HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftdüse zur
Herstellung eines Filterstopfens für eine Zigarette; der
dadurch erzeugte Filterstopfen weist geeignete
Filtereigenschaften zum Entfernen von Teer und/oder Nikotin
aus einem Tabakrauchstrom mit einer geringeren Anzahl von
seilartigen Faserbündeln auf, die in einen Filterstopfen
gefüllt sind. Der Filterstopfen, der durch die Luftdüse gemäß
der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, weist darüber
hinaus eine hohe anfängliche Härte sowie eine hohe
Beharrungshärte auf. Ferner weist die Luftdüse gemäß der
vorliegenden Erfindung die Eigenschaft auf, daß ein
Filterstopfen wirksam aus verschiedenen Faserbündeln mit
einen unterschiedlichen Gesamtdenier ausgebildet werden kann.
2. Beschreibung des Standes der Technik
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Unerläßliche Eigenschaften für eine Luftdüse, die in einer
Filterstopfenmaschine verwendet wird, wenn ein Filterstopfen
aus einem seilartigen Faserbündel ausgebildet wird, sind die
folgenden:
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(1) Die Luftdüse muß eine hinreichende Treibkraft auf ein
seilartiges Faserbündel mit einem unterschiedlichen
Gesamtdenier in einem Bereich von mehreren Tausend
Deniers bis mehrere zigtausend Denier aufbringen, so daß
das Faserbündel gleichmäßig und wirkungsvoll zu einer
Zunge einer Filterstopfenmaschine geliefert und in einen
Filterstopfen verwandelt werden kann.
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(2) Die Luftdüse muß einen Filterstopfen mit einer
geeigneten Filterfähigkeit zur Entfernung von Teer
und/oder Nikotin aus einem Tabakrauchstrom mit einer
geringeren Anzahl von seilartigen Faserbündeln
ausbilden, die in den Filterstopfen gefüllt sind.
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(3) Die Luftdüse muß einen Filterstopfen mit einer hohen
anfänglichen Härte sowie einer hohen Beharrungshärte zur
Verstärkung der Handhabbarkeit und zur Verhinderung
einer Verformung desselben während des Rauchens
ausbilden.
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In herkömmlicher Weise wird zum Erhalten eines Filterstopfens
mit einer hohen Beharrungshärte ein seilartiges Faserbündel
verwendet, das eine erhöhte Menge von einem Weichmacher (im
allgemeinen Triacetin) aufweist, so daß die
Verbindungsstellen zwischen den Fasern, die den Filterstopfen
bilden, vermehrt werden. In der Tat weist der entstehende
Filterstopfen eine hohe Beharrungshärte auf, weist jedoch den
Nachteil auf, daß er weich wird, und zwar wegen der
Feuchtigkeit, die in einem Dampfstrom enthalten ist, wenn in
Kombination mit einem Tabakzylinder geraucht wird.
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Eine andere Möglichkeit zur Herstellung eines Filterstopfens
mit einer hohen Anfangshärte sowie einer hohen
Beharrungshärte besteht in der Vergrößerung der Menge von
seilartigen Faserbündeln in einem Filterstopfen. Der so
erhaltene Filterstopfen weist jedoch dahingehend Nachteile
auf, daß viele Löcher in den entstehenden Filterstopfen
unmittelbar nach deren Ausbildung auftreten, und daß der
Luftsaugwiderstand des Filterstopfens so hoch ist, daß seine
Anwendbarkeit als ein Zigarettenfilter verringert wird.
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Zusätzlich ist es erforderlich, einen Filterstopfen mit einem
seilartigen Faserbündel mit einer vergrößerten Menge derart
auszubilden, daß das Faserbündel zu einer Zunge einer
Filterstopfenmaschine mit einer höheren Treibkraft zugeführt
wird. Jedoch wurde eine Luftdüse, die eine derart hohe
Treibkraft auf das Faserbündel aufbringen kann, noch nicht
entwickelt.
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Währenddessen wurden Versuche unternommen, um eine Luftdüse,
welche die oben beschriebenen unerläßlichen Eigenschaften (1)
bis (3) aufweist, zu erhalten. Beispielsweise offenbart das
japanische geprüfte Gebrauchsmuster mit der
Veröffentlichungsnummer 60-796 eine Luftdüse mit einem
Querschnitt, der in Fig. 1 gezeigt ist. Die Luftdüse dieser
Art ist dadurch gekennzeichnet, daß Schlitze an einem
schnabelartigen Ausgang derart vorgesehen sind, daß ein
Hochdruckluftstrom verglichen mit einem herkömmlichen
9 Luftstrahl für einen Transport verwendet werden kann, wodurch
ein seilartiges Faserbündel zu einer Zunge einer
Filterstopfenmaschine mit einer hohen Treibkraft zugeführt
werden kann. Wenn jedoch ein Filterstopfen mit einer hohen
Anfangshärte unter Verwendung dieser Luftdüse ausgebildet
wird, wird die Menge der seilartigen Faserbündel, die in
einen Filterstopfen eingefüllt werden, erhöht, und ein
Luftsaugwiderstand derselben wird höher.
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In dem ungeprüften japanischen Gebrauchsmuster mit der
Veröffentlichungsnummer 2-29296 ist eine Luftdüse zum
Zuführen eines seilartigen Faserbündels mit einem Weichmacher
und mit Aktivkohleteilchen offenbart, die an eine Seite
desselben geheftet sind, wobei das Faserbündel zu einer
Filterstopfenmaschine zugeführt wird. Die Luftdüse ist derart
ausgebildet, daß das Abfallen der Aktivkohleteilchen von dem
Faserbündel durch einen Luftstrom während der Bewegung des
Faserbündels zu der Filterstopfenmaschine minimiert wird. Wie
in Fig. 2 gezeigt ist, weist diese Luftdüse eine innere Röhre
2 mit einem Faserdurchgang 3 darin und eine äußere Röhre 1
auf, welche die innere Röhre 2 umgibt. Eine
Luftzirkulationskammer 4 ist zwischen den beiden Röhren 1, 2
vorgesehen. Mehrere Luftführungswände 5a, Sb, 5c und 5d sind
längs an einer äußeren Fläche der inneren Röhre 2
ausgebildet, während sie diese umgeben. Mehrere Luftdüsen 6a,
6b, 6c und 6d sind an den jeweiligen Grundabschnitten der
Luftführungswände vorgesehen, während sie in der
Fortbewegungsrichtung des Faserbündels geneigt sind und von
dem Inneren der Luftzirkulationskammer der inneren Röhre mit
dem Faserdurchgang in Verbindung stehen. Luftauslaßöffnungen
8, 9 sind an der äußeren Röhre 1 an einem stromaufwärtigen
Ende und dem stromabwärtigen Ende derselben vorgesehen. Ein
Luftsaugschlitz 11 ist zwischen einer Luftablenkungsführung
10, die in dem stromabwärtigen Bereich des Faserdurchgangs
der inneren Röhre vorgesehen ist, und der Luftführungswand 6b
des stromabwärtigen Endes derart vorgesehen, daß in den
Faserdurchgang eingespritzte Luft in der
Luftzirkulationskammer zirkuliert wird, und die
Aktivkohleteilchen, die von dem seilartigen Faserbündel
während des Transports durch die Luftdüse abfallen, wieder zu
dem Faserbündel durch Hochdruckluft zugeführt werden. Diese
Luftdüse kann tatsächlich das Faserbündel zu einem
Besatzabschnitt einer Filterstopfenmaschine zuführen, während
verhindert wird, daß die Aktivkohleteilchen von dem
Faserbündel abfallen, aber sie weist den Nachteil auf, daß
üblicherweise kein zufriedenstellender Filterstopfen mit
einer hohen Anfangshärte erhalten wird.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die
genannten Nachteile des Standes der Technik zu lösen und eine
Luftdüse zur Erfüllung der obengenannten unerläßlichen
Eigenschaften (1) bis (3) und mit einer Fähigkeit zur
Ausbildung eines Filterstopfens zu schaffen, der hinsichtlich
einer Anfangshärte sowie einer Beharrungshärte äußerst gut
ist, obwohl ein seilartiges Faserbündel mit weniger
Weichmacher verwendet wird.
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Das Wesentliche der vorliegenden Erfindüng liegt in einer
Luftdüse zur Herstellung eines Filterstopfens für eine
Zigarette mit einem Erteilungsabschnitt zum Treiben einer
Kraft auf ein seilartiges Faserbündel, und einem
Schnabelabschnitt, wobei der Erteilungsabschnitt durch einen
Trichter mit einem zusammenlaufenden vorderen Endbereich und
einen Trichterhalter gebildet wird, der koaxial und umgebend
an dem Trichter angebracht ist, so daß eine Primärluftkammer
zwischen den Körpern des Trichters und des Trichterhalters
ausgebildet wird, und wobei ein ringförmiger Schlitz, der mit
der Primärluftkammer in Verbindung steht, zwischen den
vorderen Endbereichen des Trichters und des Trichterhalters
ausgebildet ist, und wobei der Schnabelabschnitt durch eine
innere Röhre und einen inneren Röhrenhalter gebildet wird,
wobei die innere Röhre koaxial vor der Anordnung des
Trichters und des Trichterhalters angeordnet ist, wodurch
eine Faserbahn, durch die das seilartige Faserbündel zu einer
Zunge einer Filterstopfenmaschine zugeführt wird, durch die
Luftdüse entlang der Achse derselben und den inneren
Röhrenhalter gebildet wird, der koaxial und umgebend an der
inneren Röhre angebracht ist, so daß der Schnabelabschnitt
ausgebildet wird, so daß eine Zusatzluftkammer zwischen den
Körpern der inneren Röhre und des inneren Röhrenhalters
ausgebildet ist, und wobei Einrichtungen zum Öffnen und
Verflechten der Fasern in dem Faserbündel in der inneren
Röhre vorgesehen sind.
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Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Öffnen und Verflechten
der Fasern in dem Faserbündel eine Vielzahl von
Durchgangsöffnungen, die an dem Umfang der inneren Röhre
vorgesehen sind, während sie an einem Querschnittskreis
derselben derart angeordnet sind, daß die Zusatzkammer mit
der Faserbahn in dem Schnabelabschnitt verbunden ist, so daß
Fasern in dem Faserbündel durch Druckluft, die von der
Zusatzluftkammer durch die Durchgangsöffnungen eingespritzt
wird, geöffnet und miteinander verflochten werden.
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Vorzugsweise liegt ein Durchmesser der Durchgangsöffnung in
einem Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, und die Anzahl der
Durchgangsöffnungen liegt im Bereich von 2 bis 20.
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Ein Winkel der Durchgangsöffnung bezüglich der
Verlaufsrichtung des Faserbündels liegt vorzugsweise in einem
Bereich von 10º bis 120º.
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Vorzugsweise sind mehrere Schlitze in dem Schnabelabschnitt
innerhalb eines Bereichs von 20 mm von dem vorderen Ende
desselben vorgesehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die anderen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in
denen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind,
deutlich. Es zeigen:
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Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Luftdüse gemäß
dem Stand der Technik;
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Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht einer weiteren
Luftdüse gemäß dem Stand der Technik;
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Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht einer typischen
Luftdüse gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht einer inneren Röhre,
die ein Teil der Luftdüse gemäß der vorliegenden
Erfindung ist; und
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Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht einer für den
Transport bestimmten Luftdüse gemäß dem Stand der
Technik.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß Fig. 3 ist ein Trichterhalter 23 einführbar über einen
O-Ring 24 an einem Trichter 21 zum Zuführen eines seilartigen
Faserbündels in eine Filterstopfenmaschine befestigt. Eine
Primärluftkammer 26a ist zwischen dem Trichterhalter 23 und
dem Trichter 21 ausgebildet und steht mit einer
Drucklufteinlaßöffnung 23b in Verbindung. Ein ringförmiger
Schlitz 29 ist zwischen einem vorderen Endabschnitt 28 des
Trichterhalters 23 und einem vorderen Endabschnitt 27 des
Trichters 21 zum Einspritzen von Druckluft und zum Ansaugen
eines seilartigen Faserbündels durch einen Ausgang 23a mit
einer hohen Rate in Richtung der Zunge einer
Filterstopfenmaschine ausgebildet.
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Das wesentliche Merkmal der Luftdüse gemäß der vorliegenden
Erfindung liegt darin, daß ein Schnabelabschnitt 30, der mit
Einrichtungen zum Öffnen und Verflechten der Fasern in dem
Faserbündel versehen ist, vor dem Ausgang 23a des Trichters
21 befestigt ist. Gemäß Fig. 3 sind die Einrichtungen zum
Öffnen und Verflechten der Fasern in dem Faserbündel
Durchgangsöffnungen 22a zum Einspritzen eines Druckluftstroms
an die Außenfläche des Faserbündels, die an dem Umfang einer
inneren Röhre 22 angeordnet sind, die den Schnabelabschnitt
30 bildet. Wie Fig. 4 zeigt, sind die Durchgangsöffnungen 22a
vorzugsweise kreisförmig an dem Umfang der inneren Röhre 22
angeordnet und weisen einen Winkel α in einem Bereich von 10º
bis 120º bezüglich der Bewegungsrichtung des Faserbündels
auf. Ein Durchmesser d der Durchgangsöffnung liegt
vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, insbesondere in
einem Bereich von 0,6 mm bis 1,6 mm. Die Anzahl der
Durchgangsöffnungen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2
bis 20, insbesondere von 2 bis 16, was der Durchführung einer
gleichmäßigen Öffnungs-/Verflechtungsbehandlung des
Faserbündels dient, das durch die innere Röhre verläuft. Die
Durchgangsöffnungen sind vorzugsweise in einer oder zwei
kreisförmigen Reihen angeordnet.
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Wenn der Winkel α der Durchgangsöffnungen bezüglich der
Bewegungsrichtung des Faserbündels geringer ist als 10º, ist
es schwierig, die Fasern in dem Faserbündel hinreichend zu
öffnen und zu verflechten, wobei das Faserbündel durch die
innere Röhre läuft, auch wenn eine Zuführrate und/oder ein
Druck der Druckluft, die durch die Durchgangsöffnungen tritt,
geeignet reguliert wird, wodurch ein Filterstopfen mit einer
gewünschten Anfangshärte und einer gewünschten
Beharrungshärte kaum erhalten werden kann. Währenddessen ist,
wenn der Winkel α 1200 übersteigt, der
Hochgeschwindigkeitsverlauf des Faserbündels durch die innere
Röhre leicht Unterbrechungen ausgesetzt. Demzufolge liegt ein
vorteilhafter Bereich für den Winkel α der Durchgangsöffnung
an der inneren Röhre des Schnabelabschnitts vorzugsweise
zwischen 10º und 120º, insbesondere zwischen 20º und 100º,
wobei in diesem Winkelbereich die
Hochgeschwindigkeitsbewegung des Faserbündels durch die
innere Röhre nicht unterbrochen wird, und dem Faserbündel
hinreichende Öffnungs- und Verflechtungswirkungen erteilt
werden, so daß die gewünschte Anfangs-/Beharrungshärte in dem
entstehenden Filterstopfen erhalten werden kann.
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Wenn der Durchmesser der Durchgangsöffnungen geringer als
0,5 mm ist oder mehr als 2 mm beträgt, unterliegt ein von
diesen ausgespritzter Luftstrom leicht einer Unzulänglichkeit
oder einer Unregelmäßigkeit, wodurch die
Öffnungs-/Verflechtungswirkungen unzufriedenstellend oder
ungleichmäßig werden. Deshalb weist der entstehende
Filterstopfen eine geringere oder eine ungleichmäßige
Anfangshärte auf.
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Durch eine Luftdüse mit einer inneren Röhre mit einer
einzigen Durchgangsöffnung an dem Umfang der Röhrenwand oder
mit einer inneren Röhre mit einer Reihe von
Durchgangsöffnungen, die in einer Längsrichtung der inneren
Röhre angeordnet sind, ist es schwierig, einen Filterstopfen
mit einer zweckmäßigen Anfangshärte auszubilden, weil eine
gleichmäßige Öffnungs-/Verflechtungsbehandlung dem
seilartigen Faserbündel nicht hinreichend erteilt werden
kann. Ferner ist eine breite Bereichsregulierung einer
Treibkraft, die auf das Faserbündel, das durch den
Schnabelabschnitt verläuft, aufgebracht wird, gemäß der
soeben beschriebenen Luftdüse schwierig zu erhalten.
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Im Gegensatz dazu kann im Fall einer Luftdüse gemäß der
vorliegenden Erfindung, da die Treibkraft, die auf das
Faserbündel aufgebracht wird, weit reguliert werden kann, ein
beliebiges Faserbündel, das aus einer Gruppe gewählt wird,
die unterschiedliche Gesamtdenier aufweist, in geeigneter
Weise in einen Filterstopfen geformt werden.
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Da der Schnabelabschnitt der Luftdüse bei der Verwendung
gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Zunge einer
Filterstopfenmaschine verbunden ist, tritt Druckluft
spritzend aus einem Zwischenraum zwischen dem vorderen Ende
des Schnabelabschnitts und der Zunge während des Betriebs
derselben aus. Dieser Austritt von Druckluft sollte wirksam
gehandhabt werden, andernfalls können Fasern in dem
Faserbündel während des Hindurchtretens durch diesen Bereich
versetzt oder durcheinandergebracht werden. Um derartige
Nachteile zu vermeiden, sind mehrere Schlitze 22b in dem
vorderen Endbereich des Schnabelabschnitts innerhalb eines
Bereichs von nicht mehr als 20 mm ausgebildet, wie in Fig. 4
gezeigt ist. Wenn der Schlitz 22b 20 mm übersteigt, beträgt
der Austritt von Druckluft durch diesen zuviel, um das
Faserbündel wirkungsvoll in die Filterstopfenmaschine
zuzuführen. Die Länge des Schlitzes beträgt vorzugsweise
weniger als 12 mm.
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Der Schnabelabschnitt 30 der Luftdüse gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch die innere Röhre 22 und durch den
inneren Röhrenhalter 25 gebildet, der eine hohle konische
Form aufweist und umgebend und koaxial an dem Außenrand der
inneren Röhre 22 über einen O-Ring 24 befestigt ist. Es wird
bevorzugt, daß eine Zusatzluftkammer 26b zwischen der inneren
Röhre 22 und dem inneren Röhrenhalter 25 ausgebildet ist,
weil eine gleichmäßige Druckluft zu den Durchgangsöffnungen
22a zum Öffnen und Verflechten des Faserbündels zugeführt
werden kann. Die Zusatzluftkammer 26b steht mit einer
Drucklufteinlaßöffnung 25a in Verbindung.
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Wie Fig. 3 zeigt, sind der Schnabelabschnitt 30 und der
Trichter 21 aneinander über einen Gewindeeingriff des
vorderen Endbereichs des Trichterhalters 23 mit dem hinteren
Endbereich des inneren Röhrenhalters 25 befestigt, so daß der
Ausgang 23a dazwischen ausgebildet wird. Alternativ kann
diese Befestigung durch eine Schrauben-Mutter-Verbindung oder
ein Haftmittel durchgeführt werden.
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Die Luftdüse gemäß der vorliegenden Erfindung wird in die
Filterstopfenmaschine eingebaut, und die Herstellung des
Filterstopfens aus einem seilartigen Faserbündel wird wie
folgt durchgeführt:
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Das Faserbündel wird in die Luftdüse durch den Trichter 21
eingeführt und durch eine Antriebskraft, die durch die
Druckluft bewirkt wird, die von dem ringförmigen Schlitz 29
derart ausgespritzt wird, daß er in Berührung mit dem
Faserbündel gebracht wird, angetrieben. Das Faserbündel läuft
durch den Ausgang 23a in die innere Röhre 22, die den
Schnabelabschnitt 30 bildet, das in dem Faserbündel
hinreichend geöffnet und miteinander verflochten wird, und
zwar durch die Wirkung der von den Durchgangsöffnungen 22a
eingespritzten Luft. Dann wird das Faserbündel fortlaufend in
die Zunge der Filterstopfenmaschine eingeführt, so daß ein
Filterstopfen ausgebildet wird. Der entstehende Filterstopfen
weist eine hohe Anfangshärte auf.
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Derartige Wirkungen können durch die Luftdüse gemäß dem Stand
der Technik nicht erreicht werden, wie sie beispielsweise in
dem geprüften japanischen Gebrauchsmuster mit der
Veröffentlichungsnummer 60-796 offenbart ist, die in Fig. 1
dargestellt ist, in der eine Referenznummer 41 einen Trichter
bezeichnet, 43 einen Trichterhalter bezeichnet und 50 einen
Schnabelabschnitt bezeichnet, der Schlitze 42b in seinem
vorderen Endbereich aufweist. Der Trichter 41 ist an den
Schnabelabschnitt 50 durch ein Verbindungselement A
befestigt. Zwischen dem Trichter 41 und dem Trichterhalter 43
ist eine Primärluftkammer 46a ausgebildet, deren eines Ende
mit einer Drucklufteinlaßöffnung 43b in Verbindung steht, und
deren anderes Ende mit einem ringförmigen Schlitz 49 zum
Aufbringen einer Antriebskraft auf das Faserbündel in
Verbindung steht. Gemäß der Luftdüse dieser Art kann die
Fasermenge, die in einen Filterstopfen gefüllt wird, bis zu
einem bestimmten Ausmaß vergrößert werden, so daß der
entstehende Filterstopfen eine hohe Anfangshärte aufweist,
wenn die Luftdüse in eine Filterstopfenmaschine eingebaut
ist. Jedoch weist dieser Filterstopfen einen übermäßigen
Luftsaugwiderstand auf, und ist deshalb für einen
Zigarettenfilter nicht geeignet.
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Gemäß der Luftdüse der vorliegenden Erfindung sind die
Einrichtungen zum Zuführen von Druckluft in eine Faserbahn in
zwei Teile geteilt; d.h. eine wird durch den ringförmigen
Schlitz gebildet, der zwischen dem vorderen Endbereich des
Trichters und dem Trichterhalter ausgebildet ist, und die
andere wird durch die Durchgangsöffnungen gebildet, die in
dem mittleren Bereich des Schnabelabschnitts vorgesehen sind.
Hierdurch entsteht eine leichtere Regulierung einer
Antriebskraft, die dem Faserbündel erteilt wird, wodurch ein
Filterstopfen, der für Zigarettenfilter geeignet ist,
erhalten werden kann, und zwar sogar aus einem seilartigen
Faserbündel mit einem hohen Gesamtdenier. Zusätzlich
ermöglicht das Vorsehen einer Einrichtung zum Öffnen und
Verflechten der Fasern in dem Faserbündel in dem
Schnabelabschnitt die Herstellung eines Filterstopfens mit
einer hohen Anfangshärte sowie einer hohen Beharrungshärte,
auch wenn darin eine geringere Fasermenge eingefüllt wird.
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Nachfolgend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung
beschrieben, wobei die Eigenschaften wie folgt beurteilt
wurden:
1) Anfangshärte:
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Die Härte eines Filterstopfens wird innerhalb von 20 min
nach dessen Ausbildung unter Verwendung einer FTS-400-
Testvorrichtung gemessen, die von FILTRONA Instrument &
Automation Ltd. hergestellt wird.
2) Beharrungshärte:
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Die Härte eines Filterstopfens wird gemessen, nachdem
dieser für einen gesamten Tag und eine Nacht in einem
Raum gelassen wurde, der bei einer Temperatur von 20ºC
und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% gehalten
wird, und zwar unter Verwendung einer FTS-400-
Testvorrichtung, die von FILTRONA Instrument &
Automation Ltd. hergestellt wird.
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Sowohl die Anfangshärte als auch die Beharrungshärte
wird in (%), gemessen durch die folgende Formel
ausgedrückt:
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d / D × 100(%),
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wobei D den Außendurchmesser eines Filterstopfens vor
der Belastung und d den Außendurchmesser nach der
Belastung bezeichnet.
3) Luftsaugwiderstand:
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Gemäß der CORESTA-STANDARD-METHODE Nr. 10 (September
1968) wird der Luftsaugwiderstand unter Verwendung einer
FTS-400-Testvorrichtung, die von FILTRONA Instrument &
Automation Ltd. hergestellt wird, gemessen.
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Im einzelnen wird die Luftsaughöhe als mm-Wassersäule
ausgedrückt, die durch Messung des Druckunterschieds als
ein Druckabfall bezüglich des Luftdrucks zwischen einem
Lufteinlaß und einem Luftauslaß eines Filterstopfens
erhalten wird, wenn ein Luftstrom durch diesen mit
17,5 ml/s, einer Temperatur von 20ºC und einer relativen
Luftfeuchtigkeit von 60% strömt.
4) Ausbildungsbereich:
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Ein Ausbildungsbereich ist als ein Wert definiert, der
durch Subtraktion des Minimalgewichts eines
Filterstopfens (untere Gewichtsgrenze) von einem
maximalen Gewicht (obere Gewichtsgrenze) desselben in
einer Brauchbarkeitskurve erhalten wird. Ein höherer
Wert zeigt eine höhere Fähigkeit einer Luftdüse zum
Zuführen eines seilartigen Faserbündels in eine Zunge
einer Filterstopfenmaschine an und umgekehrt.
Beispiele 1 bis 5
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Ein gekräuseltes Seil von Cellulosediacetatfasern mit einem
Gesamtdenier von 36000 wurde als ein Faserbündel zur
Herstellung eines Filterstopfens verwendet, wobei jede Faser
eine Denier in Höhe von 3 und einen Y-förmigen Querschnitt
aufweist. Fünf Luftdüsen mit einem Aufbau gemäß Fig. 3 wurden
vorbereitet. Eine jede der Luftdüsen wies Durchgangsöffnungen
in einer Reihe in einer inneren Röhre zum Öffnen und
Verflechten der Fasern in dem Seil auf. Der Durchmesser einer
jeden Durchgangsöffnung betrug 1 mm. Die Länge einer jeden
inneren Röhre L betrug 76 mm, und der Innendurchmesser betrug
12 mm. Acht Schlitze waren mit einer Länge 1 von 5 mm und
einer Breite W von 1 mm vorgesehen. Der minimale
Innendurchmesser einer Faserbahn in dem vorderen Endbereich
eines Trichters 21 betrug 10 mm. Der Winkel α (vorangehend
definiert) und die Anzahl der Durchgangsöffnungen in den
jeweiligen Luftdüsen waren, wie gezeigt in Tabelle 1,
unterschiedlich voneinander.
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Die jeweilige Luftdüse wurde in eine Filterstopfenmaschine
(KDFII/AFII, Hauni-Werke Körber & Co. KG) eingebaut, und die
Ausbildung eines Filterstopfens wurde derart durchgeführt,
daß ein Filterstopfen mit einem Weichmacheranteil von 6
Gewichtsprozent mit einer kreisförmigen Querschnittslänge von
24,7 mm, einer Länge in Längsrichtung von 120 mm und einem
Seilgewicht von 6,5 g/10 Stück erhalten wurde, während der
Druck einer Primärluftkammer 26a bei 1,5 kg/cm²G, und der
Druck in einer Zusatzluftkammer 26b bei 2,0 kg/cm²G und die
Ausbildungsgeschwindigkeit des Filterstopfens bei 400 m/min
gehalten wurde. Die Eigenschaften der so erhaltenen
Filterstopfen wurde gemessen, und diese sind in Tabelle 1
aufgelistet.
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Wie aus Tabelle 1 ersichtlich wird, wiesen die Filterstopfen,
die unter Verwendung der Luftdüsen gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten wurden, eine höhere Anfangshärte von mehr
als 84% auf. Dies galt in gleicher Weise für die
Beharrungshärte. Der Luftsaugwiderstand lag in einem
zweckmäßigen Bereich von 336 bis 339, obwohl die Anfangshärte
bei einem höheren Niveau liegt. Der Ausbildungsbereich der
erfindungsgemäßen Luftdüse war sehr breit, d.h. von 1,62 bis
2,15, was bedeutet, daß diese Luftdüse in der Lage ist, einen
Filterstopfen aus verschiedenen Faserbündeln mit einem
breiten Bereich von Gesamtdenier auszubilden.
Vergleichsbeispiele 1 und 2
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Die Luftdüsen mit dem in Fig. 1 bzw. 5 dargestellten Aufbau
wurden in die Filterstopfenmaschine eingebaut, und die
Ausbildung des Filterstopfens wurde durchgeführt, wobei das
gleiche Faserseil verwendet wurde, das in den Beispielen 1
bis 5 verwendet wurde. Der Luftdruck betrug 1,5 kg/cm²G. Die
Eigenschaften der entstehenden Filterstopfen wurden auf die
gleiche Weise wie vorangehend beurteilt und sind in Tabelle 1
aufgelistet.
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Wie erwähnt, kann gemäß einer Luftdüse der vorliegenden
Erfindung, da die Fasern in einem seilartigen Faserbündel
hinreichend geöffnet und miteinander während des
Hindurchtretens desselben in eine Filterstopfenmaschine
verflochten werden können, ein Filterstopfen erhalten werden,
der eine äußerst gute Anfangshärte sowie eine Beharrungshärte
und einen geeigneten Luftsaugwiderstand aufweist.
Tabelle 1
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Anmerkungen: *1) Es wurde die in Fig. 1 dargedstellte Luftdüse verwendet.
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*2) Es wurde die in Fig. 5 dargestellte Luftdüse der Transportart verwendet.