NO127223B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for fremstilling av fibrøse stenger.

Oppfinnelsen vedrorer fremstilling av fibrose stenger, og da særlig slike stenger som er egnet for anvendelse som sigarettfiltre.

Dét kjennes fra tidligere fibrose stenger for bruk som sigarettfiltre, sigarer eller lignende fremstilt av et kontinuerlig filamentmateriale som f.eks. en drevstreng av celluloseacetat. Fremgangsmåter er videre kjent for å fremstille slike stenger av stapelfibre. Kjente fremgangsmåter for fremstilling av drevstrenger har mange fordeler, men lider også av den mangel, at vekten pr. lengdeenhet av stangen, som kan fremstilles av slike drevstrenger, er fiksert til å ligge innenfor noen få prosent av vekten pr. lengdeenhet eller denier av drevstrengen. Denne blir normalt krympet og ved å strekkes i lengderetningen under fremstillingsprossen kan den bringes til forlengelse..På denne måte. faller denieren. Hvis imidlertid overskudd av strekk tilfores, vil krympningen, som er hoyst onskelig for å fremstille en fast og elastisk plugg, bli så redusert at det er umulig å fremstille stenger som er tilstrekkelig hårde til å få/praktisk anvendelse. For å fremstille en fibros stang, som har en:spesiell vekt pr. lengdeenhet, er det således nodvendig å anvende en drevstreng av en spesiell denier.

Stapelfiberprosesser er ikke belemret med denne vanskelighet med hensyn til vektregulering, men lider av andre mangler. Stapelfibrene blir f.eks. vanligvis tilfort i pressede baller som må åpnes. De åpnede, fibre må trekkes ut, kardes eller på annen måte formes til en lunte av onsket karakteristikk. Dette nødvendiggjor et betydelig utstyr som er kostbart og arbeider forholdsvis langsomt. Ytterligere er vekten pr. lengdeenhet vanskelig å holde på et konstant nivå.

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmÆe for fremstilling av fibrose stenger av et kontinuerlig filamentmateriale, fortrinnsvis av celluloseacetat og et bindemiddel, hvilke fibre bringes til stangform og sammenbindes innbyrdes på kontaktstedene ved hjelp av bindemiddelet, som kjennetegnes ved til-foring av det kontinuerlige fibermateriale med en stort sett konstant hastighet til en kutteanordning hvor det kuttes til fibre av en bestemt lengde, fore nevnte fibre kontinuerlig bort til en nærbeliggende stangformeanordning for eller under formningen av fibrene til en stang, omordne disse slik at trykkfallet eller hårdheten av stangen okes og bindemiddelet aktiveres . Fig. 1 viser skjematisk et riss av et komplett apparat ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i storre må^stokk en del av apparatet i fig. 1.

Fig. 3 er et planriss av en del av fig. 2.

I en foretrukket utfdreise av oppfinnelsen er det fibrose materiale en drevstreng av sekundære celluloséacetat-filamenter, og bindemiddelet er glyceryltriacetat. Som det antydes på tegningene blir drevstrengen trukket ut fra en balle 1 av kontinuerlig fil-amentceriuloseacetat, idet strengen 2 forst trekkes oppover gjennom en luftvalkestråle 4, derpå over en sylindrisk foring 5, idet trekket utfores av ruller 3. Drevstrengen går så til rullene 6 som roterer hurtigere enn rullene 3, slik at strengen utsettes for strekk. En ytterligere luftvalkestråle 7 former strengen til et bånd som er 'tilnærmet 250 mm bredt, hvilken form strengen bibeholder idet den passerer inn i kammeret 10, hvor den påsproytes over hele sin bredde med glyceryltriacetat påfort av sproytemunnstykkene 8 og 9. Valkeluftstrålene 4 bg 7 inngår i kjente anordninger som består av en sliss gjennom hvilken drevstrengen passerer og én sidevegg, oppdelt av smale slisser til siden av hvilke trykkluft tilfores". Denne luft går gjennom slissene og treffer mot drevstrengen. På den andre side av slissen er en udelt vegg som stottér drevstrengen under luftens anslag mot denne. Ruller 11 holder drevstrengen i båndform inntil den går til trakten 12 som danner inngangen til stapelkuttéanordningeh 13. Én roterende kniv inne i denne anordning drives av en rem, ikke vist, som ligger over rem-skiven 14. Denne rem drives over en trinnlost variabel utveks-ling fra hovedåkseién av plugg la veren 20, hvilket" også eir til-fellét for rullene.3, 6 og 11 over andre slike utvekslinger.

Ved å variere de relative rotasjonshastigheter for kniven og rullene 11, kan ståpellengden av fibrene varierés. Ved å variere de relative'rotasjonshastigheter for trommelen 26 og rullene 3, 6 og 11, kan vekten pr. lengdeenhet av stangen varieres. En ytterligere men begrenset okning av vektvaria-sjonene kan oppnås ved å variere rotasjonshastigheten for rullene 3 i forhold til rullene 6, og derved forandre den prosentvise krympriing av de filamenter som går inn i stapelkutteren 13.

Omkretsluftstråler rettet mot kutteren 13 er anordnet inne i trakten 12. Trykkluft tilfores gjennom roret 16 og danner disse luftstråler samt tjener til å holde drevstrengen som luftstrålene treffer mot, under stramning mellom rullene 11 og trakten 12 hvorfra den fores inn til knivene i kutteanordningen 13. En

vifte 15 suger luft inn delvis gjennom trakten 12 og delvis gjennom en åpning 39, hvilken luft forer de kuttede fibre gjennom roret 17 som danner inngangen til viften 15. Blandingen av luft og fibre går, efter omroring av skovlene 19 for. viften 15, ut gjennom aylopet 18 og inn i en avkortet kjegleformet sikt 21 av trådduk, gjennom hvilken mesteparten, av den luft som er trukket inn gjennom åpningen 39 og trakten 12 strommer. Den koniske form sikrer, at hastigheten av luften inn i sikten ikke på en uheldig måte reduseres ved passasje av- luft gjennom siktveggene. Trådduken har åpninger på 0,12 mm . Den oyrige luft avsetter fibrene på et gjennomtrengelig bånd 22 og går derpå ut gjennom huller 23 i en del av den omgivende varmeblokk 24. Denne har en boring 25 gjennom hvilken båndet passerer.

Boringen har et tverrsnitt svarende til tverrsnittet av den onskede stang- f.eks. sirkulær. Boringen holder båndet 22 slik at det omslutter stapelfibrene i stangen 31. Varmeblokken 24 som fortrinnsvis er av metall, holder båndet rundt, fibrene

i konstant form. Hullene 23 står i forbindelse med et kammer

43 som kan være forbundet med en sugevifte gjennom et ror 44

for å bidra til å opprettholde et trykk" lavere enn atmosfærens trykk under tungen 45. Det er viktig at fibrene forblir i suspensjon inntil de moter båndet 22. Det er imidlertiduonsket at et overskudd av luft anvendes for dette oyemed, da fibrene, kan bli blåst ut i luften istedenfor å avsette seg.. En gunstig anordning a<y> fibrene fås når hullene 23 kompletteres med lignende hull i toppen av varmeblokken 24 og til venstre for tungen 45, dvs- efterat båndet er blitt brettet.tii sirkulær form. Stromningshastigheten kan reduseres ved bruk av en

demper innfort i roret 44. Den kan okes ved å sperre av en del trådduken 21 like ved inngangen 18.

Båndet som drives av trommelen 26 og ligger rundt stramme-rullene 27 og 28 samt foringsrullene 29 og 30, bærer stapelfibrene som nu holdes i form av en stang 31, gjennom varmeblokken 24, hvor de oppvarmes av damp som kommer fra en kilde, ikke vist, via roret 33. Et kammer inne i. varmeblokken 24 tjener til å fordele dampen jevnt rundt hele omkretsen av båndet som omslutter fibrene. Når båndet går fra varmeblokken inne-holder <iet den stang som er dannet av fibrene, og passerer gjennom kplerommet 36 hvor avkjoling skjer ved luft som tilfores gjennom roret 37. Dette står i forbindelse med kanaler inn i kjolerommet som fordeler luften omkring båndet som omslutter stangen. Derved oppnås kjoling og herdning av stangen, slik at ved utgangen av kjolerommet fås en fast stang. Båndet 22 blir brettet ut fra sirkulær til flat form, skilles fra stangen og går over trommelen 26. Den kontinuerlige stang 31 går til en kutteanordning 42, hvor stangen blir oppdelt i like lengder som går til et leveringsbånd 35.

Da kantene av båndet 22" når det ligger rundt det fibrose materiale ikke stoter perfekt sammen, vil fibre som presses mellom kantene danne en ribbe. For å eliminere denne ribbe, er det anordnet en ribbefjerner 41 mellom varmeblokken og kjolerommet. Denne ribbefjerner består av et smalt blad anordnet mellom kantene av båndet. Det presser mot de fibre som rager ut mellom båndets kanter og forer dem tilbake inn i selve stangen.

I denne utforelsesform er funksjonen av dampen å oppvarme celluloseacetatet og glyceryltriacetatet slik at den opplosende virk-ning av glyceryltriacetatet på celluloseacetatet påskyndes. Opplosningsmiddelet sveiser således celluloseacetatfibrene sammen. I tilfelle åv at det anvendes andre fibrose materialer eller andre bindemidler, kan oppvarmningsvirkningen av dampen påskynde sammenbindingen og bevirke smelting eller polymerisa-sjon.

Stapelkutteren 13 kan være hvilken som helst egnet anordning. Den kan f.eks. bestå av et sylindrisk ror, gjennom hvilket drevstrengen passerer, idet det rundt utlopsenden er anordnet en plan flate perpendikulært på rorets akse. En skarp kniv eller kniver festet til en roterende aksel passerer i anlegg mot denne flate for å kutte tvers over og adskille filamentene i drevstrengen når de ligger under denne flate. En anordning av dette slag kan ha ti slike kniver anordnet ved omkretsen av en sirkulær plate, slik at det utfores ti kutteoperasjoner for hver omdreining av platen om dennes sentralakse. Stapelkutteren loper med en sådan hastighet i forhold til drevstrengens hastighet at fibrene som avkuttes har samme lengde som diameteren av den stang som skal fremstilles. Lengden av fibrene kan imidlertid variere fra 3 mm til 50 mm. Kutteren er fortrinnsvis belagt på de flater som kommer i beroring med drevstrengen og med plastiseringsmidlet med et stoff som f.eks. polytetrofluoretylen for å hindre adhesjon. De innvendige flater i viften kan også være belagt.

Stenger fremstilt ifolgé oppfinnelsen er motstandsdyktige mot deformasjon, idet de kan bearbeides av kjente sigarettfilter-behandlingsanordninger uten å bli utsatt for ikke godtagbar formforandring. En papirbmhylling kan imidlertid lette visse trinn i den påfolgende anvendelse av disse stenger. Hvis en slik stang onskes, kan den fremstilles ved å forsyne plugglaveren 20 med en ytterligere trommel i likhet med trommelen. 26 og et system av tilbehor og ruller. Tilbehoret anbringes efter kjolerommet og for avkuttingen. Det anvendes for å omhylle den kontinuerlige stand 31 med papir når den kommer fra kjolerommet og vedhefte dette papir rundt stangen ved hjelp av innsvopende og klebende damp. De to bånd, dvs. båndet 22 og det bånd som passerer gjennom tilbéhoret> vil ha stort sett samme lineære hastighet, idet dog båndet 22 kan. lope litt hurtigere enn tilbehorsbåndet, slik at det hindres, brekkasje i fiberstangen når denne overfores fra kjolerommet tii tilbehoret.

Ved bruk av dette apparat kan filterstenger for sigaretter fremstilles, hvilke har et hoyere trykkfall eller storre hårdhet enn stenger av samme- vekt fremstilt ved konvensjonelle metoder. Alternativt kan stfnger med ekvivalente egenskaper fremstilles ved bruk av mindre drev enn ved tidligere prosesser. Denne for-del som skyldes en gunstigere anordning av fibrene i stangen på grunn av fibrenes avsetning, muliggjor besparelse av drev, slik dette vil ses av tabellene 1 og 2.

Andre materialer slik som fibre av papirmasse kan inngå i de fibre som kuttes av filamentene for drevstrengen ved å mate dem samtidig med -den sistnevnte inn i stapelkutteren 13, slik at de sammen blir dispergert i luften, blir valket, går inn i varmekammeret og sammenklebes til en homogen stang. I en slik utforelsesform er det anordnet en tilforselsinnretning for masse. Den ene ende av denne innretning forer til en roterende disintegrator, som f.eks. en hammermolle, hvorfra den går til stapelkuttereh 13, gjennom trakten 12 eller åpningen 39, samtidig med en drevstreng av celluloseacetat, som er blitt over-sprøytet med glyceryltriacetat. Bindevirkningen fås ved opp-varmning av celluloseacetatet og glyceryltriacetatet. Andre former for filamentstrenger slik som polypropylen, polyetylen, cellulosetriacetat, nylon eller viskose kan anvendes hvor disse stoffers spesielle fysiske eller kjemiske egenskaper er onske-lige. For sigarettfiltre er imidlertid sekundært cellulose-acetat å foretrekke. Andre bindemidler som f.eks. smeltbare harpikser og fibre kan anvendes istedenfor opplosende plastiseringsmidler. Andre plastiseringsmidler slik som trietylen-glycoldiacetat kan anvendes istedenfor glyceryltriacetat.

EKSEMPLER

Tabell 1

Utgangsmatériale 2,5 denier pr. filament 51,000 total denier sekundært celluloseacetatdrev, bindemiddel glyceryltriacetat. Eksémplene 1-6 nedenfor er ifolge oppfinnelsen. Eksemplene 7-9 refererer seg til tidligere kjente fremgangsmåter hvor drevstrengen ikke kuttes. Stangdimensjoner 7,9 mm diameter, lengde 120 mm.

Trykkfallet er den foretrukne trykkforskjell mellom endene av stangen når luft strommer gjennom den i aksial retning med bare 17.5 cc/sek. Hårdheten er diameteren av stangen i tommer

-3

x 10 efter belastning med en vekt på 1 kg.

Tabell II

Denne viser egenskapene av typiske stenger av tidligere beskaf-fenhet og stenger ifolge oppfinnelsen når anvendt som sigarettfiltre. Total mengde av faste bestanddeler av tobakksroken fastholdt i filteret ble bestemt ved å feste sigaretter som var 65 mm lange til 20 mm lange til filtre og roke dem i en automatisk rbkemaskin som tok et 35 ml drag i to sekunder hvert minutt inntil man nådde en stumplengde på 25 mm. Den prosent-sats som er vist er forholdet mellom den totale rok som frem-bringes av tobakken som ble fastholdt av filteret.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en fibros stang av et kontinuerlig filamentmateriale, fortrinnsvis av cellulose-acetat og et bindemiddel, hvilke fibre bringes til.stangform og sammenbindes innbyrdes på kontaktstedene ved hjelp av bindemiddelet, karakterisert ved ...tilføring av det kontinuerlige fibermateriale (2) med en stort sett konstant hastighet til en kutteanordning (13) hvor det kuttes til fibre av en bestemt lengde, fore nevnte fibre kontinuerlig bort til en nærbeliggende stangformeanordning (20) for eller under formningen av fibrene til en stang (31), omordne disse slik at trykkfallet eller hårdheten av stangen (31) bkes og bindemiddelet aktiveres.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, k. a r a k t e r'i sert ved at efter kutting, forés fibrene i en luftstrbm til et sted hvor de avsettes for å danne stangen (31).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, k a r a k t e r i s é" r t ved at fibrene avsettes på et luftgjennomtrengelig, ende-lost bånd (22) som på stedet for avsetningen er ombrettet til rbrform slik at lengdekantene av båndet motes og luften som:' forer fibrene med seg, passerer gjennom båndet når fibrene; avsettes på dette.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at luftstrbmmen deles i to, en hovedstrbm som transporterer alle fibrene og en sekundær strbm fri for fibre, som beveger seg på tvers av hovedstrømmen.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at luft utskilles fra strbmmen, idet tverrsnittsarealet av passasjen (21) gjennom hvilken hovedstrømmen passerer, er redusert.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at i det minste en del av luften adskilles fra fibrene ved passasje gjennom båndet (22) efterat dette er blitt brettet rundt fibrene til rorform........

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 - 6, k. a, r a k. t e r i - sert ved at en kontinuerlig strimmel av materiale dis-integreres, dispergeres i luftstrommen som transporterer fibrene og således blandes med fibre kuttet fra det kontinuerlige filamentmateriale (2).

8. Fremgangsmåte som angitt i noen av de foregående krav, karakterisert ved at lengden av fibrene som kuttes av fra det kontinuerlige filamentmateriale (2), ligger mellom 3 og 50 mm.

9. Apparat for å utfore fremgangsmåten ifolge krav 1, omfattende i rekkefolge en anordning (3,6,11) for å tilfore et kontinuerlig filamentmateriale, en stangformede anordning (20) hvori inngår en anordning (24) for aktivering av et bindemiddel, karakterisert ved at det efter.tilforselsanordningen (3,6,11) er anordnet en kutteinnretning (13) som kapper mate-rialet opp i fibre av bestemt lengde, at det efter denne kutteinnretning (13) og for den stangformede anordning (20) er anordnet en transportinnretning for fibrene.

10. Apparat som angitt i krav 9, karakterisert ved at transportanordningen omfatter en passasje (21) mellom kutte- (13) og formeanordningen (20) og med et tverrsnittsareal som er mindre ved utgangsstedet for fibrene enn ved inngangs-stedet, og at en blåseanordning (15) eller en sugeinnretning (43,44) står i forbindelse med passasjen (21) slik at der til-veiebringes en luftstrom som beveger fibrene i passasjen (21).

11. Apparat som angitt i krav 10, karakterisert ved at veggene for nevnte passasje (21) er gjennomtrengbare for luft.

12. Apparat som angitt i krav 9, 10 eller 11, karakterisert ved at det ved passasjens (21) utlop i rekkefolge er anordnet en varmeblokk (24) og en luftkjolende kappe (36) e.l., idet der gjennom disses boring (25) trekkes et luftgjennomtrengelig endelbst bånd (22) som omslutter stanen (31), hvilket trekk skjer ved én roterende trommel (26) som er montert ved utlbpet av luftkjolekappen (36).