum Walzenpaar 3 gegelangt, passiert er zwei Luftdüsen 7 und 8, die zur Auflockerung
des Gewebes dienen. Dem Walzenpaar 3 folgen zwei weitere Walzenpaare 9 und 11, zwischen
denen sich eine Sprühvorrichtung 12 zum Aufbringen von Weichmacher 13 auf den zwischen
den Walzenpaaren 9 und 11 auseinandergezogen geführten Gewebestreifen 4 befindet.
Von den Einzelwalzen der Walzenpaare 9 und 11 ist vorteilhaft jeweils eine Walze
mit Nuten an ihrem Umfang versehen, während die Gegenwalze eine glatte Oberfläche
aus elastischem Material hat. Alle Walzenpaare 3, 9 und 11 sind von einem Hauptantriebsmotor
14 antreibbar. Dabei ist die Drehzahl des Walzenpaares 3 geringer als diejenige
des Walzenpaares 9 und über ein Getriebe 16 veränderbar, dessen Obersetzung durch
einen steuerbaren Verstellmotor 17 geändert werden kann. Die Besprühvorrichtung
besteht aus einem Behälter 18 zur Aufnahme von Weichmacherflüssigkeit 13, in die
eine von einem Antriebsmotor 19 antreibbare Entnahmewalze 21 eintaucht. Eine rotierende
Bürstenwalze 22 entnimmt vom Umfang der Entnahmewalze 21 laufend Weichmacher und
schleudert ihn gegen die Fäden des zwischen den Walzenpaaren 9 und 11 auseinandergezogen
geführten Gewebestreifens 4.-
Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial
perforieren-Erg. -Der aufbereitete, mit Weichmacher besprühte Gewebestreifen 4 gelangt
von der Baugruppe 1 in einen Einlauftrichter 23 der Baugruppe 2, in dem er zu einem
Strang zusammengefaßt und auf einen von einer Bobine 24 fortlaufend abgezogenen
und mittels einer Beleimvorrichtung 26 mit Leim versehenen Hüllmaterialstreifen
27 aufgelegt wird. Der Hüllmaterialstreifen 27 und der- Gewebestrang gelangen auf
ein Formatband 28, das beide Komponenten durch ein Format 29 führt, das den Hüllmaterialstr-eifen
27 fortlaufend um den Gewebestrang herumlegt und dabei einen endlosen Filterstrang
31 bildet. Dieser durchläuft eine Nahtplätte 32, in der die Klebnaht abgetrocknet
wird. Anschließend werden von dem Filterstrang 31 mittels eines Schneidapparates
33 aufeinanderfolgend einzelne Filterstäbe 34 abgeschnitten, die von einem Beschleuniger
36 in eine Ablegertrommel 37 überführt werden, in der sie aus ihrer längsaxialen
Förderrichtung in eine queraxiale Förderrichtung überführt und auf einem Ablegerband
38 zur weiteren Verarbeitung abgefördert werden.
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Der Hüllmaterialstreifen 27, der meist aus Papier besteht, das einen
relativ hohen Luftwiderstand aufweist, wird von einem angetriebenen Walzenpaar 41
von der Bobine 24 abgezogen, an einer Perforationseinrichtung 42 vorbeigeführt und
von einem weiteren angetriebenen Walzenpaar 43 zu der Beleimvorrichtung 26 gefördert.
In der Förderbahn des Hüllmaterialstreifens 27 befinden sich noch die Umlenkwalzen
44 bis 49.
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Die Perforationseinrichtung 42 dient zum Einbringen von Perforationen
51 in den Hüllmaterialstreifen 27, etwa wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die
einzelnen Perforationen haben quadratische Form. Diejenigen Perforationen, die sich
spä-
Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -ter
bei der Weiterverarbeitung an einer Filterzigarette befinden, sind in Reihen a,
b, c, d, e, f quer zur Förderrichtung F angeordnet. Wird der Hüllmaterialstreifen
- wie oben beschrieben - im Format 29 um das Filtermaterial 4 herumgelegt und zu
einem runden Filterstrang 31 verklebt, so umgeben die in den Reihen a ... f jeweils
nebeneinander angeordneten Perforationen 51 das Filtermaterial ringförmig.
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Die von dem Schneidapparat 33 abgeschnittenen Filterstäbe 34, von
denen Figur 3 ein Exemplar zeigt, haben in dem Beispiel sechsfache Gebrauchslänge;
dies bedeutet, daß sie auf einer nachgeordneten bekannten Filteransetzmaschine (etwa
vom Typ MAX der Anmelderin) zunächst in drei Stopfen 34a, 34b, 34c doppelter Gebrauchslänge
durch Schneiden entlang der Schneidlinien 34A und 34B geschnitten werden. Anschließend
werden sie jeweils zwischen zwei außenliegende Zigaretten Z verbracht, wie dies
Figur 4 für den Doppelstopfen 34a zeigt.
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Ein beleimter Papierabschnitt V, meist Belagblatt oder Verbindungsblatt
genannt, wird so an die aus den Zigaretten Z und dem dazwischenliegenden Doppelfilterstopfen
34a bestehende Gruppe angeklebt, daß er den Stopfen und den mundstück-seitigen Beginn
der Zigaretten Z überdeckt. In dem Bereich, in dem sich die Perforationen 51 an
dem Filterstopfen 34a doppelter Gebrauchslänge befinden, weist das Belagpapier ebenfalls
Durchbrechungen auf, die in zwei Spuren oder Reihen va, vb angeordnet sind. Im Bereich
dieser Spuren befindet sich natürlich kein Leim. Die Durchbrechungen der Spuren
va und vb sind auf den Papierabschnitt V mittels elektrischer Entladungsfunken (Funkenperforation)
eingebracht worden. Sie können auch durch andere Maßnahmen, z. B. durch Verwendung
von Laserstrahlen, erzeugt werden.
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Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -Nach dem Ankleben
des Papierabschnitts V wird die Gruppe in an sich bekannter Weise in einem nicht
dargestellten Rollkanal gerollt und so zu zwei Doppelfilterzigaretten konfektioniert.
Durch Schneiden entlang der Schnittlinie 34C entstehen dann zwei fertige Filterzigaretten
(Figur 5) mit jeweils einer ringförmigen Ventilationszone va bzw. vb. Das Zuführen
der Zigaretten und Filterstopfen sowie eines Belagpapierstreifens und das anschließende
Rollen in einem Rollkanal zeigt die US-PS 3 527 234 anhand eines Ausschnittes der
in der Zigarettenindustrie bekannten Filteransetzmaschine vom Typ MAX.
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Die Erfindung kann auch realisiert werden mit Filterstäben vierfacher
oder zweifacher Gebrauchslänge.
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Die Perforationen 51 können von der Perforationseinrichtung 42 gemäß
der Erfindung auch als runde, ovale oder rechteckige Durchbrechungen ausgestanzt
werden. Dabei können auch mehrere später einer Zigarette zugeordnete sich quer zur
Förderrichtung des Hüllmaterialstreifens 27 erstreckende nebeneinanderliegende Reihen
von Perforationen eingebracht werden.
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Die Perforationen 51 erstrecken sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung vorteilhaft bis zu den Randbereichen des Hüllmaterialstreifens 27,
die im Format 29 zur Oberdeckung gebracht und zur Bildung des Filterstranges 31
verklebt werden. Im Bereich dieser Klebnaht befinden sich zweckmäßig keine Perforationen.
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Bei der Verarbeitung von Azetatfasern als üblichem Filtermaterial
wird der Hüllmaterialstreifen 27 an der späteren Innenseite mit einem oder mehreren
sich in Längsrichtung des Hüllmaterialstreifens erstreckenden Leimstreifen versehen,
Stw.:
Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -um das Filtermaterial mit dem Hüllmaterialstreifen
zu verbinden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Auftrag solchen Leims
mittels einer Leimwalze oder einer Leimdüse periodisch im Bereich der Perforationsreihen
unterbrochen.
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Die Perforationseinrichtung 42 gemäß der Erfindung ist bevorzugt als
Stanzeinrichtung ausgebildet. Dabei kann eine Patrizenwalze mit Reihen von hervorstehenden
Stanzwerkzeugen verwendet werden, deren Abmessungen und Form denen der gewünschten
Perforationen auf dem Hüllmaterialstreifen entsprechen. Die Abstände der Reihen
in Umfangsrichtung der Werkzeugwalze entspricht den Abständen der Perforationsreihen
in Längsrichtung Wdes Hüllmaterialstreifens 27.
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Als Gegenwerkzeug kann eine entsprechende Vertiefungen aufweisende
Matrizenwalze vorgesehen werden. Es läßt sich aber auch ein Metallband mit entsprechenden
Durchbrechungen verwenden, das sogar durch die hervorstehenden Stanzwerkzeuge transportiert
werden kann, wobei gleichzeitig eine Stanzung erfolgt.
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Schließlich kann wegen der relativ kleinen Stanzkräfte und Perforationsdurchmesser
die Gegenwalze auch als glatte Walze mit nachgiebiger Oberfläche ausgebildet sein,
gegen die sich die Stanzwerkzeuge andrücken und dabei stanzen.
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Das ausgestanzte Hüllmaterial wird abgebürstet oder mittels Saug-
oder Blasluft entfernt.
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Auch durch Einstechen oder Einschneiden von Perforationen in den Hüllmaterialstreifen
27 kann dessen Luftwiderstand in den Bereichen, in denen bei der Herstellung von
Filterzigaretten die Spuren va und vb des Papierabschnitts V angrenzen, vergrößert
werden.
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Stw.: Zigarettenfilter-Hüllmaterial perforieren-Erg. -Ein anderes
Herstellverfahren für Perforationen besteht gemäß der Erfindung in einem Abnehmen
von Material > z. B. durch Schleifen oder Fräsen, wobei das Hüllmaterial zur
Verminderung des Luftwiderstandes geschwächt oder ganz weggenommen werden kann.
Hierbei wird der Hüllmaterialstreifen 27 in der Perforationsvorrichtung 42 vorteilhaft
über eine der gewünschten Anzahl und den gewünschten Abmessungen der Perforationen
entsprechende Zahl von hervorstehenden Auflageflächen entsprechender Abmessungen
geführt. An den Stellen der gewünschten Perforationen wird dann entsprechend der
Zahl und Form der Auflageflächen von einem an diesen dicht entlanggeführten Schleif-
oder Fräswerkzeug Material von dem Hüllmaterialstreifen abgenommen.
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Schließlich können vorteilhafterweise energiereiche Strahlung, insbesondere
Laserlicht, oder Funkenüberschläge zum Einbringen von Perforationen Verwendung finden.
Vorschläge über das Perforieren von streifenförmigen Bahnen in der Zigarettenindustrie
finden sich in der US-PS 4 240 448.
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Die Erfindung ist nicht auf die Bildung des in dem Beispiel dargestellten
Perforationsmusters beschränkt. Auch andere geeignete Konfigurationen der Perforationen
sind möglich.
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Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die Perforationen nach
dem Bilden des endgültigen Filterstranges 31 an dessen Umfang einzubringen. In diesem
Fall ist die Perforationseinrichtung zwischen Nahtplätte 32 und Schneidapparat 33
angeordnet. Sie kann mehrere umlaufende Stanzen, Nadeln, Fräsen oder dergleichen
aufweisen, die am Umfang des Stranges verteilt sind. Stanzen oder Nadeln sind vorteilhaft
so geführt, daß sie bei der Einwirkung auf den Strang Stranggeschwindigkeit oder
eine davon geringfügig abweichende Ge-
Stw. . Zigarettenfilter-Hüllmaterial
perforieren-Erg. -schwindigkeit haben. Rotierende Werkzeuge brauchen im Grundsatz
nur hin und her bewegt zu werden. Schließlich lassen sich auch Laser als Perforationseinrichtungen
verwenden, die, am Umfang verteilt, Strahlen impulsartig zuführen. Die einzelnen
energiereichen Strahlen können mittels Strahlenteiler und Spiegel abgelenkt werden,
so daß nicht für jede Perforationsspur (gemeint ist in Längsrichtung) ein eigener
Laser erforderlich ist. Schließlich können auch feinste Wasserstrahlen unter sehr
hohen Drücken zur Einbringung von Perforationen Verwendung finden, weil das auftreffende
Wasser praktisch sofort verdampft und keine Feuchtespuren hinterläßt.
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Mit den zuletzt beschriebenen Perforationseinrichtungen lassen sich
auch Filterstränge perforieren, deren Oberfläche hohen Luftwiderstandes nicht von
einem streifenförmigen Hüllmaterial, sondern durch Verfestigung der Oberfläche,
z. B.
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durch thermische Einflüsse, gebildet wurde.
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In Figur 6 ist der von dem Walzenpaar 41 abgezogene Hüllmaterial
streifen 27 über den Umfang einer mit Nuten 61 versehenen angetriebenen Walze 62
geführt. In die Nuten 61 greifen rechteckförmige Erhebungen 63 ein, die auf einer
gegenläufig synchron angetriebenen Walze 64 angeordnet sind. Von dem Hüllmaterialstreifen
27 wird im Bereich der Erhebungen 63 von einer angetriebenen schnell-laufenden Fräserwalze
66 Material weggefräst, so daß rechteckförmige Perforationen 51 (in Reihen a, b,
Fig. 7) im Hüllmaterialstreifen 27 gebildet werden. Das abgefräste Material gelangt
in einen Kanal 67 und wird abgesaugt. Der perforierte Hüllmaterial streifen wird
dann von dem Walzenpaar 43 abgefördert.
Stw. Zigarettenfilter-Hüllmaterial
perfori eren-Erg. -In einer Nahtzone 27a (Figur 7) des Hüllmaterialstreifens 27,
in der von der Beleimvorrichtung 26 ein kontinuierlicher Leimstreifen zum Nahtschluß
aufgetragen wird, befinden sich keine Perforationen.
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Die sogenannte Innenbeleimung zur Verbindung von Hüllmaterialstreifen
27 und Gewebestrang kann zur Erhöhung der Reißfestigkeit des Streifens und zur Verminderung
der Gefahr des Zusetzens der Perforationen 51 mit Leim im Bereich der Perforationsreihen
a, b unterbrochen werden. Es ist aber auch möglich, den Leim zur Innenbeleimung
zwischen den Perforationen 51 auf den Hüllmaterialstreifen 27 aufzubringen.