EP0913100B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Substanzen auf ein Filtermaterial - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Substanzen auf ein Filtermaterial Download PDF

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EP0913100B1
EP0913100B1 EP98118905A EP98118905A EP0913100B1 EP 0913100 B1 EP0913100 B1 EP 0913100B1 EP 98118905 A EP98118905 A EP 98118905A EP 98118905 A EP98118905 A EP 98118905A EP 0913100 B1 EP0913100 B1 EP 0913100B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder chamber
solids
filter material
filter
planiform
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98118905A
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English (en)
French (fr)
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EP0913100A3 (de
EP0913100A2 (de
Inventor
Thomas Jung
Volker Kuhl
Norbert Schulte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
British American Tobacco Germany GmbH
Original Assignee
British American Tobacco Germany GmbH
BAT Cigarettenfabriken GmbH
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Publication date
Application filed by British American Tobacco Germany GmbH, BAT Cigarettenfabriken GmbH filed Critical British American Tobacco Germany GmbH
Publication of EP0913100A2 publication Critical patent/EP0913100A2/de
Publication of EP0913100A3 publication Critical patent/EP0913100A3/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0204—Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming
    • A24D3/0212—Applying additives to filter materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/14—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as additive

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for applying substances on the fibers of a filter material for smokable articles.
  • acid anhydrides of the di- or polycarboxylic acids can also be used in organic Solvent dissolved and applied to the fibers and optionally with water be hydrolyzed (DE 38 20 089 C2).
  • a method of the type specified in the preamble of claim 1 and an apparatus the genus specified in the preamble of claim 4 is derived from CH-A-372235 out.
  • Micronized pure solids or solid mixtures with a Particle size between 10 and 500 ⁇ m dusted on flat filter materials by adding the appropriate powder from openings of a pollinator's compartments as required the positions of the slider at the openings flow down and on the sheet-like Filter material, namely a paper web, is deposited.
  • the invention has for its object a method and an apparatus for application creating substances on the fibers of a filter material for smokable articles, where the disadvantages mentioned above do not occur.
  • a procedure and a device can be created with which simple process engineering High loads of the substances can also be applied.
  • This object is for a method by the features of claim 1 and for Device solved by the features of claim 4.
  • the dosing being carried out taking into account the filter production speed becomes. This ensures that, for example, per fiber length unit always the same amount of substance is applied.
  • the dosage is expediently carried out by a discontinuously micronized solid feeding reservoir in connection with a fine metering device, the gravimetric works and a twin screw for feeding the micronized solids to a pneumatically working conveyor line.
  • a discontinuously micronized solid feeding reservoir in connection with a fine metering device, the gravimetric works and a twin screw for feeding the micronized solids to a pneumatically working conveyor line.
  • the feedback about the filter manufacturing speed can be ensured that in Depending on the need, always the same amount of micronized solid particles, for example per fiber length unit.
  • micronized solid particles become pneumatic through a solid injector nozzle promoted so that they are carried away by the negative pressure generated in a tube. This largely prevents clumping.
  • the pneumatically conveyed solids / air flow is replaced by a Mixing zone directed.
  • the actual pollination takes place in a powder chamber, which is in the direction of the surface or fibrous filter material is open so as not to allow the passage of the filter material hinder.
  • Triacetin is applied to the filter material, either in front of or behind the Powder chamber.
  • the triacetin is preferably applied upstream of the filter chamber Adhesion effect for the micronized solid particles on the filter material further improve.
  • the air gap for the entry of the filter material into the powder chamber can be adjusted and is set so that contactless transport of the filter material is guaranteed is, but the escape of dosed solids from the powder chamber is prevented.
  • the Charge state of the filter material can be influenced.
  • an ionizing rod can be arranged from Rod electrode and counter electrode. With this ionizing bar, the surface of the filter material charged to the adhesion of the micronized solid particles to improve.
  • two nozzles can be provided in the powder chamber, which feed the micronized solid particles from below or from above.
  • the filter material dusted with the micronized solid particles is after the Leaving the powder chamber merged into a filter rod and in the usual Processed into a finished filter.
  • a fan is expediently connected to the outlet of the powder chamber Air and micronized solids through the powder chamber and optionally through a dedusting system connected to the powder chamber sucks.
  • the negative pressure present at the outlet of the powder chamber can be adjusted and allows the extraction of excess air from the pneumatic conveying of the Solids.
  • the setting of the negative pressure in the powder chamber can be done laterally flap attached in the powder chamber.
  • the negative pressure on the fan during production and Dosing phase kept constant to ensure an even, constant product application to the To ensure filter tow and to prevent dust from escaping from the powder chamber.
  • Filter tow 32 is schematically shown in the usual way as a spread, spanned web indicated stretching rollers 33 and a guide 35 of a device 36, in the triacetin is applied to the filter tow web.
  • the filter tow 32 In the running direction of the filter tow 32 behind the triacetin application 36, the filter tow 32 again guided over a drafting system 37 and then passes into the gap between two Ionizing rods 39, namely a stick electrode and a counter electrode, which by a charging generator 41 with spark current limitation with a negative charging voltage be supplied.
  • the web-shaped filter tow passes from the gap between the two metering rods 39 32 into an inlet slot 43 of a powder chamber 34 (see also FIG. 2), which in Running direction of the filter tow 32 is open in order not to allow the passage of the filter tow 32 hinder.
  • the size of the gap 43 for the entry of the filter tow 32 into the powder chamber 34 can perpendicular to the running direction of the filter tow 32 and is set so that a contactless transport of the filter tow 32 is guaranteed and the exit of fluidized solids from the powder chamber 34 is prevented.
  • the clamped filter tow 32 is to be explained Dusted with micronized solids or solid mixtures, as in Fig. 2 by the two nozzles 52 are indicated, which are above or below the web-shaped filter tow 32 are located.
  • the powder chamber 34 On the side opposite the inlet slot 43, the powder chamber 34 is with a Provided outlet slot 54, on which there is a standard for filter manufacture Injector nozzle 44 is mounted, in which the filter tow 32 moves together to form a rod and dust-laden air is extracted.
  • the filter rod thus produced, dusted with micronized solid particles, is from Wrapped the filter wrapping paper and cut it to the required filter rod length fed to a cigarette manufacturing machine in a subsequent production step where it is cut into pieces of appropriate length and connected to the tobacco strands is what creates finished filter cigarettes.
  • micronized solids and solid mixtures to be discribed.
  • This can be physiologically safe and sensory act interesting substances, in particular polycarboxylic acids or acid salts of Polycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid, succinic acid, malic acid, ascorbic acid as well as acidic esters of such organic polycarboxylic acids, mono-di-saccharides (e.g. Dextrose, cane sugar) and flavor-active substances (vanillin, menthol, etc.).
  • the finely ground, micronized pure solids or homogeneous solid mixtures have a maximum particle size of 50 ⁇ m and become one of the process size adapted storage vessel 12 discontinuously entered into a fine metering device 14, whose fill level is detected via minimum / maximum sensors. The minimum level the sensors respond, and solids are removed from the storage container 12 refilled. When the maximum level is reached, the refill switches off automatically.
  • the gravimetric fine metering device 14 guides the solids or solid mixtures via a twin screw 16 driven by an electric motor 15 into a Pneumatically operating conveyor line 17.
  • the fine metering device 14 is electrically connected to the Filter manufacturing machine coupled, i.e. the dosing quantity per filter rod is as Fixed value entered in electronics 19 for fine metering device 14.
  • the filter production speed serves as a speed guide for the fine metering device 14 and as the target value for their regulation.
  • the machine speed is with a Encoder 20 on the cutter head 22 of the filter manufacturing machine detects the endless filter train cut into individual filter rods.
  • the solids output by the fine metering device 14 fall through in free fall a tube 23 down into a solid injector nozzle 26.
  • the Pneumatic solids delivery as oil and grease-free compressed air 30 through a nozzle ring the solid injector nozzle 26 into the interior of the tube 17 adjoining the nozzle 26 is blown.
  • the negative pressure generated inside the tube 17 entrains the solids.
  • the solid / air stream is passed through a mixing zone 18, which is formed by a pipe leading vertically downwards into the powder chamber 34.
  • transverse slot die 52 In the upper area of the powder chamber 34 there is a transverse slot die 52, in which the width of the nozzle slot is transverse to the direction of production, ie to the direction of travel of the filter tow 32, at least the tow width before or after the triacetin application 36 corresponds.
  • the distance between the nozzle 52 and the filter tow 32 can be freely adjusted, by moving the slot die 52 vertically up or down, as by the Arrow 54 is indicated.
  • FIG Variant Although a single nozzle 52 is generally sufficient in principle, there is also one in FIG Variant shown, in which a second slot die 52 below the filter tow 32nd is attached.
  • the solid / air flow coming from the pneumatic conveyor line is divided in front of the two nozzles, the division of this stream being freely adjustable.
  • the powder chamber 34 narrows to a suction tube 56, whose vacuum can be adjusted and the suction of the excess air the pneumatic conveying of the solids allowed.
  • the negative pressure in the powder chamber 34 can be by a side of the powder chamber attached flap 38 can be adjusted.
  • the dust-laden, extracted conveying air is supplied for cleaning a mobile dedusting system 40.
  • the negative pressure in the Dedusting system 40 or in the powder chamber 34 is connected by a downstream Fan 50 generated.
  • the negative pressure on the fan 50 is thereby and dosing phase kept constant to ensure an even, constant product application to ensure the filter tow and to prevent dust from escaping from the powder chamber 34 to prevent.
  • the web-shaped filter tow whose state of charge to optimize the solids application has been influenced by the ionizing rods 39 is in the powder chamber 34 with the dusted micronized solids that adhere to the fibers of the filter tow 32, what for the applied triacetin also contributes. Then the spread filter tow 32 brought together to form an endless filter train and in the usual way to cigarette filters processed in the following production step with a tobacco rod a covering paper can be connected.
  • filter materials such as filter paper
  • Filter materials such as filter paper
  • the device described 10 are dusted with micronized solid particles.
  • triacetin application 36 in Seen the direction of transport of the filter material 32, also behind the powder chamber 34 take place, of course before moving the filter material to the filter strand.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von Substanzen auf die Fasern eines Filtermaterials für rauchbare Artikel.
Aus der DE 39 04 239 C1 und der DE 38 20 089 C2 ist es bekannt, Substanzen, insbesondere physiologisch und sensorisch unbedenkliche Polykarbonsäuren bzw. saure Salze derselben wie saure Ester von Zitronensäure, Weinsäure, Bernsteinsäure und Apfelsäure auf die Fasern eines Tabakrauchfilters aufzubringen.
Zu diesem Zweck werden die bei Umgebungs- und Verarbeitungstemperaturen kristallinen Polykarbonsäuren bzw. die sauren Salze derselben in Form von feinen Teilchen mit einem Zahlenmittel der Teilchengrößen von weniger als 50 µm in einem organischen flüssigen Medium suspendiert und die erhaltene Suspension auf die Fasern aufgebracht (DE 39 04 239 C1).
Als Alternative hierzu können auch Säureanhydride der Di- oder Polykarbonsäuren in organischem Lösungsmittel gelöst und auf die Fasern aufgebracht und gegebenenfalls mit Wasser hydrolysiert werden (DE 38 20 089 C2).
Nachteilig bei der Aufbringung solcher Substanzen aus einer Suspension bzw. aus einem Lösungsmittel wie z.B. Triacetin ist, dass diese Suspension bei hohen Konzentrationen zähflüssig wird und dann nicht mehr gepumpt werden kann; deshalb lassen sich mit diesen bekannten Verfahren keine hohen Filtertowbeladungen dieser Substanzen aufbringen.
Ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung und eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 4 angegebenen Gattung geht aus der CH-A-372235 hervor. Dabei werden mikronisierte reine Feststoffe oder Feststoffgemisch mit einer Partikelgröße zwischen 10 und 500 µm auf flächenförmige Filtermaterialien aufgestäubt, indem das entsprechende Pulver aus Öffnungen von Abteilen eines Bestäubers nach Maßgabe der Stellungen der Schieber an den Öffnungen nach unten fließt und sich auf dem flächenförmigen Filtermaterial, nämlich einer Papierbahn, ablagert.
Eine Verknüpfung des Aufstäubens mit den anderen Schritten der Filterherstellung wird nicht angesprochen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von Substanzen auf die Fasern eines Filtermaterials für rauchbare Artikel zu schaffen, bei denen die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, mit denen auf verfahrenstechnisch einfache Weise auch hohe Beladungen der Substanzen aufgebracht werden können.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für eine Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst.
Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, dass durch ein Zerstäubungsverfahren mikronisierte, feste Substanzen auf faser- oder flächenförmige Filtermaterialien aufgebracht werden, und zwar in nahezu beliebiger Menge, so dass der Auftrag auch mit extrem hohen Beladungen erfolgen kann, wie sie bei der Aufbringung einer Suspension nicht möglich sind. Durch die hohen Beladungen lassen sich Wirkungen erzielen, wie sie bisher nicht für möglich gehalten wurden.
Versuche haben gezeigt, dass durch die Verwendung von mikronisierten Feststoffen Konzentrationen erreicht werden können, die um den Faktor zehn höher sind als die bisher realisierten Konzentrationen.
Damit läßt sich die selektive Retentionsleistung des Filters erhöhen, und/oder der Geschmack des Tabakrauches beeinflussen, ohne daß sich der Zugwiderstand erhöht, wie es bei der Verwendung dichterer Filtermaterialien nicht zu vermeiden ist, die zur Erzielung besonderer Geschmacks-Nuancen manchmal eingesetzt werden.
Diese vorteilhafte Einbringung der Substanzen auf das Filtertow sichert die Aktivität derselben, weil keine Verbrennung, Oxidation oder Zerstörung während des Rauchens stattfindet.
Während theoretisch der aufgebrachten Menge keine Grenzen gesetzt sind, wird in der Praxis eine Begrenzung durch den Zugwiderstand des Filters vorgegeben, der nicht zu hoch werden darf.
Erfindungsgemäß werden Feststoffe oder homogene Feststoffgemische mit einer Partikelgröße von maximal 50 µm, insbesondere von maximal 10 µm verwendet, da solche extrem kleinen Partikel eine gleichmäßige Verteilung und damit eine homogene Wirkung des so behandelten Filters gewährleisten.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Feststoffe dosiert zugeführt werden, wobei die Dosierung unter Berücksichtigung der Filterproduktionsgeschwindigkeit durchgeführt wird. Dadurch läßt sich gewährleisten, daß beispielsweise pro Faserlängeneinheit immer die gleiche Substanzmenge aufgebracht wird.
Die Dosierung erfolgt zweckmäßigerweise durch ein diskontinuierlich mikronisierte Feststoffe zuführendes Vorratsgefäß in Verbindung mit einer Feindosiereinrichtung, die gravimetrisch arbeitet und eine Doppelschnecke für die Zuführung der mikronisierten Feststoffe zu einer pneumatisch arbeitenden Förderstrecke aufweist. In Verbindung mit der Rückkopplung über die Filterherstellungsgeschwindigkeit läßt sich dadurch gewährleisten, daß in Abhängigkeit von dem Bedarf immer die gleiche Menge an mikronisierten Feststoffteilchen, beispielsweise pro Faserlängeneinheit, zugeführt wird.
Die mikronisierten Feststoffteilchen werden durch eine Feststoff-Injektordüse pneumatisch gefördert, so daß sie durch den in einem Rohr erzeugten Unterdruck mitgerissen werden. Dadurch läßt sich eine Klumpenbildung weitgehend ausschließen.
Um die Verteilung der Feststoffe im Luftstrom zu optimieren und eine etwaige Klumpenbildung wiederaufzulösen, wird der pneumatisch geförderter Feststoff-/Luftstrom durch eine Mischzone geleitet.
Die eigentliche Bestäubung erfolgt in einer Pulverkammer, die in Laufrichtung des flächenoder faserförmigen Filtermaterials offen ist, um die Passage des Filtermaterials nicht zu behindern.
Auf das Filtermaterial wird Triacetin aufgebracht, und zwar entweder vor oder hinter der Pulverkammer. Bevorzugt erfolgt der Triacetin-Auftrag vor der Filterkammer, um die Haftwirkung für die mikronisierten Feststoffteilchen auf dem Filtermaterial weiter zu verbessern.
Der Luftspalt für den Eintritt des Filtermaterials in die Pulverkammer läßt sich einstellen und wird so eingestellt, daß ein berührungsloser Transport des Filtermaterials gewährleistet ist, aber der Austritt von dosierten Feststoffen aus der Pulverkammer verhindert wird.
Um den Auftrag der Feststoffe in der Pulverkammer weiter zu optimieren, kann der Ladungszustand des Filtermaterials beeinflußt werden. Dazu kann vor der Pulverkammer, und zwar in einem Abstand von etwa 50 bis 150 mm vor der Pulverkammer, quer zur Produktionslaufrichtung des Filtermaterials ein Ionisierungsstab angeordnet werden, der aus Stabelektrode und Gegenelektrode besteht. Durch diesen Ionisierungsstab wird die Oberfläche des Filtermaterials aufgeladen, um die Haftung der mikronisierten Feststoffteilchen zu verbessern.
Falls eine besonders große Menge an mikronisierten Feststoffteilchen auf das Filtermaterial aufgebracht werden muß, kann die Bestäubung von beiden Seiten des Filtermaterials her erfolgen. Zu diesem Zweck können in der Pulverkammer zwei Düsen vorgesehen werden, die die mikronisierten Feststoffteilchen von unten bzw. von oben her zuführen.
Das mit den mikronisierten Feststoffteilchen bestäubte Filtermaterial wird nach dem Verlassen der Pulverkammer zu einem Filterstab zusammengeführt und in der üblichen Weise zu einem fertigen Filter verarbeitet.
Zweckmäßigerweise ist an den Auslaß der Pulverkammer ein Ventilator angeschlossen, der Luft und mikronisierte Feststoffe durch die Pulverkammer und gegebenenfalls durch eine an die Pulverkammer angeschlossene Entstaubungsanlage saugt.
Der an dem Auslaß der Pulverkammer anliegende Unterdruck läßt sich einstellen und erlaubt die Absaugung der Luftüberschußmenge aus der pneumatischen Förderung der Feststoffe. Die Einstellung des Unterdrucks in der Pulverkammer kann durch eine seitlich in der Pulverkammer angebrachte Klappe erfolgen.
Zweckmäßigerweise wird der Unterdruck am Ventilator während der Produktions- und Dosierphase konstant gehalten, um einen gleichmäßigen, konstanten Produktauftrag auf das Filtertow zu gewährleisten und um einen Staubaustritt aus der Pulverkammer zu verhindern.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Aufbringen von Substanzen auf die Fasern eines Filter-Tows unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Schema-Darstellung der Vorrichtung und
Fig. 2
im vergrößerten Maßstab eine Darstellung der Pulverkammer mit der anschließenden Injektordüse.
Filter-Tow 32 wird in der üblichen Weise als gespreizte, aufgespannte Bahn durch schematisch angedeutete Streckwalzen 33 und eine Führung 35 einer Vorrichtung 36 zugeführt, in der Triacetin auf die Filter-Tow-Bahn aufgebracht wird.
In Laufrichtung des Filter-Tows 32 hinter dem Triacetin-Auftrag 36 wird das Filter-Tow 32 wieder über ein Streckwerk 37 geführt und gelangt dann in den Spalt zwischen zwei Ionisierungsstäben 39, nämlich einer Stabelektrode und einer Gegenelektrode, die von einem Aufladegenerator 41 mit Funkenstrombegrenzung mit einer negativen Aufladespannung versorgt werden.
Von dem Spalt zwischen den beiden Inosierungsstäben 39 gelangt das bahnförmige Filter-Tow 32 in einen Einlaßschlitz 43 einer Pulverkammer 34 (siehe auch Fig. 2), die in Laufrichtung des Filters-Tows 32 offen ist, um die Passage des Filter-Tows 32 nicht zu behindern.
Die Größe des Spaltes 43 zum Eintritt des Filter-Tows 32 in die Pulverkammer 34 kann senkrecht zur Laufrichtung des Filter-Tows 32 eingestellt werden und wird so eingestellt, daß ein berührungsloser Transport des Filter-Tows 32 gewährleistet ist und der Austritt von fluidisierten Feststoffen aus der Pulverkammer 34 verhindert wird.
In der Pulverkammer 34 wird das aufgespannte Filter-Tow 32 auf noch zu erläuternde Weise mit mikronisierten Feststoffen bzw. Feststoffgemischen bestäubt, wie in Fig. 2 durch die beiden Düsen 52 angedeutet wird, die sich über bzw. unter dem bahnförmigen Filter-Tow 32 befinden.
Auf der dem Einlaßschlitz 43 gegenüberliegenden Seite ist die Pulverkammer 34 mit einem Austrittsschlitz 54 versehen, an dem eine standardmäßig für die Filterherstellung vorhandene Injektordüse 44 montiert ist, in der das Filter-Tow 32 zur Stabform zusammengefahren und staubbeladene Luft abgesaugt wird.
Der so hergestellte, mit mikronisierten Feststoffteilchen bestäubte Filterstab wird von Filterumhüllungspapier umschlossen und auf erforderliche Filterstablänge geschnitten, um in einem folgendem Produktionsschritt einer Cigarettenherstellungsmaschine zugeführt zu werden, wo er in Stücke geeigneter Länge zerschnitten und mit den Tabaksträngen verbunden wird, wodurch fertige Filtercigaretten entstehen.
Im folgenden wird die Vorbereitung der mikronisierten Feststoffe und Feststoffgemische beschrieben werden. Dabei kann es sich um physiologisch unbedenkliche und sensorisch interessante Substanzen handeln, insbesondere Polykarbonsäuren bzw. saure Salze von Polykarbonsäuren wie Zitronensäure, Weinsäure, Bernsteinsäure, Apfelsäure, Ascorbinsäure sowie saure Ester solcher organischer Polykarbonsäuren, Mono-Di-Saccharide (z.B. Traubenzucker, Rohrzucker) und flavouraktive Stoffe (Vanillin, Menthol. usw.).
Die feinstgemahlenen, mikronisierten reinen Feststoffe oder homogene Feststoffgemische haben eine Partikelgröße von maximal 50 µm und werden aus einem der Prozeßgröße angepaßten Vorratsgefäß 12 diskontinuierlich in eine Feindosiereinrichtung 14 eingegeben, deren Füllstand über Minimum/-Maximum-Sensoren erfaßt wird. Wird der Minimum-Stand unterschritten, so sprechen die Sensoren an, und Feststoffe werden von dem Vorratsbehälter 12 nachgefüllt. Ist der Maximum-Stand erreicht, so schaltet die Nachfüllung selbsttätig ab.
Die gravimetrisch arbeitende Feindosiereinrichtung 14 führt die Feststoffe oder Feststoffgemische über eine durch einen Elektromotor 15 angetriebene Doppelschnecke 16 in eine pneumatisch arbeitende Förderstrecke 17. Die Feindosiereinrichtung 14 ist elektrisch an die Filterherstellungsmaschine angekoppelt, d.h., die Dosiermenge pro Filterstab wird als Festwert in die Elektronik 19 für die Feindosiereinrichtung 14 eingegeben. Die Filterproduktionsgeschwindigkeit dient als Geschwindigkeitsleitwert für die Feindosiereinrichtung 14 und als Soll-Wert für deren Regelung. Die Maschinengeschwindigkeit wird mit einem Encoder 20 am Messerkopf 22 der Filterherstellungsmaschine erfaßt, der den Endlosfilterstrang in einzelne Filterstäbe zerschneidet.
Die von der Feindosiereinrichtung 14 ausgegebenen Feststoffe fallen im freien Fall durch ein Rohr 23 nach unten in eine Feststoffinjektordüse 26. An diesem Punkt beginnt die pneumatische Feststofförderung, da öl- und fettfreie Druckluft 30 durch einen Düsenring der Feststoffinjektordüse 26 in das Innere des sich an die Düse 26 anschließenden Rohrs 17 geblasen wird. Der erzeugte Unterdruck im Innern des Rohrs 17 reißt die Feststoffe mit.
Um die Verteilung der Feststoffe im Luftstrom zu optimieren und eine etwaige Klumpenbildung wiederaufzulösen, wird der Feststoff-/Luft-Strom durch eine Mischzone 18 geleitet, die durch ein senkrecht nach unten in die Pulverkammer 34 führendes Rohr gebildet wird.
Im oberen Bereich der Pulverkammer 34 befindet sich eine quer liegende Breitschlitzdüse 52, bei der die Breite des Düsenschlitzes quer zur Produktionsrichtung, also zur Laufrichtung des Filter-Tows 32, mindestens der Tow-Breite vor oder hinter dem Triacetin-Auftrag 36 entspricht. Der Abstand der Düse 52 zum Filter-Tow 32 kann frei eingestellt werden, indem die Breitschlitzdüse 52 vertikal nach oben bzw. unten verstellt wird, wie durch den Pfeil 54 angedeutet ist.
Obwohl in der Regel im Prinzip eine einzige Düse 52 ausreicht, ist in Figur 2 auch eine Variante dargestellt, bei der eine zweite Breitschlitzdüse 52 unterhalb des Filter-Tows 32 angebracht wird. Der aus der pneumatischen Förderstrecke kommende Feststoff-/Luft-Strom wird vor den beiden Düsen geteilt, wobei die Teilung dieses Stroms frei einstellbar ist.
Unterhalb des Filter-Tows 32 verengt sich die Pulverkammer 34 zu einem Absaugrohr 56, dessen Unterdruck eingestellt werden kann und die Absaugung der Luftüberschußmenge aus der pneumatischen Förderung der Feststoffe erlaubt.
Der Unterdruck in der Pulverkammer 34 kann durch eine seitlich an der Pulverkammer angebrachte Klappe 38 eingestellt werden. Die staubbeladene, abgesaugte Förderluft wird zur Abreinigung einer mobilen Entstaubungsanlage 40 zugeführt. Der Unterdruck in der Entstaubungsanlage 40 bzw. in der Pulverkammer 34 wird durch einen nachgeschalteten Ventilator 50 erzeugt. Dabei wird der Unterdruck am Ventilator 50 während der Produktions- und Dosierphase konstant gehalten, um einen gleichmäßigen, konstanten Produktauftrag auf das Filtertow zu gewährleisten und um einen Staubaustritt aus der Pulverkammer 34 zu verhindern.
Das bahnförmige Filter-Tow, dessen Ladungszustand zur Opimierung des Feststoff-Auftrags durch die Ionisierungsstäbe 39 beeinflußt worden ist, wird in der Pulverkammer 34 mit den mikronisierten Feststoffen bestäubt, die an den Fasern des Filter-Tows 32 haften, wozu auch das aufgetragene Triacetin beiträgt. Anschließend wird das ausgebreitete Filter-Tow 32 zu einem Endlos-Filterstrang zusammengefahren und in der üblichen Weise zu Cigarettenfiltern verarbeitet, die im folgenden Produktionsschritt mit einem Tabakstrang durch ein Belagpapier verbunden werden.
Als Alternative zu dem beschriebenen Filter-Tow können auch bahnförmige, luftdurchlässige Filtermaterialien, wie beispielsweise Filterpapier, mit der beschriebenen Vorrichtung 10 mit mikronisierten Feststoffteilchen bestäubt werden.
Als Alternative zu der dargestellten Ausführungsform kann der Triacetin-Auftrag 36, in Transportrichtung des Filtermaterials 32 gesehen, auch hinter der Pulverkammer 34 erfolgen, selbstverständlich vor dem Zusammenfahren des Filtermaterials zu dem Filterstrang.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Aufbringen von Substanzen auf die Fasern eines Filtermaterials für rauchbare Artikel, bei dem mikronisierte reine Feststoffe oder homogene Feststoffgemische mit einer Partikelgröße von maximal 50 µm auf ein flächenförmiges Filtermaterial aufgestäubt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mikronisierten Feststoffe oder Feststoffgemische unter Berücksichtigung der Filterproduktionsgeschwindigkeit dosiert zugeführt und auf faser- oder flächenförmige Filtermaterialien (32) aufgestäubt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Feststoffe oder Feststoffgemische mit einer Partikelgröße von maximal 10 µm verwendet werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dosierte mikronisierte Feststoffe durch pneumatische Förderung (17, 18, 26) in eine Pulverkammer (34) eingeführt werden, durch die unter einem Winkel von mindestens 45° zur Transportrichtung der Feststoffe das faser- oder flächenförmige Filtermaterial (32) transportiert wird, wobei entweder mit Triacetin versehenes Filter-Tow (32) in die Pulverkammer (34) eingeführt und dann zu einem Filterstab zusammengefahren oder das faser- oder flächenförmige Filtermaterial (32) in der Pulverkammer (34) von oben und von unten mit den mikronisierten Feststoffen bestäubt wird, und dass insbesondere das faser- oder flächenförmige Filtermaterial (32) in seiner Transportrichtung gesehen vor der Pulverkammer (34) durch Ionisierung aufgeladen wird.
  4. Vorrichtung zum Aufbringen von Substanzen auf die Fasern eines Filtermaterials für rauchbare Artikel
    a) mit einer Pulverkammer (34) zum Aufstäuben von mikronisierten reinen Feststoffen oder homogenem Feststoffgemisch mit einer Partikelgröße von maximal 50 µm auf ein flächenförmiges Filtermaterial (32),
    b) wobei die Transportbahn des flächenförmigen Filtermaterials (32) durch die Pulverkammer (34) etwa im rechten Winkel zu der Transportrichtung der mikronisierten Feststoffe oder Feststoffgemische verläuft,
    gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    c) eine die mikronisierten Feststoffe oder Feststoffgemische unter Berücksichtigung der Filterproduktionsgeschwindigkeit dosiert zuführende Dosiereinrichtung (12, 14, 16), und
    d) eine Injektordüse (26) für den pneumatischen Transport der dosierten Feststoffe oder Feststoffgemische zu der Pulverkammer (34), durch die das flächen- oder faserförmiges Filtermaterial (32) geleitet wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung ein diskontinuierlich mikronisierte Feststoffe zuführendes Vorratsgefäß (12) und eine Feindosiereinrichtung (14, 16) aufweist, wobei insbesondere die gravimetrisch arbeitende Feindosiereinrichtung (14, 16) eine Doppelschnecke (16) für die Zuführung der mikronisierten Feststoffe zu einer pneumatisch arbeitenden Förderstrecke aufweist und die Feindosiereinrichtung (14, 16) elektrisch mit der Filterherstellungsmaschine gekoppelt ist, so daß die Filterproduktionsgeschwindigkeit als Geschwindigkeitsleitwert für die Feindosiereinrichtung (14, 16) und als Soll-Wert für ihre Regelung verwendet wird.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverkammer (34) in Laufrichtung des flächen- oder faserförmigen Filtermaterials (32) offen ist, und dass bevorzugt in Transportrichtung des faser- oder flächenförmigen Filtermaterials (32) vor oder hinter der Pulverkammer (34) eine Einrichtung (36) zum Aufbringen von Triacetin angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (43) zum Einführen des flächen- oder faserförmigen Filtermaterials (32) in die Pulverkammer (34) einstellbar ist, so dass ein berührungsloser Transport des Filtermaterials (32) gewährleistet ist und der Austritt von fluidisierten Feststoffen verhindert wird.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Auslass der Pulverkammer (34) eine Injektordüse zur Ausbildung des Filterstabes aus dem flächen- oder faserförmigen Filtermaterial (32) angeordnet ist, und/oder dass in Transportrichtung des Filtermaterials (32) vor der Pulverkammer (34) Ionisierungselektroden (39) angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverkammer (34) eine Klappe (38) zur Einstellung des Unterdrucks in der Pulverkammer (34) aufweist, und dass bevorzugt an die Pulverkammer (34) eine Entstaubungsanlage (40) angeschlossen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an die Pulverkammer ein Ventilator (50) zur Erzeugung des Unterdrucks in der Pulverkammer (34) angeschlossen ist, und dass der Ventilator (50) Luft und mikronisierte Feststoffe durch die Pulverkammer (34) und die Entstaubungsanlage (40) saugt.
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