DK150176B - Fremgangsmaade ved profilering af et stangformet roegfilteremne samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

150176 i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved profilering af en af et røgfiltrerende materiale bestående stangforme-t del af et filter for en cigaret eller en lignende rygelig artikel, hvilken profilering sker, medens stangen føres frem langs en 5 bueformet bane i en retning på tværs af stangens længdeakse.

Fra svensk fremlæggelsesskrift nr. 336 753 kendes et apparat til under bearbejdning af stangformede cigarets filteremner at fremføre successive grupper af aksialt rettede emner i en retning på tværs af deres centerakser og 10 til omplacering af emnerne til indbyrdes forskudte forma tioner således, at ved efterfølgende aksial forskydning af i hvert fald nogle af emnerne vil samtlige emner kunne ordnes i en enkelt række efter hinanden set i fremførings-retningen.

Ved andre kendte fremgangsmåder til fremstillingen af 15 cigaretfiltre, jvf. f.eks. US patentskrift nr. 3 773 883 og tysk fremlæggelsesskrift nr. 205 80 40 bevæges en kontinuerlig filteremnestang eller en stang svarende til længden af et antal enkeltfiltre under bearbejdningen frem i deres akseretning. Denne bevægelse sker normalt 20 med stor hastighed, hvilket medfører vanskeligheder ved fremstillingen på grund af den meget begrænsede tid, der bliver til rådighed for bearbejdningen. Endvidere kan der opstå vanskeligheder på grund af kravet om præcis styring af den diskontinuerlige bearbejdning af stangmaterialet.

25 Fremgangsmåden ifølge opfindelsenn er ejendommelig ved, at under fremføringen af stangen bevæges denne og et opvarmet formeorgan i forhold til og i berøring med hinanden på en sådan måde, at der ved hjælp af formeorganet udformes mindst een indtrykning eller nedpresning i stangens periferi.

30 Ved denne fremgangsmåde opnår man som følge af, at stangen og formeorganet bevæges i forhold til og i berøring med hinanden under stangens fremføring langs en bueformet bane 2 150176 i en retning på tværs af stangens akseretning navnlig følgende fordele.

- Et længere tidsrum til bearbejdning af stangen, således at der på en enkel måde kan ske bedre bearbejdning af stangen.

- Nem, hurtig og omkostningsfri omstilling til fremstil- 5 ling af filterstænger med anden profil.

- Flere muligheder for fremstilling af forskellige profiler f.eks. stænger med skruelinieformede indtrykninger eller ned-presninger, hvilket ikke vil være muligt ved aksialt fremførte stænger, men ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan 10 ske blot·ved, at formeorganet anbringes i en vinkel, der afviger fra 90° i forhold til stangaksen.

- Som, følge af den længere kontakttid med stangen kan forme-organets temperatur holdes lavere, hvorved der undgås risiko for forkulling af stangmaterialet.

15 Ifølge krav 2 bliver stangen under dennes og formeorganets indbyrdes bevægelse understøttet af og bevæget langs periferien af en tromleformet indvendig rotor, hvorhos der som formeorgan anvendes et eller Flere opvarmede, bueformede statorelementer, der rager indad mod rotoren. Et sådant 20 statorelement kan være enkelt opbygget og udformet som et opvarmeligt organ med stangkontaktende profil til under varme og tryk at danne en eller flere indtrykninger eller nedpresninger af ønsket form i stangens periferi.

Ifølge krav 3 drejes stangen tillige om sin akse under dens 25 bevægelse i retning på tværs af denne akse. Med henblik herpå understøttes stangen ifølge krav 4 ved periferien af rotoren ved hjælp af to ruller, der strækker sig parallelt med stangens længdeakse, og som, jvf. krav 5 drejes om deres akser således, at stangen derved bringes til at dreje sig 30 om sin akse.

3 tso176

Udførelsesformen ifølge krav 6 har den fordel, at tætningen af flader, der i det endelige filter skal være u-gennemtrængelige for røg, sker samtidig med stangens profilering .

Filterstængerne kan være fremstillet af forskellige 5 røgfiltrerende materialer,f.eks. termoplastiske polymere, celluloseacetater eller polypropylen. Også papirfiltre vil kunne anvendes, hvis papiret vædes eller indeholder en vis mængde termoplastisk materiale eller eventuelt er belagt med et varmeaktiverbart klæbestof. Stangmaterialet 10 kan endvidere indeholde additiver som f.eks. aktivt kul, og stængerne vil kunne bestå af koncentriske rør, f.eks. et indvendigt rør af papir og et udvendigt rør af formstof.

Filtre med flere komponenter kan også anvendes, selvom ikke alle delene af et sådant filter nødvendigvis er i stand til 15 at underkastes en permanent deformation.

Før indtrykningen eller nedpresningen foretages, kan filter? materialet eller -stængerne påsprøjtes eller på anden måde behandles med et fluidadditiv, der f.eks. kan udgøres af vand eller damp for at blødgøre stangen og formindske ri-20 sikoen for beskadigelse af materialerne under profileringen.

Opfindelsen angår endvidere jvf. krav 8 et apparat til ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen at profilere en af et røgfiltrerende materiale bestående stangformet del af et filter under fremføring af stangen langs en bueformet 25 bane i en retning på tværs af stangens længdeakse, og dette apparat er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at det er udstyret med et opvarmeligt formeorgan og med organer til bevægelse af stangen og formeorganet i forhold til og i berøring med hinanden.

Krav 9-12 anviser yderligere fordelagtige træk ved dette 4 150176 apparat.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et skematisk billede af en komplet filterstangsfremstillingsmaskine, omfattende et profileringsapparat 5 ifølge opfindelsen og et omviklingsapparat, fig. 2 viser i forstørret målestok et snit gennem profileringsapparatet fig. 3 er et endebillede, ligeledes i forstørret målestok, der viser den måde, på hvilken stangemnerne, der skal profileres, understøttes i profileringsapparatet 10 fig. 4 viser et eksempel på en filterstang, der er profileret ved hjælp af profileringsapparatet ifølge fig. 2, og fig. 5 viser et blokdiagram af den generelle fremstillingsproces af røgfilteremnerne.

Maskinen, der er vist i fig. 1, omfatter en modtagertromle 1, hvis rundtgående overflade er forsynet med langsgående noter 2 15 til modtagelse af cylindriske stænger 4 af et tobaksrøgfiltet? materiale, der f.eks. kan bestå af celluloseacetat, fra en tilførselskanal 3, der igen fødes fra en ikke vist kilde.

Noterne 2 fremfører stahgmaterialet, der hviler i noterne 2 i stillinger, der er parallelle med tromlens akse, og endvidere 20 findes et bueformet styr 5 samt et profileringsapparat 6, der beskrives nedenfor. Transportaggregater i form af tre transporttromler 7, 8 og 9 med bueformede styr 7', 8' og 9' tjener til at overføre filterstængerne 10, der er profileret i apparatet 6, til et omviklingsapparat 11, og under 25 transporten til dette sidstnævnte apparat bibeholder stængerne deres retninger. Tromlerne 7 og 8 er udformet med langsgående, 5 150176 stangmodtagende noter, der svarer til noterne i tromlen 1.

Omviklingsapparatet 11 omfatter en opretningstromle 12 .samt en omviklingstromle 13, der igen er forsynet med langsgående stangmodtagende noter samt styr 12' og 13'. Tromlerne 12 og 5 13 arbejder på kendt måde. Tromlen 12 fødes med omviklings materiale, der f.eks. kan bestå af papir, og som er tilført i form af en kontinuerlig bane 14*fra en ikke vist spole ved hjælp af en rulle 15, der samarbejder med en skære-rulle 16, der bærer et antal radialt udragende knive 17 10 med en vis indbyrdes afstand, hvilke knive opdeler papirbanen i længder, der passer til den længde, der kræves til omvikling af de enkelte stænger, og papirbanens bredde svarer til længden af stængerne 10. De afskårne papiremner føres ved hjælp af en rulle 15 til tromlen 12, idet hvert papiremne 15 oprettes i forhold til en stang 10 på kendt måde. Papirbanen 14 fødes på sin vej fra spolen til rullen 15 via et apparat, der påfører klæbestof til den overflade af papirbanen, der skal bringes i kontakt med stangmaterialet. Hver længde af papirbanen, der er tilført klæbestof, bringes derefter i 20 kontakt med en stang 10, der understøttes ved periferien af tromlen 12. Stængerne 10 passerer med deres respektive længder af omviklingsmaterialet fra tromlen 12 til tromlen 13, hvor hver stang drejes om sin akse uden at blive bevæget i langsgående retning, under hvilken operation hver stang 25 omvikles på sin længde, idet de langsgående kanter af papir-emnet bringes i kontakt med hinanden og sammenklæbes. Fra tromlen 13 overføres de omviklede stænger 18 til et transportbånd 19 ved hjælp af en transporttromle 20 med langsgående noter, hvilken tromle 20 endvidere er forsynet med et styr 20·.

30 Tromlerne 1, 7-9, 12, 13 og 20 samt rullerne 15, 16 og båndet 19 drives af en ikke vist kraftkilde, og de enkelte- 6 150176 komponenters bevægelser er styret i forhold til hinanden og i forhold til profileringsapparatet 6, der beskrives i det følgende.

Profileringsapparatet 6 består af rotor- og statorsektioner. Rotorsektionen omfatter to cirkulære endeskiver (fig. 2), 5 i hvilke der er lejret en cirkulær serie af små ruller 22, der fortrinsvis er forsynet med rulleteret overflade. Parvis over for hinanden liggende ruller 22 tjener til at modtage stængerne fra tromlen 1 og at understøtte disse stænger mellem de rundtgående overflader af de nævnte ruller, 10 medens stængerne transporteres gennem apparatet ved drejning af rotoren, der drives af en aksel 23, der f.eks. kan være drevet ved hjælp af en elektromotor (ikke vist). En kobling, der skematisk er vist ved 24, er anbragt mellem endeskiverne 21 for at lette en aksial justering af apparatet således, 13 at dette kan modtage forskellige længder af stænger, der skal profileres. Drejningen af rullerne 22 om deres akser sker gennem planethjul 25, der er fæstnet på rullernes ene ende, og som er i indgreb med et soihjul 26, der drejes hurtigt på en aksel 27, der er drevet af en anden ikke vist motor.

20 Hvis som vist de over for hinanden liggende skiver 21 er understøttet ued hjælp af en tap 2E i et leje 29 i hjulet 26 og/eller akselen 27, skal der være truffet foranstaltninger til, som skematisk vist ved 30, at skabe aksial justering. Motorerne kan have variable hastighedsanordninger således, 25 at omdrejningshastigheden af rotoren og omdrejningshastigheden af rullerne om deres akser kan vælges svarende til stillede krav, mere specielt således, at antallet af omdrejninger af stænger under deres passage forbi statoren kan varieres eller styres. Hvis dette ikke er påkrævet, 30 kan drivningen af rotoren og af rullerne om deres akser ske fra en fælles kraftkilde.

7 150176

Statorsektionen omfatter et ydre bueformet profilerings-organ 31 med radialt indad ragende dele 32 i form af cirkelformede ribber. Organet 31 er i det mindste ved de udragende dele forsynet med opvarmningsorganer, for-5 trinsvis elektriske opvarmningsorganer. Antallet, formen og fordelingen af profileringsorganets udragende dele 32 er tilpasset formen af den ønskede profilering af stangen. Formen af den stang, der er vist i fig. 4, og som er profileret ved hjælp af statoren, der er vist i fig. 2, er 10 kun vist som et eksempel. Bueformede styr (fig. 1) strækker sig fra enden af profileringsorganet 31 til områder ud for tromlerne 1 og 7.

Profileringsorganet 31 og dettes udragende dele 32 vil som regel strække sig i en konstant radial afstand fra rotorens akse. Imidlertid kan afstanden mellem de nævnte dele 32 og 15 rotoren forøges i rotationsretningen således, at udfor'm-ningseffekten bliver progressiv.

Under profileringsapparatets 6 drift vil de stænger, der en for en transporteres fra tromlen 1 mellem rullepar 22, fremføres af rotorens rotation forbi statororganet 31, idet stængerne samtidig drejes om deres akser ved hjælp af rullernes 20 22 rotation. De roterende stænger bliver derved presset imod de udragende statordele, f.eks. 32 således, at rundtgående fordybninger eller med indbyrdes afstand beliggende zoner med reduceret diameter, f.eks. 33, udformes i stængerne under indvirkning af varme og tryk.

25 Det foretrækkes at anvende organer til drejning af stængerne om deres akser ved direkte at drive rullerne 22. Til visse formål kan stængerne også drejes udelukkende som følge af deres kontakt med profileringsorganet 31.

Foranstaltninger kan være truffet til at styre statoropvarm- 8 ' 150176 ningen. Den krævede temperatur af de udragende profilerings-dele 32 vil afhænge af·stangmaterialets art samt af opholdstiden i statoren. Temperaturen skal ligge mellem blødgørings-temperaturen og antændelsestemperaturen for dette materiale.

5 Endvidere skal temperaturen ligge under antændelsestemperaturen for papir, hvis stangen er papiromviklet, inden den formes. Det er en fordel ved det beskrevne arrangement, at behandlingstiden kan gøres lang, hvorved der kan anvendes en lavere temperatur, og hvorved endvidere risiko for beska-10 digelse af filtermaterialet og eventuelt omviklingsmaterialet kan reduceres.

Hvis det ønskes, at de udvendige cylindriske overflader eller bund- og/eller sideoverflader.af noterne eller andre fordybninger helt eller delvis ska] være tætnede i det færdige filter imod indtrængning af røgkomponenter i stangmateri- 15 alet, kan dette opnås ved at holdei’statortemperaturen i en eller flere områder tilstrækkelig høj til, at der sker smeltning af stangmaterialets overflade således, at dette materiale på den pågældende overflade vil blive delvis eller fuldstændig tætnet.

I praksis vil der ikke i apparatet 6 blive behandlet stænger 20 10, hvis længde kun svarer til en enkelt filterlængde. Der imod vil stænger hvis længde udgør et multiplum, f.eks. seks af en enkelt filterlængde, blive behandlet i apparatet 6, idet sådanne stænger efter behandlingen vil blive ^over-skåret i de påkrævede længder.

Det breskrevne profileringsapparat kan benyttes til fremstil-25 ling af forskellige former af filterelementer eller dele heraf. De rundtgående noter kan have rektangulært tværsnit, som vist i fig. 4, eller være afrundede, V-formede eller have andre tværsnitsformer, og kan endvidere have en hvilken 9 150176 som helst krævet størrelse, beliggenhed og antal samt have konstant eller varierende dybde og/eller bredde.

En i hovedsagen cylindrisk stang med udad ragende ringformede ribber kan også fremstilles. Ikke ringformede '5 dannelser, f.eks. en eller flere skruelinieformede noter kan fremstilles ved benyttelse af en stator med udragende dele 32, der indtager en vinkel forskellig fra 90° i forhold til den retning, i hvilken stængerne strækker sig, når de fremføres, idet de langsomt drejes om deres akser,.

10 men uden en aksial bevægelse, idet stigningen af det skruelinieformede spor da vil være afhængig af den nævnte vinkel. Filterformer af forskellig art kan fremstilles, f.eks. med koniske lige afskårne eller skråt afskårne endepartier eller foldede,korrugerede eller finneforsynede endepartier, even-15 tuelt i forbindelse med i det mindste en delvis forsegling af sådanne endepartier. Formningen kan udføres således, at der opnås emner med forskellige komprimeringsgrader (d.v.s. filtervoluminet i forhold til indholdet af fibrøst filter-materiale). F.eks. kan en cylindrisk stangdel være udformet 20 med en komprimeret kegleformet del.

Endvidere kan fremstilles emner med fremspring, der ikke strækker sig rundt langs hele stangens omkreds, og som eventuelt kan være forskudte langs overfladen i forhold til hinanden. Indtrykninger, der er afsluttet ved bunden med en flangeformet 25 afslutning, kan også opnås. Sådanne udformninger kan fremstilles ved udvælgelse af længder, former og positioner for de udragende statordele 32 samt rotationshastigheden af rotoren. Til nogle formål vil stængerne ikke blive drejet om deres akser under rotorens drejning, hvorved en.-indtrykning 30 kan fremstilles kun på den ene side af stangen. En tilsva-. rende indtrykning kan fremstilles på den modsatte side ved at vende stangen eller ved at lede denne ind i et andet profileringsapparat 6.

15at76 ίο

De i det foregående omtalte profiler kan fremstilles i stænger med en indvendig hulhed og med enten lukket eller åben ende eller ender, når der anvendes i forvejen fremstillede hule eller rørformede stangemner.

5 Langsgående indtrykninger kan fremstilles enten alene eller i forbindelse med rundtgående indtrykninger ved benyttelse af udragende statordele 32, der strækker sig på tværs af statoren. Et mønster af langsgående indtrykninger, hulheder eller perforeringer, ribber eller tanddannelser, herunder 10 også forskudte noter, kan således fremstilles, hvis dette kræves i kombination med rundtgående fordybninger.

Til mange formål kan de krævede fordybninger fremstilles ved, at der benyttes et enkelt profileringsapparat 6. Imidlertid kan mere end et profileringsapparat anvendes til at 15 udføre forskellige profileringer eller til at fuldstændiggøre en profilering i mere end et trin. Dele af et filter-element' kan udformes ved hjælp af separate profilerings-apparater, hvorefter de enkelte dele senere kan samles. For filtre med ribbeforsynede dele, der skal indesluttes i en 20 hul cylinder, kan den sidstnævnte f.eks. lukkes ved hjælp af en konisk propdel, der er fremstillet på den ovenfor beskrevne måde. Sammensatte filtre kan f.eks. omfatte rene acetatpropper i enderne med en kulfyldt acetatdel i midten, idet sidstnævnte er komprimeret således, at denne del er 25 udformet som en ringformet del, gennem hvilken røgen kan fordeles forbi det aktive kul_i stedet for gennem delen.

Et filter med høj ydeevne med en celluloseacetatfiltre-ringskarakter kan omfatte to massive cylindriske legemer med koniske over for hinanden liggende ender, der samles 30 med et hult cylindrisk filterlegeme af mindre diameter mellem de to nævnte massive dele.

11 150176

Opfindelsen tillader produktion med stor hastighed af et antal filtre, der ellers skulle fremstilles under store vanskeligheder og under benyttelse af dyre maskiner og under forholdsvis lave hastigheder. Endvidere kan et 5 apparat ifølge opfindelsen indrettes således, at et profileringsorgan hurtigt kan udskiftes med et andet i det samme apparat.

Et profileringsapparat og omviklingsapparat, der i det foregående er beskrevet under henvisning til fig. 1-4, kan benyttes på forskellige måder og i nær kombination med andre 10 apparater. Som vist bliver en sådan maskine forsynet med i forvejen afskårne stænger 4 fra et lager, og de formede og omviklede stænger 18 leveres til et lager ved hjælp af båndet 19. Som skematisk vist i fig. 5 kan maskinen 35 kombineres eller sættes sammen med en kendt stangproduktsmaskine 36.

15 der f.eks. kan bestå af en maskine, til hvilken et filter-materiale, f'.eks. celluloseacetat, leveres ved 37, og fra hvilken stængerne 4 leveres ved 38 til maskinen 35. Til dette formål kan den sædvanligvis anvendte riflede tromle, der anvendes i kendt produktionsmaskineri til optagning og 20 langsgående styring af stængerne samt bevægelse af disse i en retning på tværs af deres akser, på enkel måde erstattes med organer til fødning af stængerne til rotoren i profile-ringsapparatet 6 i fig. 1. Alternativt kan apparatet 6 anbringes op til optagningstromlen, og stængerne kan leveres 25 fra den sidstnævnte tromle til det nævnte apparat. I stedet for at levere stængerne 18 fra maskinen 35 til et lager kan de leveres ved 39 direkte til en maskine 40 til påsætning af filtre på stænger 41 af cigarettobak, der leveres ved 42 enten fra et lager eller med fordel direkte fra en kendt 30 cigaretfremstillingsmaskine 43. Maskinen 40 er som tilfældet er med profileringsapparatet og omviklingsapparatet ifølge fig. 1-4 indrettet således, at stængerne 18 passerer gennem maskinen i en tværgående stilling. Som vist skematisk fødes stængerne 41 i en aksial position fra maskinen 43 til 35 maskinen 40, der sammen med maskinen 35 er placeret på tværs

Claims (9)

150176 i forhold til maskinen 43. Stængerne 41 er derved anbragt i en sådan position, at de nemt kan sammensættes med de formede filterstænger 18. I maskinen 40 kan tabaksstængerne 41 og filterstængerne 18 samles på kendt måde.

1. Fremgangsmåde ved profileringen af et røgfiltrerende 15 materiale bestående stangformet del (4) af et filter for en cigaret eller en lignende rygelig artikel, hvilken profilering sker, medens stangen føres frem langs en bueformet bane i en retning på tværs af stangens længdeakse, kendetegnet ved, at under fremføringen 20 af stangen (4) bevæges denne og et opvarmet formeorgan (6) i forhold til og i berøring med hinanden på en sådan måde, at der ved hjælp af formeorganet udformes mindst en ind-trykning eller nedpresning (33) i stangens periferi.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 25 ved, at under stangens (4) og formeorganets (6) indbyrdes bevægelse understøttes stangen af og bevæges langs periferien af en tromleformet indvendig rotor (21), og at der som formeorgan anvendes et eller flere opvarmede, bueformede statorelementer (31,32), der rager indad mod rotoren. 150176

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegne t ved, at stangen (4) tillige drejes om sin akse under dens bevægelse i retning på tværs af denne akse.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendete g- 3 net ved, at stangen (4) understøttes ved rotorens (21) periferi veri hjælp af to ruller (22), der strækker sig parallelt med stangens længdeakse.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3 og 4, kendetegnet ved, at rullerne (22) drejes om deres akser således,·at 10 stangen derved bringes til at dreje sig om sin akse.

5 Maskihetine 35 og 40 kan eventuelt udformes som en samlet maskine, der på simpel måde kan tilsluttes maskinen 43 og drives sammen med denne. Til fremstilling af filtre med flere sektioner kan de profilerede stænger 10 opskæres til enkeltlængder før de omvikles, og der anvendes organer til indsættelse af andre 10 afskårne filtersektioner fra en anden kilde. Til hvert enkelt filter bliver en længde fra hver sektion samlet i et enkelt omslag.

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af foranstående krav, kendetegnet ved, at under profileringen tætnes en eller flere flader, der afgrænser indtryknlngen (33) eller indtrykningerne i stangen, - der f.eks. kan være en 15 rundtgående not eller et skruelinieformet spor, - således, at disse flader bliver ugennemtrængelige for røg.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at indtrykningen udformes som et rundtgående spor i stangens periferi, og at der kun sker tætning af de 20 flader, der afgrænser sporet eller dettes bund.

8. Apparat til ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge et eller flere af foranstående krav at profilere en af et røg-filtrerende materiale bestående stangformet del af et filter under fremføring af stangen langs en bueformet 25 bane i en retning på tværs af stangens længdeakse, kendetegnet ved, at det er udstyret med et opvarmeligt formeorgan (6) og med organer (21,22) til bevægelse af stangen og formeorganet i forhold til og i berøring med hinanden.

9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der til understøtning og bevægelse af stangen (4) findes en indre rotor (21), langs hvis periferi stangen bevæges,