FI72258C - Metod och apparat foer formande av cigarrettfilterstaenger. - Google Patents

Description

1 72258

Menetelmä ja laite savukesuodatintankojen muodostamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite elementtien valmistamiseksi avatusta, aukikierretystä, jatkuvasta säi-5 keisestä köydestä, jossa köysi johdetaan mekaanisesta syöttölaitteesta imusuuttimen kautta vieressä sijaitsevaan tiivistyslaitteeseen, ja jossa on laitteet imuaineen hajottamiseksi.

Keksintö koskee hyvin nopeata menetelmää ja laitetta 10 sellaisten savukesuodatintankojen valmistamiseksi, joiden vaihtelevuus on pienempi ja joissa köyden hyödyntämisaste on korkea laskien paineen alenemisena tangon painoyksikköä kohden.

Viime vuosikymmenen aikana ovat useimmat kaupassa saa-15 tavat savukesuodattimet koostuneet pituussuunnassa ulottuvista, kierteitetyistä kuiduista tai säikeistä, jotka on sidottu toisiinsa kosketuspisteissään solvaatiosidoksin. Näiden suodattimien valmistusmenetelmään sisältyy köyden tai ei-kierretyn kimpun teko useista tuhansista jatkuvista 20 säikeistä, köyden kierteitys, köyden avaaminen vierekkäisten kierteisyyksien erottamiseksi, köyden hiertäminen pehmenny saineen myöhempää, tasaista käyttöä varten, köyden vetäminen pehmennysaineen kiinnitysvyöhykkeiden kautta ja sitten pehmennetyn köyden käsittely sen poikkileikkauskoon 25 pienentämiseksi, kunnes se on suunnilleen sama kuin savukkeen poikkileikkauskoko. Tiivistetty massa muotoillaan yhtenäiseksi rakenteeksi, yleensä kietomalla sen ympärille paperi ja katkaisemalla näin päällystetty köysi tangoiksi, joilla on ennaltamäärätty pituus, ja sitten käsittelemällä 30 tangot sitomisen aikaansaamiseksi vierekkäisten säikeiden kesken niiden kosketuspisteissä.

Savukesuodattimen köysikomponentin kalleuden takia on suotavaa, että saataisiin säikeisen materiaalin paino-yksikköä kohden mahdollisimman suuri kiharuus ja siitä joh-35 tuen volyymi. Eräs paljon käytetty menetelmä köyden avaamiseksi on se, että samalla kun köysi syötetään ennaltamää- 2 72258 rättyä rataa pitkin, siihen kohdistetaan erisuuruinen tart-tumistoiminta useiden pisteiden välillä, jotka ovat toisistaan erillään poikittain suhteessa rataan, niin että köyden tiettyihin, sivuttain erillään oleviin osiin kohdistuu tart-5 turaisvoima suhteessa köyden muihin, sivuttain erillään oleviin osiin. Tällä tavoin saadaan aikaan köyden vaihtelevan tarttumisvoiman funktiona viereisten säikeiden suhteellinen siirtyminen köyden pituussuunnassa, jolloin kierteisyydet siirtyvät pois keskinäisestä yhteensuuntauksesta. Kuitujen 10 suhteellisen pitkittäissiirron kanssa on tavallisesti yhdistetty köyden vierekkäin olevien säikeiden suhteellinen sivuttaissiirto, jolloin säikeiden kaksi yhdistettyä suhteellista liikettä saavat aikaan köyden avautumisen kokonaan .

15 Tämä erisuuruinen tarttumistoiminta saadaan aikaan käyttämällä pehmennyskammion edessä kahta rullaa, joista toisen pinta on sileä ja toisen koko kehä on uritettu. Köysi pidetään jännityksen alaisena erisuuruisesta tarttumis-toiminnasta yläjuoksun puolella, niin että kun jännitys on 20 poistettu alajuoksun puolella erisuuruisesta tarttumistoi-minnasta, laajenee köysi kuoheaksi nauhaksi, joka sitten kulkee siihen pehmennysainetta kohdistavan kammion kautta, haluttaessa köysinauhan jatketun sivuttaisavauksen jälkeen, ennen kuin köysinauha syötetään suodatintankoja valmista-25 vaan koneeseen.

Toinen paljon käytetty köyden avausmenetelmä on se, joka esitellään US-patenttijulkaisussa 3 099 594, jossa kierteitetty, jatkuva köysi syötetään suihkuun, johon syötetään hyvin nopeaa kaasua, jolloin säikeiden kierteisyy-30 det tulevat erotetuiksi yhteensuuntauksestaan. Tarkemmin määriteltynä poistetaan tämän patentin mukaisesti jatkuva monisäikeinen, kierteitetty köysi varastopakkauksesta syöt-törullaparin avulla ja se viedään avaussuihkun imuvoiman avulla sopivan pehmennysaineen levittämien kautta avaus-' 35 suihkuun. Avaussuihkussa köyteen kohdistetaan paineilman räjähdysmäinen laajennus suihkussa olon aikana ja avattuun 3 72258 köyteen kohdistetaan sumutetun pehmennysnesteen muodostama sumu. Pehmennetty köysi poistetaan suihkusta laajenevan ilman avulla, joka virtaa syöttörullapariin, jota käytetään hieman hitaammin kuin ensimmäistä syöttörullaparia, niin 5 että köysi on höltymistilassa. Sitten köysi, joka on avattu, pehmennetty ja jonka kierteisyydet on erotettu erilleen, viedään suodatintankoja valmistavaan koneeseen.

Savukkeiden suodatintankojen tuotannossa on paras avoin tila suotava, mutta parhaan avoimen tilan arvo vaih-10 telee köysituotteesta toiseen. Kun esim. köysikimpun muodostavien eri säikeiden välinen erilleenerotus on vähäinen, ovat tällaisesta köysikimpusta tehdyt suodatintangot liian pehmeitä, niiden alkupäällystys tankoja muodostettaessa on vaikeaa ja lisäksi on vaikeaa liittää tankoja tupakkapöt-15 kyihin ja valmistaa suodatinsavukkeita, ja ne eivät jousta puristuksen jälkeen (kuten sormien tai huulten välissä tupakoimisen aikana), mihin liittyy savun kanavoituminen. Samoista syistä avauslaitteiden ei pitäisi vaikuttaa köyteen niin voimakkaasti, että kierteisyydet tulevat vedetyik-20 si suoriksi, jolloin köyden ominaistilavuus pienenee; sillä vaikka tämän voisi kompensoida käyttämällä paksumpia köysiä, olisivat saadut tulpat niin tiiviitä, että olisi hyvin hankalaa imeä savua suodattimen läpi, so. paineen aleneminen olisi liian suuri. Lisäksi on suodatintangon savunpois-25 totehokkuus pidettävä hyväksyttävällä tasolla.

Eräs keino köyden tehokasta hyödyntämistä varten eli paineen laskun parantamiseksi tangon painoyksikköä kohden on esitelty US-patenttijulkaisussa 3 050 430, jonka parannetussa menetelmässä säikeet, jotka on ensin avattu ja kä-30 sitelty pehmentimellä, syötetään tiivistys- ja muotoilu- laitteeseen. Sen sijaan, että tässä käytettäisiin mekaanista käsittelyä säikeiden vetämiseksi laitteeseen, jolloin menetetään paljon kierteisyyttä, tässä patentissa työnnetään avoimien, päättömien, kierteitettyjen säikeiden muo-35 dostama nauha tangon tiivistys- ja muotoilulaitteseen. Näin syötetyt säikeet ovat hieman höltyneessä ja ei -kiristetys- 4 72258 sä tilassa, jolloin prosentuaalisesti verraten suuri määrä kuiduista voidaan sijoittaa hieman poikittain tai kohtisuo-rasti suhteessa säiekimpun pituusakseliin. Tämän tuloksen saamiseksi sijoitetaan paineilmalla toimiva kuljetus- tai 5 syöttösuihku, kuten US-patenttijulkaisussa 3 016 945 on esitelty, kohtalaisen lähelle tangon muodostavan osan tai laitteen kieltä. Kieli on rei'itetty, joten ilma tai juokseva imuaine, jolla säieaine työnnetään kieleen, poistuu helposti. Vaihtoehtoisesti, kuten kuvataan US-patenttijul-10 kaisussa 3 173 188 voidaan sijoittaa käännetty vaippa syöt-tösuihkun ja rei'itetyn kielen välille, jolloin huomattava osa imukaasusta saadaan virtaamaan päinvastaiseen suuntaan kuin säikeiden liike tai poistumaan vaipan tai suppilo-osan takaseinän pienten reikien kautta. Tämä juoksevan aineen 15 hajotus tapahtuu sen säteispoiston lisäksi, joka tapahtuu reiällisessä kieliosassa.

Riippumatta suodatintankojen valmistusmenetelmästä on suodatintangolla oltava nimellisesti muuttumaton poikkileikkauskoko ja sillä on oltava yhdenmukainen massa pituus-20 yksikköä kohden. Paineen laskun tai ilmavirtavastuksen suo-datintargossa on myös oltava yhdenmukainen sen koko pituudella. Suodattimen sen suukappaleen pituus, joka yhdistetään savukkeeseen suodatinsavukkeiden muodostamiseksi, voi olla alueella 10-30 mm.

25 Tupakoitsijan kannalta on tärkeää, että imuominaisuu- det, ilmavirtavastus suodatintangon koko pituudella, saadaan kohtalaisen yhdenmukaisiksi. Tekijöitä, jotka vaikuttavat ilmavirtavastukseen suodatintangossa ovat kuitujen tiheys, millä tarkoitetaan kuitujen lukumäärää läpileikkaus-30 alayksikköä kohden; kuitujen denieri; kuitujen kierteisyys-aste; ja kuidun avautumisaste. Näistä tekijöistä eräät vaikuttavat massaan suodatintangon pituusyksikköä kohden, niin että suodatintangon massan vaihtelut pituusyksikköä kohden heijastavat jossain määrin vaihteluja ilmavirta-35 vastuksessa tangossa. Mitä suurempi on tangon massa pituus-yksikköä kohden, sitä suurempi on ilmavirran vastus tässä suodatintangossa.

5 72258

Suodatinsavukkeita valmistavat yhtiöt pyrkivät jatkuvasti parempaan tuottavuuteen ja laatuun, hukka-aineiden vähentämiseen ja yleensä kustannusten pienentämiseen. Uudet, nopeat tangontekokoneen käyvät vähintään 400 m/min nopeu-5 della. Alan aikaisemmat tangontekoprosessit on yleensä suunniteltu toimimaan nopeudella n. 200 m/min. Kun nopeus on vähintään 400 m/min on todettu, että köyttä eniten hyödyntävät prosessit saavat aikaan köyden tiheyden mainitut, haitalliset vaihtelut. Kuten on todettu, ovat köyden tiheyden 10 vaihtelut haitallisia, koska vastus, jonka suodatintangon osat muodostavat, nämä vaihtelut mukaanlukien, savukkeen savun kauttakulkua vastaan, vaihtelee ja tekee näin niiden savukkeiden veto-ominaisuudet epäyhdenmukaisiksi, joihin liitetään tällaisista suodatintankokappaleista muodostettu-15 ja suodatinsuukappaleita.

Näin ollen on po. keksinnön eräänä tavoitteena kehittää nopea menetelmä, jolla valmistetaan savukkeiden suoda-tintankoja, joiden köyden hyödyntämisaste on korkea laskettuna paineen laskuna tangon painoyksikköä kohden aiheut-20 tamatta köyden tiheyden oleellisia vaihteluja. Lisäksi po. keksinnön tavoitteena on kehittää nopea laite, joka soveltuu savukkeiden sellaisen suodatintangon valmistukseen, jonka köyden hyödyntämisaste on korkea laskettuna paineen laskuna tangon painoyksikköä kohden aiheuttamatta köyden 25 tiheyden huomattavaa vaihtelua.

Keksinnön toteutus sekä muut tavoitteet ja edut käyvät ilmi patenttivaatimuksista sekä seuraavasta, lähemmästä kuvauksesta piirustuksineen, joissa: kuvio 1 esittää kaaviomaista kuvantoa laitteesta, 30 joka soveltuu po. keksinnön toteuttamiseen; kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa joutorullaraken-teesta, jota käytetään kuvion 1 toteutusmuodossa; kuvio 3 esittää perspektiivikuvantoa reiällisestä suppilorakenteesta, jota käytetään kuvion 1 toteutusmuodos-35 sa; kuvio 4 esittää graafista kuvantoa, johon on piirretty suodatintangon paino suhteessa paineen laskuun savuke- 6 72258 köysissä, joissa säikeen paksuusnumero on 1,8-8,0 denieriä; kuvio 5 esittää mikrovalokuvaa, joka on suurennettu 100-kertaisesti, po. keksinnön pidennetyn suodatintangon läpileikkausalasta pituusakselin suunnassa; 5 kuvio 6 esittää mikrovalokuvaa, joka on suurennettu 100-kertaisesti, kuvion 5 suodatintangon säteittäisestä läpileikkausalasta; kuvio 7 esittää mikrovalokuvaa, joka on suurennettu 100-kertaisesti, aikaisemmin tunnetun suodatintangon läpi-10 leikkausalasta pituusakselin suunnassa; ja kuvio 8 esittää mikrovalokuvaa, joka on suurennettu 100-kertaisesti, kuvion 7 suodatintangon läpileikkausalasta säteissuunnassa.

Po. keksinnön mukaisesti on nyt huomattu, että no-15 peassa menetelmässä, jolla valmistetaan savukkeiden suoda-tintankoja, joiden köyden hyödyntämisaste on korkea laskettuna paineen laskuna tangon painoyksikköä kohden, voidaan köyden tiheys ja paineen laskun vaihtelut pitää pieninä sijoittamalla köyden ohjauslaite alajuoksun puolelle niiden 20 syöttörullien viimeisestä ryhmästä, joita käytetään savuke-köyden avausjärjestelmässä, so. syöttörullien ja tangon-tekolaitteen välille. Köyden ohjauslaite säätää leveyden ja suunnan. Lisäksi köyden ohjauslaite säätää kireyden kohdistamalla ainakin jokin vastus juoksevaan köysinauhaan.

25 Köyden ohjauslaitetta käytetään mieluiten yhdessä tangon valmistuslaitteen kanssa, jossa on paineilmalla toimiva syöttösuutin ylijuoksun puolella tangon valmistuslaitteen kielilaitteesta, jolloin köyden ohjauslaite on sijoitettu niin, että se ohjaa köyden radan pitkin paineilmalla toimi-30 van syöttösuuttimen pituusakselia. Paineilmalla toimivan syöttösuutin ja tangon valmistuslaitteen kielilaitteen välille sijoitetaan mieluiten reiällinen suppilo-osa, joka voi poistaa säteittään ilman paineilmalla toimivasta syöttölaitteesta. Suppilo-osan tilavuuden pitää olla riittävä, 35 jotta köyttä voidaan ylisyöttää ja köysi voi kerääntyä höltyneessä tilassa suppiloon. Suppilon syvyyden tulisi I! 7 72258 mieluiten olla suurempi tai yhtä suuri kuin 8/9 cm, tulo-aukon halkaisijan n. 10,16 cm ja poistoaukon halkaisijan n. 3,2 cm. Suppilon reiät sijoitetaan mieluiten lähimmäksi suppilon poistopäätä. Suppilon poistopäätä on upotettu 5 tangontekolaitteen kielilaitteen kieleen ja paineilmalla l toimiva syöttösuutin on upotettu suppilon suuhun. On selvää, että reiällinen kieli voi olla joko reiällinen tai reiätön po. keksinnön tarkoitusta varten. Köyden leveyden, kireyden ja suunnan ohjauslaite on mieluiten joko tanko tai 10 vapaasti pyörivä rulla. Tangon tai vapaasti pyörivän rullan pituus on mieluiten n. 10,16 - 25,4 cm, ja sen halkaisija n. 3,9 cm ja molemmissa päissä on laipat. Laipoista pidetään parempana halutun leveyden omaavan köysinauhan saamiseksi. Mieluiten sijoitetaan rengasohjäin, köyden ohjaus-15 laitteen eteen nauhan leveyden eslkaventamiseksi ennen nauhan leveyden vakiinnuttamista laipoitetun tangon tai vapaasti pyörivän rullan päällä. Tangon tai vapaasti pyörivän rullan kiinteää asemaa pidetään parhaana köysinauhan suunnan ohjaamiseksi tarkasti, mutta tangon tai vapaasti pyöri-20 vän rullan vapaata asennusta, so. liikkuvaa rullaa, voidaan köyttää silloin, kun kireyden säätö on tärkeämpi.

Po. keksinnön tarkoituksena varten paineilmalla toimivan syöttösuihkun rakenne on mieluiten kartiomainen, niin että sen tulopään läpileikkaus on suurempi kuin sen poisto-25 pään. Suutin tehdään sellaiseksi, että siinä on sisemmät ja ulommat kartio-osat, jotka liitetään yhteen kammion muodostamiseksi, ja suutin varustetaan välineillä kaasun suihkuttamiseksi kammioon. Kammioon suihkutettu ilma poistuu suihkun pienen eli poistopään kohdalla, niin että kes-30 tokuituköysi voidaan liikuttaa suihkun kautta. Tällaisia suihkuja esitellään US-patenttijulkaisuissa 3 050 430 ja 3 016 945. Eräs erityisen sopivaksi todettu, paineilmalla toimiva syöttö- tai kuljetussuutin on mailinumeroItään 61-0-0-DF, jota myy Hauni-Werke Körber ja kumpp. KG Hampuri, 35 Länsisaksa.

8 72258

Kuten edellä todettiin, antavat po. keksinnön menetelmä ja laite keinon köyden tiheysvaihtelujen vähentämiseksi nopeassa prosessissa, jossa valmistetaan savukkeiden suodatintankoja ja jossa köyden hyödyntämisaste on korkea 5 laskettuna paineen laskuna tangon painoyksikköä kohden.

Vähentämällä köyden tiheyden vaihtelut tai painon vaihtelut vähennetään myös paineen laskun vaihtelut. Tarkemmin määriteltynä on todettu, että po. keksinnön menetelmä ja laite pienentävät paineen laskun vaihtelukertoimen alle 3,0:een 10 ja painon vaihtelukertoimen alle n. 1,6:een köyden painon ja paineen laskun keskinäisen yhdistelmän ollessa mikä tahansa millä tahansa tangon valmistusnopeudella. Po. keksinnön laitetta ja menetelmää käyttämällä saavutetun parannuksen tilastollinen tutkimus perustuu F-jakautumalle. F-ja-15 kautumassa, kun näytteet otetaan kahdesta riippumattomasta väestöstä, ovat myös niiden varianssit riippumattomia ja 2 2 sekä S.j että S2 ovat väestön varianssien puolueettomina arviotekijöitä, jos väestöt ovat rajattomia tai jos näyt- 2 2 teet otetaan vaihtaen. Ts. S. on ö.jn (väestön vakiopoik- ' '2 2 20 kema 1) puolueeton arviotekijä ja S_ on 6-:n (väestön va- Δ Z 2 2 kiopoikkeama 2) puolueeton arviotekijä. Suhde 6^: ö2 on yhtä kuin 1,00, jos kaksi varianssia ovat yhtä suuret, ja 2 2 keskisuhde : S2 on myös yhtä kuin 1,00, jos väestön varianssit ovat yhtä suuret. Jos kaksi väestöä ovat molemmat 25 normaalit ja niiden varianssit ovat yhtä suuret, niin kahden näytevarianssiarvon suhde jatkuu kuten F, jollon n^-1 ja n2~1 ovat vapausasteita.

Nimitys vaihtelukerroin (CV) on keino, jolla verrataan kahden sarjan hajaantoa ilmaisemalla vakiopoikkeama 30 sarjan keskiarvon prosenttina. Po. keksinnössä sarjan 6 keskiarvoon arvo, joka käsittää 66 % kaikista näytteistä. Vaihtelukerroin (CV) voidaan tällöin määrittää seuraavasti: CV = näytteiden keskipoikkeama χ 35 näytteiden keskiavo 9 72258

Keksintö voidaan ymmärtää paremmin katsomalla piirustusten kuviota 1, jossa köysi 12, joka koostuu jatkuvista selluloosa-asetaattisäikeistä, jossa mieluiten on n. 5-15 kierteitystä 2,54 cm kohden, jolloin asetyyliarvo on 38-41 5 %, poikkileikkaus on pyöreä tai ei-pyöreä ja kokonaisdeni- eri on n. 20 000 - n. 120 000 tai suurempi, poistetaan köysipaalusta 10 ja viedään ohjaimen 14 yli avaajaan 16. Avaajan tarkoituksena on saada aikaan eri säikeiden kierteitysten erotus keskinäisestä yhteensuuntauksesta ja siten 10 saada aikaan köysi, jolla on parempi yhdenmukaisuus ja kuohkeus. Piirustuksissa avaaja 16 on sellainen, kiertei-tetty rulla-avaaja, jota kuvataan yleisesti US-patentti-julkaisussa 3 032 829, myönnetty Majoney'lle ja muille ja patenttijulkaisussa 3 156 016, myönnetty Dunlap'ille ja 15 muille. Näytetty, kierteitetty rulla-avaaja käsittää periaatteessa kaksi rullaparia, joista ainakin toisen parin yksi rulla on vedetty. Kummankin parin ainakin yhdellä rullalla on mieluiten kuvioitu pinta, jonka mieluiten muodostavat ympärys- tai kierukkamaiset urat. Rullaparit voivat 20 kuitenkin olla erilaiset, esim. vain toisen parin toinen rulla voi olla uritettu. Kun köysi kulkee rullien kautta, tulevat köyden eri säikeet jarrutetuiksi eri tavalla, mikä saa aikaan erisäikeiden kierteitysten suhteellisen sijainnin pitkittäissiirtymisen. On tietenkin selvää, että muita-25 kin avaajia, esim. sellaisia, jotka saavat aikaan erotuksen ilmapyörteellä tai köyttä taivuttamalla, voidaan myös käyttää.

Kun köysi 12 on kulkenut avaajan 16 kautta, se viedään tavallisesti nauhoitussuihkun 18 kautta, joka levit-30 tää köyden kohdistamalla yksi tai useampia ilmavirtoja, litteäksi nauhaksi, jonka leveys on n. 3-8 kertaa sen alkuperäinen leveys, ja joka edelleen erottaa eri säikeet, toisistaan. Eräs sopiva nauhoitussuihku voi esim. olla se, että esitellään US-patenttijulkaisussa 3 226 773. Alalla 35 tunnetaan kuitenkin myös muita välineitä säikeiden erotuksen aikaansaamiseksi, kuten sähköstaattisia voimia käyttävät, ja näitäkin voidaan käyttää tähän tarkoitukseen.

10 72258

Avoin köysi viedään sitten pehmennyslaitteen 20 kautta, joka käsittelee eri säikeiden pintaa pehmennysnesteel-lä, mieluiten orgaanisella esterillä, kuten triasetiinilla, säikeiden sitomiseksi toisiinsa. Muita sopivia pehmentimiä 5 ovat esim. trietyylisitraatti, dimetyylietyyliftalaatti tai trieteenin tai tetraeteeniglykoolin dimetyylieetteri. Piirustuksissa pehmennyslaite 20 voi olla sellainen keski-pakopehmennyslaite, jota kuvataan US-patenttijulkaisussa 3 387 992 ja jossa käytetään pyörivää, pyöreää levyä peh-10 mentimen levittämiseksi kohteeseen. Muita laitteita, jotka voivat levittää pehmentimiä jatkuvaan rainaan, ovat sydän-harja- tai ruiskusuutintyyppiset pehmennyslaitteet.

Kun köyttä on käsitelty pehmentimellä, viedään köysi kahden syöttörullan 21 väliseen puristukseen ohjausosan 15 22 kautta. Ohjain 22 pienentää avatun köysinauhan leveyttä ennen kuin se kulkee joutorullan 23 yli. Kun avoin köysi on kulkenut joutorullan 23 yli, se viedään paineilmalla toimivaan syöttösuuttimeen 24, joka voi olla samanlainen kuin mallin n:o 61-0-0-DF, jota myy Hauni-Werke-Körber ja 20 kumpp. KG Hampuri, Länsisaksa. Paineilmalla toimiva syöttö-suutin 24, työntää avoimen köyden reiällisen suppilo-osan 25 kautta, joka sijaitsee kieliosan 26 kielessä. Kieliosaan 26 syötetään lisäksi sopivaa käärepaperia 27 vedetyn rullan 28 avulla, ja sekä käärepaperi 27 että köysi 12 tuetaan 25 päättömän hihnaosan 30 avulla, jota käytetään rullaosan 29 avulla.

Piirustuksen kuvio 2 helpottaa joutorullan geometrian ymmärtämistä. Kuviosta 2 nähdään, että joutorullassa 41 on laipalliset osat 42, jotka on kiinnitetty sen pääte-30 osiin. Köysi, joka kulkee kahden vedetyn syöttörullan 43 välisestä puristuksesta, saadaan puristumaan kokoon leveys-suunnassa viemällä se rengasohjaimen 44 kautta. Köysinauha viedään sitten rengasohjaimesta 44 joutorullan 41 ympäri, jolloin köysinauhan leveys säädetään tarkasti noin 10 35 cm:ksi ja määrätään köysinauhan syöttösuunta tangonteko-laitteeseen. Kuten edellä todettiin, olisi köysinauha syötettävä paineilmalla toimivaan syöttösuuttimen pitkin suih- 11 11 72258 kun käsittelyporauksen pituusakselia, so. köysinauhan ei pitäisi olla paineilmalla toimivan syöttösuuttimen tuloau-kon reunaosan päällä. Tämä muoto käy selvästi ilmi piirustusten kuviosta 3, jossa köysi, jolle on säädetty ennalta-5 määrätty leveys, tulee paineilmalla toimivaan syöttösuutti-meen 51, joka on varustettu ilmansyöttöjohdolla 52. Paine-ilmalla toimiva syöttösuutin 51 on upotettu suppilo-osaan 53. Suppilo-osassa 53 on reikiä, jotka ovat lähellä sen poistopäätä, ja se on upotettu kieliosaan 54. Suppilo-osan 10 53 reikien kautta ilma pääsee poistumaan paineilmalla toimi vasta syöttösuuttimesta 51 säteittäisesti suodatintangot muodostavaan koneeseen syötettävän köyden radalle. Suppilo-osa 53 on mieluiten rei'itetty suppilon poisto-osassa. Kuten edellä todettiin, on suppilo-osan 53 tilavuus riittävä, 15 jotta köysi voidaan ylisyöttää ja se voi kerääntyä höltyneessä tilassa suppilo-osan 53 sisälle ilman ylivirtausta ja siten tarttumatta suppilo-osan 53 reunaosaan.

Kuten nähdään piirustusten kuviosta 3, on suppilo-osa 53 osittain katkaistu ja tässä nähdään ylisyötetyn köy-20 den 50 kerääntyminen suppilo-osan 53 sisälle.

Keksinnön ymmärtämistä helpottavat seuraavat esimerkit, jotka valaisevat köyden tiheyden vaihtelun parannusta, joka on saavutettu keksinnön menetelmällä ja laitteella, savukkeiden suodatintankojen valmistuksessa, joissa köyden 25 hyödyntämisaste on korkea laskettuna paineen laskuna tangon painoyksikköä kohden.

Esimerkki 1

Suodatintankoja valmistettiin selluloosa-asetaatti-köydestä, jolla oli F-poikkileikkaus ja jossa paksuusnumero 30 oli 3,3 denieriä säiettä kohden ja jonka kokonaisdenieri oli 44,000, käyttäen kuvion 1 näyttämää toteutusmuotoa 400 m/min ajonopeuksilla, jolloin ajon kestoaika oli 45 min ja näytteitä otettiin joka 5 min. 25 tankoa valitaan mainituista 8 näyteosasta, joiden tankojen ennaltavalittu ympä-35 rysmitta on 24,8 - 0,05 mm. Pehmentimen lisäyksen mahdollisesti aiheuttamien vaihtelujen estämiseksi ei kuitenkaan 12 72258 lisätty pehmennintä kuvion 1 mukaisesti, vaan köysilinja vietiin pehmennyslaitteen läpi, joka toimii tyhjänä. 102 mm pitkien tankojen paino ja kapseloitu paineen lasku määritettiin ja todettiin seuraaviksi: 5 Paineen lasku (ξΔο) = 590 mm vesi Paino = 0,899 g 6 = 15,8 5 = 0,0106

Vaihtelukerroin (CV) = 2,67 Vaihtelukerroin (CV) = 1,19 Esimerkki 2 Tässä toistettiin esimerkki 1:n prosessi, paitsi että 10 ajonopeudet alennettiin arvoon 200 m/min. 102 mm pitkien tankojen osalta todettiin paino ja kapseloitu paineen lasku seuraaviksi:

Paineen lasku (εΔρ) = 607 mm vesi Paino = 0,9091 g O = 17,7 6 = 0,0144 15 Vaihtelukerroin (CV) = 2,91 Vaihtelukerroin (CV) =1,57

Esimerkki 3 Tässä toistettiin esimerkki 1:n prosessi, paitsi, että köyttä ei viedä rengasohjaimen 22 läpi eikä joutorullan 20 23 ympäri, vaan se siirretään suoraan vetorullilta 21 pai neilmalla toimivaan syöttösuuttimeen 24, jolloin köyden tulokulma suuttimessa 24 on säädetty sopivaksi, niin että ei esiinny köyden vastusta sen tullessa suuttimeen 24, 102 mm pitkien tankojen paino ja kapseloitu paineen lasku mää-25 ritettiin ja todettiin seuraaviksi:

Paineen lasku (εΔρ) = 608 mm vesi Paino = 0,9080 g:aa O = 23,4 5 = 0,0143

Vaihtelukerroin (CV) = 3,85 Vaihtelukerroin (CV) =1,56 30 Tässä toistettiin esimerkki 3:n prosessi, paitsi, et tä tässä käytettiin 200 m/min ajonopeuksia. 102 mm pitkien tankojen paino ja kapseloitu paineen lasku määritettiin ja todettiin seuraaviksi:

Paineen lasku (εΔρ) = 597 mm vesi 35 Paino X = 0,8670 grammaa O = 24,47 6 = 0,0166

II

13 72258

Vaihtelukerroin (CV) = 4,10 Vaihtelukerroin (CV) = 1,91

Esimerkki 5 Tässä toistettiin esimerkki 1:n prosessi käyttäen 5 kuitenkin US-patentin n:o 3 173 188 mukaista tangontekolai-tetta ja oleellisesti kuvioiden 3 ja 4 mukaista suppiloa tai vaippaa. Lisäksi käytettiin US-patenttijulkaisun 3 173 188 mukaista reiällistä kieltä eikä po. keksinnön kuvion 1 mukaista ei-rei'itettyä kieltä. 102 mm pitkien 10 tankojen paino ja kapseloitu paineen lasku todettiin seu-raaviksi:

Paineen lasku (εΔρ) = 578 mm vesi Paino 0,8760 g 0 = 25,8 O = 0,0150

Vaihtelukerroin (CV) = 4,5 Vaihtelukerroin (CV) = 1,71 15 Esimerkki 6 Tässä toistettiin esimerkki 5:n prosessi alentaen kuitenkin ajonopeudet arvoon 200 m/min. 102 mm pitkien tankojen paino ja kapseloitu paineen lasku todettiin seu-raaviksi: 20 Paineen lasku (εΔρ) = 650 mm vesi

Paino X = 0,9219 g O = 33,3 O = 0,022

Vaihtelukerroin (CV) = 5,1 Vaihtelukerroin (CV) = 2,33 Esimerkki 7 25 Suodatintankoja valmistettiin F-poikkileikkauksen omaavasta selluloosa-asetaattiköydestä, jossa paksuusnumero oli 3,3 denieriä säiettä kohden ja jonka kokonaisdenieri oli 44,000, käyttäen köyden avausjärjestelmää, joka on esitetty US-patenttijulkaisussa 3 099 594. Mutta pehmentimen 30 lisäyksen mahdollisesti aiheuttamien vaihtelujen estämiseksi käytettiin köyden avausjärjestelmää ilman pehmennintä.

Kun oli käynnistetty syöttörullat 7 US-patenttijulkaisun 3 099 594 kuvion 2 mukaisesti, käsiteltiin avattua köyttä, jonka säikeet oli erotettu erilleen, po. keksinnön kuvion 35 1 mukaisesti, so. avattu köysi, jonka säikeet oli erotettu erilleen, vietiin sitten po. keksinnön kuvion 1 rengasoh-jaimen 22 kautta. Tässä käytettiin 400 m/min tangonteko- 14 72258 nopeuksia. 102 nun pitkien tankojen paino ja kapseloitu paineen lasku määritettiin ja todettiin seuraaviksi:

Paineen lasku (εΔρ) = 682 nun vesi Paino 0,9557 g Ö = 20,8 Ö = 0,013 5 Vaihtelukerroin (CV) = 3,05 Vaihtelukerroin (CV) = 1,36

Esimerkki 8

Suodatintankoja valmistettiin F-poikkileikkauksen omaavasta selluloosa-asettaattiköydestä, jossa säikeen pak-10 suusnumero oli 3,3 denieriä ja jonka kokonaisdenieri oli 31 000, käyttäen kuvion 1 mukaista toteutusmuotoa ja 400 m/min ajonopeutta. Ajo-olosuhteet säädettiin siten, että saavutettiin 259 mm veden keskimääräinen paineen lasku tangossa ja 0,6311 gramman keskimääräinen tangon paino. 24 15 tunnin ajan valvottujen tankojen keskimääräiseksi FILTRONA-kovuudeksi todettiin 90,4 %.

Esimerkki 9

Suodatintankoja valmistettiin F-poikkileikkauksen omaavasta selluloosa-asetaattiköydestä, jossa säikeen de-20 nieri oli 3,9 ja jonka kokonaisdenieri oli 39,000 käyttäen kuvion 1 mukaista toteutusmuotoa kuitenkin vieden köyden 12 suoraan vetorullilta 21 paineilmalla toimivaan syöttö-suuttimeen 24 eikä rengasohjaimen 22 eikä joutorullan 23 kautta, jolloin köyden tulokulman suuttimen 24 säädettiin 25 sopivaksi, niin että eliminoitiin köyden vastus sen tullessa suuttimeen 24. Käytetyt ajonopeudet olivat 400 m/min ja : käyttöolosuhteet säädettiin siten, että saavutettiin 251 mm veden keskimääräinen paineen lasku tangossa ja 0,6609 gramman keskimääräinen tangon paino. 24 tunnin aikana to-30 dettiin tankojen keskimääräiseksi FILTRONA-kovuusarvoksi 90,3 %.

Esimerkki 10 Tässä toistettiin esimerkiksi 8 prosessi mutta ajo-olosuhteet säädettiin siten, että tangon keskimääräinen 35 paineen lasku oli 267 mm vesi ja tangon keskimääräinen paino oli 0,6384. 24 tunnin aikana valvottujen tankojen keskimääräiseksi FILTRONA-kovuudeksi todettiin 90,4 %.

15 72258

Esimerkki 11

Esimerkki 9:n prosessi toistettiin mutta käyttäen F-poikkileikkauksen omaavaa selluloosa-asetaattiköyttä, jossa säikeen denieri oli 3,3 ja jonka kokonaisdenieri oli 5 35000. Ajo-olosuhteet säädettiin siten, että tangon keski määräinen paineen lasku oli 281 mm vesi ja tangon keskimääräinen paino oli 0,6462 grammaa. 24 tunnin aikana valvottujen tankojen FILTRONA-kovuudeksi todettiin keskimäärin 90,2 %.

10 Esimerkki 12 Tässä toistettiin esimerkki 8:n prosessi, mutta säätäen ajo-olosuhteet siten, että tangon keskimääräinen paineen lasku oli 293 mm vesi ja tangon keskimääräinen paino oli 0,6741 grammaa. 24 tunnin aikana valvottujen tankojen 15 keskimääräinen FILTRONA-kovuudeksi todettiin 92,4.

Esimerkki 13 Tässä toistettiin esimerkki 9 prosessi, mutta käyttäen F-poikkileikkauksen omaavaa selluloosa-asetaattiköyttä, jossa säikeen denieri oli 4,2 ja jonka kokonaisdenieri 20 oli 40 000. Ajonopeudet säädettiin siten, että tangon keskimääräinen paineen lasku oli 304 mm vesi ja tangon keskipaino oli 0,7479 grammaa. 24 tunnin ajan valvottujen tankojen keskimääräiseksi FILTRONA-kovuudeksi todettiin 94,4 %.

Edeltävistä esimerkeistä ja erityisesti esimerkeistä 25 1-4 käy ilmi, että po. keksinnön menetelmä ja laite alen tavat merkittävästi suodatintangon painon ja paineen laskun vaihtelukerrointa ajonopeusalueella 200-400 m/min. Esimerkit 5 ja 6 näyttävät, että tunnettu menetelmä ja laite, joita edustaa US-patenttijulkaisu n:o 3 173 188, eivät sa-30 moilla ajonopeuksilla saavuta sitä pienempää vaihtelukerrointa, joka saavutetaan po. keksinnön menetelmällä ja laitteella. Esimerkki 7 valaisee po. keksinnön menetelmän ja laitteen soveltuvuutta muihin köydenavausjärjestelmiin. Esimerkit 8-13 valaisevat suodatintangon kovuuden paran-35 nusta, joka saavutetaan po. keksinnön menetelmällä ja laitteella. Ts. tangon paineen laskujen ollessa oleellisesti 16 72258 samat saavutetaan samanarvoiset kovuusarvot tangon huomattavasti pienempien painojen kanssa, kun käytetään po. keksinnön menetelmää ja laitetta.

Edeltävissä esimerkeissä ilmoitetut paineen laskut 5 mitataan seuraavalla menetelmällä: ilmaa imetään täysin kapseloidun suodattimen 102 mm:n pituuden läpi vakiomäärä 3 1050 cm /min ja syntyvä paine-ero suodattimen kautta mitataan vesipainemittarilla. Tulos ilmaistaan vesimittarin millimetreinä.

10 Edeltävissä esimerkeissä ilmoitetut savukesuodatin- tangon kovuudet on mitattu "FILTRONA"-koetuslaitteella (valmistaja Cigarette Components Limited) koetuksessa, jossa tanko (esim. 102 mm:n pituinen), jonka keskihalkaisi-ja (D) oli n. 7,8 mm, puristettiin kojeessa olevien kahden 15 levyn välissä. Tankoon kohdistetaan puristus 15 sekä ajan 300 gramman kuormalla, joka kohdistetaan tangon lieriömäisen pinnan vastakkaisiin puoliin, ja tällöin mitataan kes-kipainuma (A) eli tangon halkaisijan pieneminen. Kovuus on näytteen halkaisija mitattuna 300 grammaa kuormalla ja il-20 maistuna alkuperäisen halkaisijan prosenttilukuna so. se saadaan seuraavasta kaavasta:

Kovuus % = /( D-A )/ /D X 100 100 tankonäytteestä vähimmäis- ja enimmäispainoilla saatu keskiarvo määrittää painoaluekyvyn ja kyvyn paineen 25 laskun alueen määrätyn köysikappaleen osalta. Nämä arvot ovat kohtalaisen muuttumattomat samanarvoisissa käsittely-olosuhteissa. Kuvio 4 näyttää po. keksinnön antaman köysien parannetun monipuolisuuden ja siinä on tangon paino grammoissa piirretty suhteessa tangon paineen laskuun ve-30 si-mm:ssä. Kuten kuvio 4 näyttää, saavutetaan paljon laajempi suodatintankoalue köysien kanssa, joissa säikeen denieri on 1,8-8,0, ja ohut viiva edustaa po. keksinnön mukaisesti valmistettuja tankoja, kun taas paksu viiva edustaa samaa köyttä, jota on käsitelty aikaisemmin tunne-35 tulla tavalla. On huomattava, että kunkin köyden kohdalla on suhde tangon paineen laskujen ja näiden saavuttamiseksi li 17 72258 vaaditun tangon painon välillä kunkin köyden kohdalla pienempi kuin voisi olettaa suoraviivaisella ekstrapolonnilla.

Kuvioita 5-8 tarkastelemalla ymmärretään paremmin, miksi saavutetaan laajempi tankoalue kuvion 4 mukaisesti.

5 Kuvio 5 on mikrovalokuva, joka on suurennettu 100-kertai-sesti, po. keksinnön suodatintulpan läpileikkauksesta, joka on tehty tulpan pituusakselin kautta. Tanko tehtiin F-poik-kileikkauksen omaavasta köydestä, jossa säikeen denieri oli 3,3 ja jonka kokonaisdenieri oli 39 000 ja tankoa kä-10 siteltiin oleellisesti esimerkissä 1 esitellyn menetelmän mukaisesti. Kuten kuviosta 5 voi nähdä, on eri säietulpat sijoitettu lähes poikittaissuuntaan, so. kohtisuorasti, suhteessa säiekimpun pituusakseliin. Kuvio 6 on mikrovalokuva kuvion 5 suodatintangon säteisläpileikkauksesta. Kuten 15 siitä voi nähdä, on säikeet pakattu tiheästi, mikä osoittaa, että on mahdollista käyttää tangon suurempaa painoa po. keksinnön menetelmän ja laitteen avulla.

Poiketen säikeiden sijoituksesta kuvioiden 5 ja 6 tangossa kuviot 7 ja 8 näyttävät aivan erilaisen säikeiden 20 sijoituksen aikaisemmin tunnetussa suodatintulpassa. Kuvio 7 on mikrovalokuva joka on suurennettu 100-kertaisesti, läpileikkauksesta, joka on tehty tulpan pituusakselin läpi, jota tulppaa on käsitelty oleellisesti esimerkki 3:n menetelmällä. Tulppa on tehty F-poikkileikkauksen omaavasta 25 köydestä, jossa säikeen denieri on 3,3 ja jonka kokonaisdenieri on 39 000. Kuten kuvio 7 näyttää, on suodatintangos-sa hyvin pieni määrä säikeitä, jotka on sijoitettu kohtisuorasti suhteessa säiekimpun pituusakseliin. Kuvion 8 mukaisesti, joka on säteisläpileikkaus kuvion 7 suodatin-30 tangosta, ovat säikeet lisäksi paljon vähemmän tiheästi verrattuina kuvion 6 säikeisiin, jotka edustavat po. keksinnön menetelmällä ja laitteella tehtyä suodatintankoa.

Näkyvien erojen lisäksi, jotka ilmenevät helposti kuvioista 5-8, tutkittiin kuvioiden 5-8 mukaisia tankonäyt-35 teitä "Quantimet"-mittarilla (joka on tutkimuslaite, jonka valmistaja on Cambridge Instrument Company of Monsey, 18 72258

New York) kuitujen suuntauskulmajakautumien määrittelemiseksi pitkittäisleikkausten sisällä. Tangon muutkin ominaisuudet, kuten agglomeraatiokerroin ja kokkaroitumisosuus, mitattiin myöskin ja tulokset näytetään seuraavassa taulu-5 kossa.

_ (3)

Tangon kuvaus Järjestelmän kuvaus (1) (2) X 0 (4) paineen lasku 3,3 F/39 000 Esim. 3 (tunnettu

Kuviot 7 ja 8 käytäntö 0,1050 47,1 44,3 15,03 1,47 431 10 Kuviot 5 ja 6 Esim. 1 (po. keksintö) 0,1225 54,4 51,8 21,20 1,45 626 1) Kokkaroitumisosuus 2) Laskettu kierteisyyskulma 3) Kuitujen mitattu suuntaus (X = keskimäärin 0 = vakio- poikkeama) 15 4) Mitattu agglomeraatio

Claims (8)

19 72258

1. Menetelmä valmistaa suodatinelementtejä avatusta, aukikierretystä, jatkuvasta,säikeisestä köydestä, jossa 5 köysi johdetaan mekaanisesta syöttölaitteesta (21,43) imu-suuttimeen (24,51) kautta vieressä sijaitsevaan tiivistys-laitteeseen (26), ja jossa on laitteet imuaineen hajottamiseksi, tunnettu siitä, että a) köysi saatetaan kosketuksiin köyden ohjauslaitteen (23) 10 kanssa, joka ohjauslaite sijaitsee mekaanisen syöttölaitteen (21) ja imusuuttimen (24,51) välissä, ja joka ohjauslaite säätää köyden leveyden ja suunnan ja kohdistaa ainakin jonkin verran vastusta köyteen; ja b) että hajotetaan imunesteet rei'itetyn suppilo-osan (25, 15 53) avulla, joka on sijoitettu imusuuttimen (24,51) ja tii- vistyslaitteen (26) väliin, ja jolla suppilo-osalla on riittävä syvyys köyden kasaamiseksi väliaikaisesti olennaisesti jännityksestä vapaassa tilassa ennen kuin köysi vedetään tii-vistyslaitteeseen, jolloin paineen lasku ja painon vaihte-20 lut saaduissa savukkeiden suodatinelementeissä pienenevät laajemmalla alueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjauslaite (23,41) sijoitetaan siten, että se saa köyden kulkemaan imusuuttimen (24,51) läpi olen- 25 naisesti suuttimen käsittelyaukon pitkittäisakselia pitkin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että köyden leveyttä pienentävä rengas-ohjain (22,44) sijoitetaan köyden ohjauslaitteen (23,41) eteen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että imusuuttimen (24,51) pääteosa on viety sisään suppilo-osan (25,53) suuhun ja että suppilo-osan (25,53) pääteosa on upotettu tiivistyslaitteen (26) kieleen.

5. Laite suodatinelementtien valmistamiseksi avatus-35 ta, aukikierretystä, jatkuvasta säikeisestä köydestä, jossa köysi johdetaan mekaanisesta syöttölaitteesta (24,43) imusuuttimen (24,51) kautta tiivistyslaitteeseen (26), joka on 20 7 2 2 5 8 aivan irausuuttimen vieressä ja jossa on laitteet imuaineen hajottamiseksi, tunnettu siitä, että laite käsittää a) köydenohjauslaitteen (23,41), joka sijaitsee säikeiden mekaanisen syöttölaitteen (21,43) ja imusuuttimen (24,51) 5 välissä, joka köyden ohjauslaite (23,41) valvoo köyden leveyttä ja suuntaa ja kohdistaa ainakin jonkin verran vastusta avattuun ja aukikierrettyyn köyteen; ja b) rei'itetyn suppilo-osan (25,53), joka sijaitsee imusuut-timen (24,51) ja tiivistyslaitteen (26) välissä, jonka 10 rei'itetyn suppilo-osan tilavuus on niin suuri, että köysi pystyy kerääntymään olennaisesti jännityksestä vapaassa tilassa ennen kuin se vedetään tiivistyslaitteeseen (26), jolloin paineen lasku ja painon vaihtelut saaduissa savukkeiden suodatinelementeissä pienenevät laajemmalla alueella.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tun nettu siitä, että köyden ohjauslaite (23,41) on laite, joka on valittu joutorullan ja kiinteästi asennetun tangon muodostamasta ryhmästä.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n -20 n e t t u siitä, että rengasohjainosa (22,44) sijaitsee köyden ohjauslaitteen (23,41) edessä, jolloin köyden leveyttä pienennetään ennen kuin köysi kulkee köyden ohjauslaitteen yli.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n -25 n e t t u siitä, että suppilon (25,53) reiät sijaitsevat lähimpänä suppilon ulostulopäätä. 21 72258