FI59708C - Cigarrettfilter och foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Description

- I fly- TI .... KUULUTUSJ ULKAISU _ Λ λ l ] (11) UTLÄ^OO N I N GSSKRI FT 5 9 70 8 ^ v ^ (51) Kr.lk.3/lnt.CI.3 A 24 D 3/04 SUOMI—FINLAND (21) Ptunttlhtluirwi — Pttwianattknlni j616 7 3 (22) H»k«mIsp4W* — Anaeknlnpdif 10.06.76 ' (23) Alkuptlvt — Gittl|h«tsdk| 10.06.76 (41) Tulhit JulkiMksI — Bllvlt offwitllg 20.12.76

Patentti- ja rakiatarihaliltu· .... ......... . . .....

Patent, och ref istaretyralean (44) och utl^krtfUn pubhcarad 30.06.8l (32)(33)(31) pyydetty «tuefkau* —Begird prkxitac 19.06.75

Ranska-Frankrike(FR) 7519233 (71) Societe Job—Anciens fitablissements BARD0U-J0B & PAUILHAC, 72 Boulevard de Strasbourg, 31000 Toulouse, Ranska-Frankrike(FR) (72) Ernest Goavec, Perpignan, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Berggren Oy Ab (5^) Savukkeen suodatin ja menetelmä sen valmistamiseksi - Cigarrettfilter och förfarande för dess framställning

Keksintö koskee savukkeen suodatinta, joka käsittää sylinterimäisen suodatintanko-osan, joka on muodostunut kohtisuoraan sylinterin akselia kohti kokoonrullatusta pinosta nauhoja, jotka tasomaisessa tilassa ovat yhtä leveitä ja ovat kuituainetta, jolla on korkea ab-sorptiokyky.

Keksintö koskee myös menetelmää tällaisen suodattimen valmistamiseksi, jonka mukaan kuituainetta oleva päätön hahtuvarata leikataan jatkuvasti pituussuunnassa yhtä leveiksi nauhoiksi, jotka myös jatkuvasti kierretään 90° keskiakselinsa ympäri ja pinotaan pinoksi, joka tämän jälkeen rullataan sylinterimäiseksi suodatintangoksi.

Jo ennestään tunnetaan savukkeiden suodattimia, jotka on muodostettu kiertämällä spiraaliksi kuitumaista materiaalia olevaa levyä, jonka pinnan eräät osat on muutettu korkopuristuksella sellaisiksi, että niissä on pieniä kohokuvioita, jotka vuorottelevat sellaisten pinnan osien kanssa, joita ei ole muutettu, jotka ovat siis alkuperäisessä muodossaan. Nämä kohokuviot voivat olla, mallin valinnasta riippuen, joko puolipalloja, kolmion muotoisia tai kuviolabyrinttejä. Nämä motiivit kulkevat useimmiten pinnalla viistoristiin, siten että ne rajaavat valmiissa suodatintangossa lukemattomia kapeita ja kiemurtelevia käytäviä, joissa savu virtaama kohtaa usein esteen käytävän päättyessä.

2 59708

Lisäksi tunnetaan toinen menetelmä, jossa muodostetaan lieriömäisiä suodatinpötköjä vähintäin kahdesta päällekkäin asetetusta kuitumaista materiaalia olevasta levystä, jotka kierretään spiraaliksi, ja kumpikin levy on etukäteen muunnettu laskostamalla siten, että toisen levyn yhdensuuntaiset laskokset pannaan ristiin toisen, päälle asetetun levyn yhdensuuntaisten laskosten kanssa siten, että muodostuu ruutu-verkko kanavista, jotka on tarkoitettu tupakan savun läpäiseviksi.

Vaikka edellä mainittujen kuitumaisten levyjen kohokuvioiden motiivit ovat erilaisia, on näistä levyistä tehdyillä suodattimilla se yhteinen epäkohta, että ne on valmistettu muotoilemalla spiraaleiksi, joissa on yksi keskus, ja tämä periaate ja toteutustapa eivät ole sopivia tehokkaan suodattimen aikaansaamiseen. Nimittäin kiertämällä enemmän tai vähemmän alkeellisesti spiraaliksi yhden keskuksen ympäri yksi tai kaksi materiaalilevyä ei saada aikaan geometrisesti järjestynyttä rakennetta kohokuvia sisältävien alueiden ja koskemattomien alueiden välillä. Tällä tavoin kiertämällä syntynyt spiraalirakenne aiheuttaa pakostakin kohokuvioiden motiivien progressiivista puristumista sitä mukaa kuin lähestytään spiraalin keskustaa, mikäli nämä motiivit toistuvat tasaisin välimatkoin, kun kierteiden kiertosäde pienenee periferiasta suodattimen keskustaan päin. Tämä progressiivinen kohokuvioiden konsentroituminen suodattimen akselia kohti aiheuttaa suodattavassa rakenteessa homogeenisuuden puutteen, niin että kuitumaisen materiaalin ominaispintaa ei käytetä integraalisesti tupakan savun sisältämän tervan suodattamiseen.

Sitä vastoin tunnetaan eräs toinen menetelmä, jossa käytetään geometristä muotoilua (ranskalainen patentti n:o 1 536 323)» jonka avulla voidaan valmistaa savukkeiden suodattimia, joiden rakenne on homogeeninen ja siten tehokas. Tämän menetelmän mukaan suodattava rakenne saadaan aikaan käyttämällä useita erilaisia, kuitumaista materiaalia olevia levyjä (yksi jäykistetty korkopuristamalla aikaansaatu levy ja kaksi selluloosavanulevyä), jotka pannaan päällekkäin yhdeksi yhdistetyksi levyksi, joka leikataan nauhoiksi, jotka ovat yhtä leveitä, ja nämä nauhat liitetään toinen toisiaan vasten, minkä jälkeen ne muodostetaan progressiivisesti suodattavaksi lieriömäiseksi pötköksi, jonka leikkaus on spiraalin muotoinen US”, eli spiraalissa on kaksi keskusta.

Vaikka tämän menetelmän avulla saadaan laadultaan tyydyttävä suodatin- 3 59708 tyyppi, siinä on puolestaan se haitta, ettei se sovellu nykyaikaisten suodattimia valmistavien koneiden työskentelynopeuteen. Tiedetään nimittäin, että vanukäämien tiheys on pieni (niiden 0 on 1 m suunnilleen, kun pituus on suhteellisen lyhyt, noin 2000 m) ja toisaalta sellaisten käämien vaihtofrekvenssi on suunnilleen 5 min ja kun vanukäämiä on kaksi, niin suodattimia valmistavan koneen nopeus rajoittuu silloin 200 metriin/min, kun se nykyaikaisessa suodattimia valmistavassa koneessa on jopa 400 m/min.

Keksinnön tarkoituksena on parantaa tämä epäkohta käyttämällä integ-raalisesti hyväksi uusien suodattimia valmistavien koneiden mahdollisuudet siten, että yhden vahvistekäämin ja kahden vanukäämin tilalla on yksi tai kaksi käämiä, jossa kuitumaisen aineen pituus on hyvin suuri, minkä ansiosta päästään nopeuksiin 400 m/min (kaksinkertainen verrattuna ’^"-menetelmällä saatuun nopeuteen), mutta tätä materiaalia käyttäen ei käämien vaihtofrekvenssi nouse, vaan jopa vähenee huomattavasti.

Tämä toteutetaan keksinnön mukaisella savukkeen suodattimena, joka tunnetaan pääasiallisesti siitä, että nauhoissa on pituussuuntaiset rihlat, jotka muodostavat toisistaan erillään olevia vyöhykkeitä samassa rivissä, että aine muissa vyöhykkeissä on muokkaamatonta, että rihlavyöhykkeet toistuvat sekä nauhan pituussuunnassa ensimmäisen toistokuvion mukaan, että nauhan poikkisuunnassa toisen toisto-kuvion mukaan, jolloin kaksi päällekkäistä nauhaa kokoonrullatussa nauhapinossa aina ovat sellaisessa asennossa toisiinsa nähden, että toisen nauhan rihlavyöhykkeiden määrätyt kohdat koskettavat toisen nauhan rihlavyöhykkeisiin ja niiden muut kohdat koskettavat mainitun toisen nauhan muokkaamattomiin kohtiin.

Menetelmälle suodatintangon valmistamiseksi savukkeen suodattamiseksi on pääasiallisesti tunnusmerkillistä, että lähdetään yhdestä ainoasta päättömästä hahtuvaradasta, joka on kuituainetta,jolla on korkea ab-sorptiokyky, johon rataan muodostetaan pituussuuntaisia rihloja riviin toisistaan erotetuiksi vyöhykkeiksi ja aine jäljellä olevissa vyöhykkeissä jätetään muokkaamattomaksi, jotka rihlavyöhykkeet säännöllisesti toistuvat sekä radan pituussuunnassa ensimmäisen toisto-kuvion että radan poikkisuunnassa toisen toistokuvion mukaan, jolloin radan leikkaamisen jälkeen nauhoiksi kussakin nauhassa olevat rihlavyöhykkeet muodostavat ensimmäisen toistokuvion mukaan nauhan pi- , 59708 tuussuunnassa toistuvan kuvion ja nauhojen ollessa sovitettuina päällekkäin pinoon kussakin nauhassa, kahden nauhan pituussuunnassa kohtisuoran pinnan välissä oleva nauhaosa, jonka pituus on sama kuin ensimmäinen toistokuvio, säännöllisesti toistuu nauhan pituussuunnassa, jolloin nauhojen leveyden ja toisen toistokuvion välinen suhde on sellainen, että pinon kahden vierekkäisen nauhan kohdalla toisen nauhan rihlavyöhykkeiden määrätyt kohdat koskettavat toisen nauhan rihlavyöhykkeisiin ja jäljellä olevat kohdat vyöhykkeissä muihin vyöhykkeisiin.

Keksinnön mukaisesti voidaan valmistaa useita erilaisia rakennemalleja muuntamalla rataa erilaisten kuvioiden mukaan, rata leikataan yhtä leveiksi nauhoiksi, joissa olevat jäykistetyt rihlakaistaleet ja pehmeät muokkaamattomat kaistaleet johtuvat radasta, josta ne on leikattu, ja sen jälkeen jokainen nauha kierretään 90° keskiakse-linsa ympäri, minkä tarkoituksena on järjestää nauhat yhdensuuntaisiin tasoihin ja valmistella niiden toisiinsa liittämistä. Parillisten nauharivien kiertosuunta parittomien nauharivien kiertosuuntaan nähden on määrätty siten, että nauhojen liittämisellä toisiinsa saadaan parillisten ja parittomien nauhojen kaistaleet ristiin keskenään. Tällä ristikkäisellä sovituksella on kaksinkertainen merkitys: toisaalta rakennetaan täten elementeistä runko, toisaalta muodostetaan suodattavan verkoston rakenne. Runko on ristikon tapaan rakennettu ristiin asetetuista jäykistetyistä kaistaleista, jotka on liitetty toisiinsa sovittamalla ne limittäin. Tiivis rakenne on näin ollen aikaansaatu rakenteen avulla, eikä materiaalia tiivistämällä, jolloin savu pääsee vapaasti läpi. Toisaalta nauhojen liittämisellä toisiinsa aikaansaadaan absorboiva kudos, jossa pitkittäissuunnassa uritetut, jäykistetystä materiaalista muodostuneet elementit ja poikittaisesta poimutetusta materiaalista muodostuneet elementit on liitetty yhteen. Näin muodostuu kolme laatua rakennetta kolmella tavalla yhdistämällä kahta materiaalia: kun liitetään yhteen jäykistetty eli rihlattu elementti ja poimutettu eli muokkaamaton elementti, muodostuu kanavia, joissa savu voi kulkea jäykistetyn materiaalin läpi pitkittäisissä urissa, joita peittävät muokkaamattoman materiaalin poikittaisharjan-teet; kun liitetään yhteen kaksi poimutettua elementtiä, muodostuu absorboivia soluja, jotka on vain hieman sullottu tiiviimmiksi ja .joissa savu pääsee laajenemaan, nämä solut ovat pääasiassa avoimia nauhan poikkisuunnassa; kun liitetään yhteen jäykistettyjä, pitkit- 5 59708 täisuria sisältäviä elementtejä, muodostuu käytäviä pitkittäisten urien väliin ja nämä käytävät kapenevat ahtaammiksi kerrosten limittäisyysasteen mukaan, ja limittäisyysasteen ja sen mukaan käytävien kapenemisasteen määrää jäykistetyille kaistaleille muodostunut kohokuvio. Näin aikaansaadaan savun kulku-urien muodostama suodattava verkko, jossa on kolme erilaista materiaaliraken-netta, jotka on saatu päällekkäin pannuilla erilaisilla kaistaleilla geometrisen kuvion mukaan. Materiaalin absorboivat ominaisuudet käytetään hyväksi näissä kolmessa rakenteessa, joiden erilaisuus on eduksi suodatuksessa aiheuttaessaan savun virtauksessa suunnan muutoksia, laajenemista ja kokoon puristumista, ja tämän ansiosta suodattava verkko on erittäin tehokas.

Muut tyypilliset ominaisuudet ja edut käyvät ilmi oheisesta selostuksesta ja mukana olevista piirustuksista, joissa: kuvio 1 on sivukuva laitteesta, jolla menetelmä voidaan toteuttaa kuvio 2 on osittainen perspektiivikuvio keksinnön mukaisesta, kuituainetta olevasta radasta, joka on varustettu uurrekuvi-olla, jossa on yhdensuuntaisten, vinojen kaistaleiden muodossa olevia uurteita, jotka vuorottelevat sellaisten kaistaleenmuotois-ten vyöhykkeiden kanssa, joissa kuituaine on muokkaamattomassa, krepatussa muodossa, mainittujen kaistaleiden ollessa yhtä leveitä, kuvio 2A on poikkileikkaus tästä radasta kuvion 2 viivaa A-A pitkin, kuvio 2B on pituusleikkaus tästä radasta kuvion 2 viivaa B-B pitkin, kuviot 3-7 esittävät yläkuvannon radasta sekä sivukuvantoja, jotka valaisevat nauhojen eri valmistusvaiheita sekä niiden asettamisen päällekkäin pystyasentoon, kuvio 8 on kaavamainen esitys poikkileikkauksesta kuviossa 7 esitetyistä, toisiinsa liitetyistä nauhoista nauhojen ollessa nyt vaakasuuntaisessa asennossa, kuviot 3A-3D esittävät eri yläkuvantoja päällekkäin sovitetuista nauhoista, jotka muodostuvat radasta leikattujen, päällekkäisten nauhojen ristikkäisistä kaistaleista kuten kuviossa 3, ja jotka on merkitty peräkkäisinä tasoina N 1, N 2, N 3, N 4 kuviossa 8, 6 59708 kuvio 3E on osittainen poikkileikkauskuvio päällekkäisistä nauhoista linjan AA kohdalta kuvioiden 3A-3D viivaa A-A pitkin, kuvio 3F on osittainen poikkileikkauskuvio samoista päällekkäisistä nauhoista kuvioiden 3A-3D viivaa B-B pitkin, kuviot 9-11 ovat osittaisia perspektiivikuvia kahdesta päällekkäisestä nauhasta ja esittävät kolmea erilaista päällekkäisra-kennetta: rihlattu vyöhyke rihlatun vyöhykkeen päällä, krepattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä ja rihlattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä, kuvio 12 on kaavamainen aksonometrinen kuvio osittain leikkauksena päällekkäin sovitetuista nauhoista, leikkausviivan ollessa nauhapinon etuosassa siksak-muotoinen samalla tavalla kuin kaistaleen muotoisten vyöhykkeiden muodostama kuvio yksittäisissä nauhoissa, kuvio 13 on kaavamainen suurennettu kuvio kuviossa 12 esitetystä kehystetystä osasta, kuvio 14 on poikkileikkaus lieriömäisestä suodatintangosta, joka on rullattu päällekkäisistä nauhoista, jotka vastaavat kuviossa 3E esitettyä asetelmaa, kuvio 15 esittää suuremmassa mittakaavassa kuvion 14 kehystettyä osaa, kuvio 16 on pitkittäiskuva kuvion 15 mukaisesta suodatintangosta, kuvio 17 on kaavamainen aksonometrinen kuvanto keksinnön mukaisesta suodatintangosta, joka toisesta sivusta on avoimena akselin suunnassa kahden vierekkäisen nauhan päällekkäisten ristiin kulkevien kaistaleenmuotoisten kreppivyöhykkeiden ja rihla-vyöhykkeiden havainnollistamiseksi.

Kuviossa 1 lähdetään siis kahdesta, kuitumaista materiaalia olevasta kerroksesta 1 ja 2, joita kierretään auki säädetyllä nopeudella käämeistä 3 ja 4. Kuitumaisena materiaalina käytetään edullisesti absorptiokykyistä selluloosavanua, jolla standardisellu-loosavanuun verrattuna, jollainen on esitetty ranskalaisessa julkaisussa FR-1 536 323, on verraten pieni venymäkyky kreppausta poistettaessa ja myös verraten pieni aaltokorkeus. Nämä kaksi kerrosta liitetään toistensa päälle yhdeksi radaksi 5 juuri ennen muo-toiluyksikköä 6. Muotoiluyksikkö käsittää kaksi korkopuristussy-linteriä, joihin on kaiverrettu kuvio, joka painetaan kuitumaiseen rataan 5.

7 59708

Korkopuristussylinterien 6 nopeuden määrää suodattimien valmistus-koneen nopeus (konetta ei ole esitettynä kuvassa). Molempien kerrosten 1 ja 2 aukikiertämisnopeus käämeiltä 3 ja 4 on hitaampi kuin korkopuristinsylinterien nopeus, jotta haluttaessa syntyisi jonkin verran kreppausaaltojen suoristumista kummassakin kerroksessa, mikä vaikuttaa valmistettavan suodattimen vetolujuuteen. Vetolujuuden pysyminen jatkuvasti samana varmistetaan säätelemällä kreppauksen suoristumista tarvittavalla nopeuserolla. Materiaali-kerrosten kreppauksen suoristaminen, joka pienentää poikittaisten kohoharjänteiden korkeutta, pienentää suodattimen vetolujuutta, joten tässä vaiheessa on mahdollista korjata vetolujuuden vaihtelut, ja vähennetään siis siinä esiintyvät poikkeamat.

Käämien 3 ja 4 aukikiertäminen tapahtuu vetohihnojen 7 ja 8 avulla, joiden nopeus on säädettävissä. Kaavamaisesti esitetyt käämit 9 odottavat aukikiertämistään ja käyttöään sen jälkeen kun käämit 3 ja 4 on käytetty loppuun.

Keksinnön erään edullisen yksityiskohdan mukaan lisätään korkopu-ristetun levyn jäykkyyttä kostuttamalla molemmat kerrokset 1 ja 2, ennen niiden muotoilemista, kevyesti vedellä sumutuslaitteilla 10 ja 11 (jotka ovat ennestään tunnettuja), jotka sijaitsevat mainittujen kerrosten kummallakin puolella. Korkopuristinsylintereistä poistuva, vielä kostea kaksoisrata 5 kuivataan kuivaussylinterillä 12, joka on välittömästi korkopuserrinsylintereiden 6 jälkeen. Tällä kostuttamisella voidaan myös vähentää huomattavasti staattista sähkövarausta, mikä kehittyy normaalisti materiaalissa, kun sitä puristetaan kuumana ja sen kulkiessa eteenpäin koneessa ja joutuessa hankautumaan metallisia laitteen osia vasten, joissa se muodostetaan "S"-spiraalin muotoiseksi.

Muotoiltu ja kuivattu materiaalirata kuljetetaan sitten valssirul-lan 13 yli voimakkaaseen merkitsemiselimeen 14, joka käsittää kahdelle akselille sovitetut pyörivät levyt, jotka osuvat vuorotellen materiaalilevyn toiselle tai toiselle puolelle merkiten etukäteen poimutuslinjat ja toisaalta kuljettaen levyä eteenpäin.

Paikoillaan oleva poimutuselin 15 käsittää hyvin pitkät, toisiaan lähenevät taittokiskot, jotka toimivat yht*aikaa tunkeutuen radan molemmilla puolilla oleviin merkittyihin viivoihin ja poimuttavat 8 59708 sen haitarin muotoiseksi.

Kun haitarin tavoin laskostettu materiaalirata poistuu poimutus-paikasta, se leikataan saman levyisiksi nauhoiksi kahdella pyörivällä veitsiparilla 16, 17, joita liikutetaan samalla nopeudella kuin rataa 5 ja painetaan vastakappaleita 18, 19 vasten, ja leik-kuripari 16 ja 17 leikkaa ala- ja ylätaitteet hanurin tavoin taivutetussa radassa.

Materiaaliradan muotoileminen on välttämätöntä siksi, että ellei rata olisi jäykistettyä vaan käytettäisiin sellaisenaan suodattimen valmistukseen, ei tiiviyttä saataisi muuten kuin vetolujuuden kustannuksella käyttämällä ylimäärä materiaalia.

Sen vuoksi muotoillaan selluloosavanurata, kuten nähdään kuvioista 2, 2A, 2B siten, että joissakin sen pinnan kohdissa 20 materiaali muotoillaan toisenlaiseen olotilaan ja niihin tehdään uusi kohokuvio, ja jätetään toiset kohdat 21 niiden alkuperäiseen kre-pattuun tilaansa 22. Näin saadaan aikaan levyn pinnalle kahta erilaista materiaalia. Muutetut alat 20 tehdään tiiviimmiksi litistämällä kreppauksen poikittaisharjanteet ja näin jäykistetty koho-kuvio muodostuu hienoista pitkittäisistä urista 23.

Kuvatussa suoritusesimerkissä muodostavat kuvion jäykistetyt vyöhykkeet eli rihlavyöhykkeet 20 ja muokkaamattomat vyöhykkeet 21 kaistaleita, joita rajoittavat yhdensuuntaiset, yhtä etäällä olevat suorat, ja rihlakaistaleet vaihtelevat krepattujen kaistaleiden kanssa ja yhdensuuntaiset, yhtä etäällä toisistaan olevat suorat m (kuvio 2) ovat näiden kaistaleiden mediaaneja. Radan kuvio, joka on kuvattu kuviossa 3 ja vastaa myös kuviota 2, määräytyy kahden parametrin avulla: 1 - kahden vierekkäisen mediaanin m välinen dimensio D mitattuna levyn poikittaissuunnassa, 2 - kulma a, joka muodostuu näiden mediaanien m suunnan ja levyn poikittaissuunnan välille. Kyseessä olevassa esimerkissä kulma a on 45°.

Kuviot 3-7 esittävät eri vaiheita nauhojen pinonmuodostuksesta. Kuviot 3 ja 4 esittävät katkoviivoilla miten taittoviivat 24 esi-rnuodostetaan merkitsemiselimellä 14 (kuvio 1) seuraavan taittami- 9 by/08 sen ja nauhoiksi leikkaamisen helpottamiseksi. Kuvioitu aineraina (kuviot 3 ja 4) taitetaan tämän jälkeen pitkin pituuttaan hanurin tapaan, kuvio 3· Taittoviivojen 24 väliset, yhtä leveät vyöhykkeet ZL, kuvio 3, käännetään jatkuvasti vaakasuuntaisesta asennosta pystysuuntaiseen asentoon keskiakselinsa 25 ympäri, ensimmäinen, kolmas, viides jne. nauha Bl, B3, B5 jne. käännetään yhteen suuntaan ja toinen, neljäs, kuudes jne. nauha B2, B4, B6 jne. käännetään vastakkaiseen suuntaan, ks. kuvion 5 nuolet.

Rataa taitetaan jatkuvasti pitkin pituuttaan kunnes taittokulmat 26 ovat noin 45°, kuvio 6. Tässä asennossa taitettu rata kuljetetaan suoraan eteenpäin, jolloin taittokulmien 26 kohdalla on vapaata tilaa leikkaamista varten.

Kun leikkaus on suoritettu pitkin taittoviivoja 24,käännetään yhtä leveät nauhat edelleen samaan suuntaan pystysuuntaiseen asentoon muodostamaan pinon, kuvio 7. Kun nauhat on koottu toinen toistensa päälle, niin parillisten nauhojen kaistaleet menevät ristiin parittomien nauhojen kaistaleiden kanssa. Näin toisensa leikaten ne muodostavat neliön muotoisia aloja (kuviot 3A-3D), jotka muodostuvat rihlakaistaleiden 20 ja krepattujen kaistojen 21 päällekkäisyydestä .

Kuviossa 8 esitetään kaavamaisesti osittainen poikkileikkaus nau-hapinosta, joka muodostuu yhteenliitetyistä päällekkäisistä, vaakasuuntaisina esitetyistä nauhoista, ja siihen on merkitty N 1, N 2, N 3 ja N 4 kuvaamaan neljää peräkkäistä tasoa vierekkäisten parittomien ja parillisten nauhaparien B1-B2, B2-B3, B3-B4, B4-B5, välissä.

Näillä kaikilla tasoilla (kuviot 3A-3D) kahden parillisen ja parittoman nauhan neliön muotoiset päällekkäin menevät vyöhykkeet muodostavat ruutumaisen pohjapiirroksen.

Neliö 27 (kuvio 3A, 3E, 3F), jonka keskuksen läpi kulkevat linjat A-A ja B-B, muodostuu siten, että nauhan Bl rihlakaistale 28 ja nauhan B2 rihlakaistale 29 kulkevat ristikkäin.

Neliö 30, jonka läpi kulkee linja A-A (kuvio 3A, 3E) muodostuu siten, että nauhan Bl krepattu kaistale 33 ja nauhan B2 krepättu kaistale 31 kulkevat ristikkäin.

10 59708

Neliö 32 (kuvio 3A, 3F) muodostuu siten, että nauhan B1 rihlakais-tale 28 ja nauhan B2 krepattu kaistale 31 kulkevat ristikkäin.

Neliö 34 (kuvio 3A) muodostuu siten, että nauhan B1 krepattu kaistale 33 ja nauhan B2 rihlakaistale 29 kulkevat ristikkäin.

Täten jokaisella tasolla, joka muodostuu kahden vierekkäisen nauhan kulkiessa keskenään ristikkäin, muodostuu neljä ryhmää neliöitä, kuten ryhmä 27, 32, 30 ja 3^ (kuvio 3A), seuraavien koho-kuvioiden yhteenliittymisestä, jolloin saadaan neljä rakennetta, nimittäin: rihlattu rihlatun päällä 27 (jatkuvia pystyviivoja vaihdellen pysty-katkoviivojen kanssa, 23 %)> rihlattu krepatun päällä 32 (jatkuvia pystyviivoja, joiden poikki kulkee vaakasuoria aaltoviivoja, 25 %)', krepattu krepatun päällä 30 ( poikittaisia aaltoviivoja, 25 50; krepattu rihlatun päällä 34 (pysty-katkoviivoja, joiden yli kulkee poikittaisia aaltoviivoja, 25 %)·

Jos kahta mediaanilinjaa m erottavan välin poikittaiseksi dimensioksi D valitaan nauhan kaksinkertainen leveys jaettuna parittomalla luvulla, niin mainituissa nauhojen välisissä tasoissa syntyvät neliöt ovat identtiset ja päällekkäin sovitettavissa (kuviot 3A-3D). Selostetussa esimerkissä tämä pariton luku on 7, jolloin poikittainen dimensio on 1/7 kahden nauhan leveydestä, jolloin tämän mukaan nauhojen jokaisessa poikkileikkauksessa (esim. kuvion 3A viiva A-A) on yhteensä 3,5 tällaista dimensiota eli 3,5 vierekkäistä neliötä.

Pinoon sovitetuissa nauhoissa sijaitsevat parillisten tai parittomien nauhojen kaistaleiden mediaanit keskenään yhdensuuntaisissa tasoissa (mediaanitasoissa), jotka ovat nauhojen pintaa vasten kohtisuorassa (kuviot 12 ja 13). Jokainen parittomien nauhojen mediaanien muodostama mediaanitaso on kohtisuorassa jokaista parillisten nauhojen mediaanien muodostamaa mediaanitasoa vastaan. Mediaanitaso ABA'B' on esimerkiksi kohtisuorassa mediaanitasoa BCB'C' vastaan ja tämä on kohtisuorassa mediaanitasoa CDCD' vastaan (kuviot 12 ja 13). Toisaalta mediaanitasossa ABA'B*nauhojen 2, 6, 10 krepattujen kaistaleiden mediaanit (suorat, jotka kuvios- U 59708 sa 13 muodostuvat risteistä ja katkoviivoista)vuorottelevat nauhojen 4, 8, 12 rihlakaistaleiden mediaanien kanssa (yhtenäiset viivat, joiden välissä on pisteitä). Samoin mediaanitasossa BCB’C' nauhojen 3, 7, 11 krepattujen kaistaleiden mediaanit vuorottelevat nauhojen 1, 5, 9, 13 rihlakaistaleiden mediaanien kanssa. Samoin mediaanitasossa CDC'D’ nauhojen 4, 8, 12 krepattujen kaistaleiden mediaanit vuorottelevat nauhojen 2, 6, 10 rihlakaistaleiden mediaanien kanssa, jne...

Siten toinen toisensa päälle asetetuista nauhoista toistuu identtisenä neljän nauhan sarja, mutta sarjan ensimmäinen ja kolmas nauha, ja toinen ja neljäs nauha esittävät samanlaiset vyöhyke-kuviot mutta toisiinsa nähden kaistaleen leveyden verran siirrettyinä .Päällekkäisissä nauhoissa kaistalevyöhykkeet kulkevat ris-tikkäin.

Kuvion 3F mukaisesta poikkileikkauksesta ilmenee esimerkiksi, kuinka määrätty vyöhyke ensimmäisessä nauhassa Bl, esimerkiksi rihlattu vyöhyke 28, toistuu nauhassa B5 samassa kohdassa. Vastaavasti toistuu kolmannen nauhan B3 krepattu vyöhyke 35, joka mainitussa nauhassa sijaitsee samassa kohdassa kuin rihlattu vyöhyke 28 ensimmäisessä nauhassa Bl, seitsemännen nauhan B7 samassa kohdassa. Toisaalta kulkee ensimmäisen nauhan Bl rihlattu vyöhyke 28 ja toisen nauhan B2 krepattu vyöhyke 31, rihlattu vyöhyke 29 • bis ja krepattu vyöhyke 31 ristikkäin. Näin ollen kyseessä on ker-rosrakenne, jossa kaksi rihlattua vyöhykettä ja kaksi krepattua vyöhykettä vuorotellen ovat päällekkäisessä asemassa kun tarkastellaan määrättyä poikkileikkausaluetta, esimerkiksi kuvion 12 kohtaa M N P Q, vrt myös kuvioiden 3E ja 3F mukaisia esityksiä. Tällöin vastaa kohta MNPQ prismaa, jonka sisällä joka tasossa vyöhykkeet ovat sellaisessa päällekkäisessä asennossa joka vastaa kuvioissa 3A-3D esitettyä neliötä, ja tämän prisman symmetriatasot ovat edellä mainitut mediaanitasot A B A’ Bf ja B C B', jotka leikkaavat toisensa pitkin viivaa B Bf, joka on prisman keskiakselina. Tämän mukaan vastaavat kuviossa 13 leikkauspisteet 49 ja 50 krepattujen vyöhykkeiden molempia keskiviivoja, leikkauspisteet 51 ja 52 rih-lavyöhykkeiden keskiviivoja, leikkauspisteet 53 ja 54 krepattujen vyöhykkeiden keskiviivoja ja tämä vuorottelevaisuus toistuu leikkauspisteiden 55/56, 57/58 ja 59/60 kohdalla.

12 59708 Näin ollen vuorottelevat kussakin prismassa kaksi vierekkäistä leikkauspistettä, jotka vastaavat krepattujen vyöhykkeiden kahta keskiviivaa,kahden vierekkäisen leikkauspisteen kanssa, jotka vastaavat krepattujen vyöhykkeiden kahta keskiviivaa.

Vastaavalla tavalla vastaavat leikkauspisteet 61 ja 62 viivalla C C* krepattujen vyöhykkeiden kahta keskiviivaa, leikkauspisteet 63 ja 64 rihlavyöhykkeiden kahta keskiviivaa ja leikkauspisteet 65 ja 66 krepattujen vyöhykkeiden kahta keskiviivaa jne., ja tämä vuorottelevaisuus toistuu leikkauspisteiden 67/68 ja 69/70 kohdalla samalla tavalla.

Kahdessa vierekkäisessä prismassa ovat tämän mukaan rihlavyöhykkeiden ja krepattujen vyöhykkeiden leikkauspisteet toisiinsa nähden siirrettyinä yhden tason verran.

Kuviossa 3E on esitetty prisma poikkileikkauksena, jossa aina kahta päälleikkäistä kaistaletta vastaavat neliöt 27 (rihlavyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä), 36 (krepattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä), 37 (rihlattu vyöhyke rihlatun vyöhykkeen päällä), 38 (krepattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä)jne. ovat sovitettuina toistensa päälle. Poikkisuunnassa viereisessä prismassa seuraa-vat neliöt toisiaan seuraavalla tavalla: neliö 30 (krepattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä), neliö 39 (rihlattu vyöhyke rih-latun vyöhykkeen päällä), neliö 40 (krepattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä), neliö 41 (rihlattu vyöhyke rihlatun vyöhykkeen päällä) jne.

Kahden päällekkäisen nauhan (Bl, B2 (kuvio 9)) toisiaan risteilevät rihlavyöhykkeet (esim. Rl ja R2 kuvioissa 9-H) muodostavat yhdessä eräänlaisen ristikon. Ristikkorakenne on havaittavissa myös kuviosta 3F, esimerkiksi vyöhykkeissä 28 (nauha Bl) ja 29 (nauha B2), vyöhykkeissä 45 (nauha B4) ja 46 (nauha B5), 47 (nauha B4) ja 46 (nauha B5), 46 (nauha B5) ja 48 (nauha B6) jne. ja tämä ristikkorakenne muodostaa suodattimelle kiinteäsy-dämisen rungon, joissa sydämissä kunkin rihlavyöhykkeen rihlat ovat viereisen rihlavyöhykkeen rihlojen ylä- tai alapuolella, kuten on esitetty kuviossa 9 kohdassa 71, ja tämän kautta aikaansaadaan suodatinrakenteen jäykistys. Mainittu sydän N (kuviot 3E, 'F), joissa kahden nauhan rihlavyöhykkeet sijaitsevat päällekkäin, 13 59708 vuorottelevat solujen kanssa (C kuvioissa 3E, 3F)> jotka muodostuvat kahden päällekkäisen nauhan, esim. B2 ja B3 tai B6 ja B7 kuvioissa 3E, 3F, päällekkäisistä krepatuista vyöhykkeistä, jolloin krepatut vyöhykkeet painuvat hieman kokoon.

Näin päällekkäin sovitetut nauhat muodostetaan sylinterimäiseksi tangoksi siten, että poikkileikkauksessa syntyy S-spiraali (vrt. kuvioita 14 ja 17), jonka keskipisteet tunnetulla tavalla sijaitsevat kahdella yhdensuuntaisella pituusakselilla. Täten säilyy edellä selostettu kerrosrakenne olennaisesti muuttumattomana tangoksi muodostuksen yhteydessä. Nauhat siirtyvät tosin tangonmuo-dostuksen yhteydessä jonkin verran toisiinsa nähden, mutta tämän siirtymisen määrä on nauhojen poikkisuuntaisiin mittoihin nähden olematon. Näin aikaansaadussa suodatinrakenteessa on savun kulkutie pääasiallisesti yhdensuuntainen suodatinakselin kanssa,mutta edellä mainittuja sydän- ja solukohtia tai päällekkäisiä rihla-vyöhykkeitä ja krepatuja vyöhykkeitä vastaavasti aaltomainen ja haaroihin jakautuva. Yksityiskohtaisesti esitettynä johtavat kolme erilaista päällekkäistyyppiä, nimittäin rihlattu vyöhyke kre-patun vyöhykkeen päällä, rihlattu vyöhyke rihlatun vyöhykkeen päällä ja krepattu vyöhyke krepatun vyöhykkeen päällä, siihen, että savu kolmessa eri suunnassa kohtaa erilaisia esteitä niin, että savun jatkuvasti on muutettava suuntaa siirtyessään rakenteesta toiseen. Niissä kohdissa, joissa rihlattu vyöhyke on krepatun vyöhykkeen päällä (esimerkiksi kohdissa 72 ja 73 kuviossa 3C),kulkee savu pituussuunnassa rihlattujen vyöhykkeiden rihloissa, joissa esiintyy myös krepatun aineen poikittaisia harjanteita. Savun jättäessä nämä kohdat siirtyy se soluun, joka muodostuu krepatusta vyöhykkeestä krepatun vyöhykkeen päässä, jossa se kreppauksen poikittaissuun-nasta johtuen kääntyy 90°. Kuten kuviosta 3C ilmenee tulee neliötä Jk vastaavaan soluun savua samanaikaisesti oikealta ja vasemmalta, nimittäin neliöistä 72 ja 73. Tässä kahden krepatun vyöhykkeen muodostamassa solussa on aine vähän kokoonpuristettua ja muodostaa heikon esteen, niin että tässä on savun tehokas absorp-tiosolu. Samanaikaisesti toimivat nämä solut laajenemistiloina. Kahden vastakkaissuuntaisen savuvirtauksen yhteensattumisen ansiosta muodostuu turbulenssia, joka edistää tervahiukkasten yhteen-kasvamista, mikä taas helpottaa hiukkasten tarttumista solujen absorboivien seinien kuituverkkoon.

59708 in

Savu yhdessä niiden hiukkasten kanssa, jotka eivät ole tarttuneet suodattimeen, jättää absorptiosolun, jolloin osa savusta virtaa neliöitä 75, 76 (kuvio 3C) vastaaviin tiloihin. Toinen osa savusta kulkee poikkisuuntaan absorptiosolun 7^ seinien läpi ja poik-kisuunnassa viereisten, neliöitä 77 (kuvio 3B) ja 78 (kuvio 3D) vastaaviin tiloihin. Selostettu kerrosrakenne ja käytetty kuitu-aine aikaansaavat yhdessä erittäin hyvän suodatinvaikutuksen. Tähän vaikuttaa myös edellä mainitut sydämet, joissa rihlavyöhyk-keet sijaitsevat päällekkäin ja joissa savu kulkee rihlojen, niiden päällekkäisen sijainnin ansiosta, muodostamia teitä pitkin, joissa on enemmän tai vähemmän, aina riippuen päällekkäisestä sijainnista, ahtautumia.

Selostettu tapahtuma toistuu jatkuvasti suodatinrungossa ja savu virtaa aksiaalisuuntaan, sivusuuntaan ja vinosuuntaan. Sen ansiosta, että savu matkallaan moneen kertaan kääntyy ja savuvirta-us jakaantuu haaroiksi,tulee suodattimen kuituaineen tehokas pinta-ala (erityisesti absorboivan selluloosan) erityisen tehokkaasti hyväksikäytetyksi. Kuituainerainan muotoilulle on kuvion suhteen olemassa useita mahdollisuuksia ja toivon mukaan voidaan venytys vastus ja tervahiukkasten suodatus säätää laajojen rajojen sisäpuolelle. Suodatinrakenteen homogeenisuus on selostetun ker-rostuksen seurauksena erityisesti selluloosa-asetaatilla erikoisen edullinen.

Claims (13)

15 59708

1. Savukkeen suodatin, joka käsittää sylinterimäisen suodatin-tanko-osan, joka on muodostunut kohtisuoraan sylinterin akselia kohti kokoonrullatusta pinosta nauhoja, jotka tasomaisessa tilassa ovat yhtä leveitä ja ovat kuituainetta, jolla on korkea absorp-tiokyky, tunnettu siitä, että nauhoissa (Bl, B2, B3,···) on pituussuuntaiset rihlat (23), jotka muodostavat toisistaan erillään olevia vyöhykkeitä (20) samassa rivissä, että aine muissa vyöhykkeissä (21) on muokkaamatonta, että rihlavyöhykkeet (20) toistuvat sekä nauhan pituussuunnassa ensimmäisen toistokuvion mukaan, että nauhan poikkisuunnassa toisen toistokuvion mukaan, jolloin kaksi päällekkäistä nauhaa kokoonrullatussa nauhapinossa aina ovat sellaisessa asennossa toisiinsa nähden, että toisen nauhan rihla-vyöhykkeiden (20) määrätyt kohdat koskettavat toisen nauhan rihla-vyöhykkeisiin (20) ja niiden muut kohdat koskettavat mainitun toisen nauhan muokkaamattomiin kohtiin (21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savukkeen suodatin, tunnettu siitä, että rihlavyöhykkeet (20) ja muokkaamattomat vyöhykkeet (21) ovat muodostetut toisiaan vuorotellen seuraaviksi, yhtä leveiksi, yhdensuuntaisiksi kaistaleiksi ja että kaistaleiden leveys nauhojen (Bl, B2, B3»···) poikkisuunnassa on yhtä kuin nauhojen kaksinkertainen leveys jaettuna parittomalla luvulla ja että kaksi vierekkäistä nauhaa aina ovat orientoituneina vastakkaisiin suuntiin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen savukkeen suodatin, tunnettu siitä, että kaistaleen muotoiset vyöhykkeet (20, 21) kulkevat 45°:n kulmassa nauhojen pituussuuntaan nähden.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen savukkeen suodatin, tunnettu siitä, että pinossa on 13 nauhaa (Bl, B2, B3,...) ja että mainittu toinen toistokuvio on 1/7 nauhan kaksinkertaisesta leveydestä.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savukkeen suodatin, tunnettu siitä, että nauhat (Bl, B2, B3,...) ovat poikittaiskrepattua selluloosavanua ja että kreppaus on hävitetty rihlojen (23) kohdalla, jolloin rihlavyöhykkeet (20) ovat jäykkiä ja muokkaamattomat vyöhykkeet (21) pehmeitä. , 59708 16

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savukkeen suodatin, tunnettu siitä, että pinotut nauhat (Bl, B2, B3»·.·) ovat kokoonrullattuina S-kierukan muotoisesti ja että niiden pituussuuntaiset keskiviivat ovat olennaisesti samalla viivalla.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai patenttivaatimusten 5 ja 6 mukainen savukkeen suodatin, tunnettu siitä, että nauha-aine on kevyesti suoristettu muokkaamattomissa vyöhykkeissä (21).

8. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukaisen jatkuvan sylinterimäisen suodatintangon valmistamiseksi savukkeen suodattimeksi, jolloin kuituainetta oleva päätön hahtuvarata leikataan jatkuvasti pituussuunnassa yhtä leveiksi nauhoiksi, jotka myös jatkuvasti kierretään 90° keskiakselinsa ympäri ja pinotaan pinoksi, joka tämän jälkeen rullataan sylinterimäiseksi suodatintangoksi, tunnettu siitä, että lähdetään yhdestä ainoasta päättömästä hahtuvaradasta (5), joka on kuituainetta jolla on korkea absorp-tiokyky, johon rataan muodostetaan pituussuuntaisia rihloja (23) riviin toisistaan erotetuiksi vyöhykkeiksi (20) ja aine jäljellä olevissa vyöhykkeissä (21) jätetään muokkaamattomaksi, jotka rihla-vyöhykkeet (20) säännöllisesti toistuvat sekä radan pituussuunnassa ensimmäisen toistokuvion että radan poikkisuunnassa toisen toisto-kuvion mukaan, jolloin radan (5) leikkaamisen jälkeen nauhoiksi (Bl, B2, B3,...) kussakin nauhassa olevatrihlavyöhykkeet (20) muodostavat ensimmäisen toistokuvion mukaan nauhan pituussuunnassa toistuvan kuvion ja nauhojen (Bl, B2, B3,.··) ollessa sovitettuina päällekkäin pinoon kussakin nauhassa, kahden nauhan pituussuunnassa kohtisuoran pinnan välissä oleva nauhaosa, jonka pituus on sama kuin ensimmäinen toistokuvio, säännöllisesti toistuu nauhan pituussuunnassa, jolloin nauhojen (Bl, B2, B3,···) leveyden ja toisen toistokuvion välinen suhde on sellainen, että pinon kahden päällekkäisen nauhan kohdalla toisen nauhan rihlavyöhykkeiden (20) määrätyt Kohdat koskettavat toisen nauhan rihlavyöhykkeisiin (20) ja jäljellä olevat kohdat vyöhykkeissä (20) muihin vyöhykkeisiin (21).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että radan vyöhykkeet (20, 21) muodostetaan toisistaan eroavien, yhtä leveiden, yhdensuuntaisten suorien rajoittamien kaistaleiden muodossa, kaistaleiden mitoituksen nauhan poikkisuunnassa ollessa sama kuin nauhojen kaksinkertainen leveys jaettuna paritto- 17 59708 maila luvulla ja nauhojen (Bl, B2, B3,.,.) ollessa sinänsä tunnetulla tavalla vuorotellen vastakkaisiin suuntiin kierrettyinä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaistaleenmuotoiset vyöhykkeet (20, 21) muodostetaan kulkemaan ίΐ50:η kulmassa radan (5) pituussuuntaan nähden.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että suodatin muodostetaan 13 nauhasta (Bl, B2, B3,...) ja että toinen toistokuvio on 1/7 nauhan kaksinkertaisesta leveydestä.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 8-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään poikittaiskrepattua päätöntä sel-luloosavanurataa (5), jonka kreppaus hävitetään rihlanmuodostuksen kautta rihlavyöhykkeessä, minkä kautta rata on jäykistynyt mainitussa vyöhykkeessä.

13· Jonkin patenttivaatimuksista 8-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinotut nauhat rullataan sinänsä tunnetun S-kierukan muodossa sylinterimäiseksi suodatintangoksi. lk. Patenttivaatimuksen 12 tai patenttivaatimusten 12 ja 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että krepatun päättömän radan (5) kreppaus suoristetaan kevyesti käyttämällä radan syöttölaitteita (3, *+, 7, 8) tietyllä kitkalla, jolloin suoristus-astetta voidaan säätää vaihtamalla nopeuseroa mainittujen syöttölaitteiden ja rihlanmuodostuslaitteiden (6) välillä.