NO154292B - Fremgangsmaate og innretning for fremstilling av sigarettfilterstenger. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter og innretninger for fremstilling av sigarettfilterstenger fra kontinuerlige fibertau, ifølge kravenes innledning.

I det siste tiår har den overveldende del av sigarettfiltre i handelen omfattet langstrakte krusede fibre som er festet til hverandre ved deres kontaktpunkter med hjelp av opp-løste bindemidler. Fremgangsmåten ved fremstilling av slike filtre omfatter å fremstille et tau eller ikke tvunnet bunt med flere tusen kontinuerlige fibre, å kruse tauet, å åpne tauet for å registrere nærliggende krusninger, å løse opp tauet for å tillate etterfølgende ensartet påføring av et mykningsmiddel, å trekke tauet gjennom sonene med påføring av myk-ningsmiddelet og deretter å behandle det med mykningsmiddel be-handlede tau for å redusere dets tverrsnitt inntil det er tilnærmet lik tverrsnittet av en sigarett. Den kondenserte masse er dannet til en sammenhengende konstruksjon, spesielt ved å vikle papir rundt det og å avskjære det innpakkede tau til stenger av på forhånd fastlagt lengde og deretter å herde stengene for å utvirke binding mellom tilstøtende fibre ved deres kontaktpunkter.

På grunn av kostnaden for taukomponenten i sigarett-filteret er det ønskelig å oppnå den største mengde krust tau og dermed taumateriale pr vektenhet fibermateriale. En utbredt fremgangsmåte for å åpne tauet består i å utsette tauet, mens dette føres langs en fastlagt bane, for en differensiert gripepåvirkning mellom flere punkter som er adskilt fra hverandre på tvers av banen slik at spesielle i sideretningen adskilte seksjoner av tauet gripes i forhold til andre i sideretningen anordnede seksjoner av tauet. På denne måte fremstilles som en funksjon av den differensierte griping av tauet, en relativ omveksling av nærliggende fibre langs tauet slik at krusningene beveges ut av inngrep med hverandre. Den langsgående relative forskyvning av fibre kombineres vanligvis med en relativ forskyvning i sideretningen mellom tilstøtende fibre i tauet, slik at kombinasjonen av de to relative bevegelser av fibre frembringer en komplett åpning av tauet.

Denne differensierte gripepåvirkning oppnås ved anordningen av et par ruller før mykningskammeret, idet en rull har en glatt overflate og den annen har et spor over hele sin peri-feri. Tauet holdes under strekk bakfra ved den differensierte gripepåvirkning slik at etter frigjøring av strekket på den annen side av den differensierte gripepåvirkning, vil tauet blåses opp til et luftig bånd som deretter passerer gjennom kammeret for tilførsel av mykner, eventuelt etter ytterligere sideveis åpning av taubåndet før taubåndet mates inn til maski-nen for fremstilling av filterstenger.

En annen meget utbredt fremgangsmåte for å åpne tauet er beskrevet i US 3 099 594 hvor et kontinuerlig kruset tau mates inn i en dyse som tilføres gass med høy hastighet slik at krusningene i fibrene bringes ut av inngrep. Især trekkes i henhold til patentet, et kontinuerlig tau med flere krusede fibre, fra en forsyningspakke ved hjelp av et materullepar og passerer ved hjelp av suget fra en spredningsdyse via en egnet påføringsanordning for mykner, til en spredningsdyse. I dysen utsettes tauet for en eksplosiv ekspansjon av komprimert luft mens den befinner seg i dysen og det utblåste tau utsettes for en tåke med forstøvet mykningsvæske. Det mykgjorte tau utstø-tes fra dysen under påvirkning av den ekspanderende luftstrøm, inn i et materullepar som arbeider ved en noe lavere hastighet enn det første materullepar slik at tauet befinner seg i en avstengt stilling. Det åpnede, myknede og med hensyn til krusningene forskjøvede tau føres deretter inn i en maskin for fremstilling av filterstenger.

Mens optimal åpenhet er ønsket ved produksjonen av sigarettfilterstenger, varierer den nøyaktige verdi for den optimale åpenhet fra tauprodukt til tauprodukt. Eksempelvis vil de resulterende filterstenger produsert av en taubunt være for myke når det foreligger en lav grad med omfordeling mellom de individuelle fibre og de vil være vanskelige å vikle i første rekke for å danne stengene samt å forbinde stengene med tobakk-rør og å fremstille sigarettfiltre og som ikke fjærer etter kompresjon, f.eks. mellom fingrene eller leppene under røking) med ønsket kanalutforming for røken. Av samme grunner bør åpningsutstyret ikke arbeide så sterkt mot tauet at krusningene trekkes ut og tauet forminskes. Mens dette kunne kompanseres ved bruk av tyngre tau, ville de resulterende plugger bli så tette at det ville bli ytterst ubehagelig å trekke røk gjennom filteret, dvs. at trykkfallet ville bli for høyt. I tillegg må filterstangens røkfjerningseffektivitet opprettholdes ved et akseptabelt nivå.

En anordning for å maksimere tauforbruket, dvs. å forbedre trykkfallet pr stangvektenhet, er omtalt i US 3 050 430. I patentet omtales en fremgangsmåte hvor fibrene som tidligere er åpnet og behandlet med mykner, føres inn i et utstyr for kompaktgjøring og forming. Heller enn å benytte en mekanisk behandlig for å trekke fibrene inn i utstyret, hvor en vesentlig del av krusingen tapes, trykkes båndene med kontinuerlig åpnede krusede fibre inn a anordningen for kompaktgjøring og forming. Fibrene som mates inn på denne måte er i en noe av-slappet stilling og uten strekk slik at en relativt stor pro-sentdel av hvert fiber kan plasseres noe på kryss eller på tvers av fiberbuntens langsgående akse. For å oppnå dette resultat er en pneumatisk transport- eller fremdriftsstråle anordnet, som eksempelvis beskrevet i US 3 016 045, hensikts-messig nær tungen på et stangformingslegeme eller -utstyr. Tungen er perforert slik at luft- eller blåsefluidet som benyttes til å trykke fibermaterialet inn i tungen, vil utstø-tes radialt. Som omtalt i US 3 173 188, kan alternativt en omvendt skjerm plasseres mellom fremdriftsdysen og den perforerte tunge slik at en vesentlig del av utsugningsgassen bringes til å strømme i en retning motsatt bevegelse av fibrene eller ut gjennom små hull i den bakre vegg av skjerm- eller traktlegemet. Denne spredning av fluidum kommer i tillegg til den radiale utblåsning som foregår i det perforerte tunge-legeme.

Uavhengig av prosessen for fremstilling av filterstenger, må filterstangen ha en nominell, konstant tverrsnitts-størrelse og bør ha en ensartet masse pr lengdeenhet. Trykkfall eller motstand mot luftstrømning gjennom filterstangen bør også være konstant over lengden. Filterspissens lengde som kombineres med en sigarett for å danne sigaretter rried filtre, bør være mellom 10 og 30 mm.

Fra røkerens synspunkt er det viktig at sugekarakte-ristikkene, motstanden mot luftstrømmen gjennom gilterstangens lengde, skal være forholdsvis ensartet. Noen faktorer som påvirker motstanden mot luftstrøm langs en filterstang er fibertettheten, hvormed er ment antall fibre pr enhet tverr-snittsareal, fibrenes finhet, graden av krusing av fibrene og graden av fiberåpningen eller oppblåsingen. Noen av disse faktorer påvirker massen pr lengdeenhet fiberstang slik at variasjonene ved masse pr lengdeenhet filterstang i noen grad gjenspeiler variasjonene i motstand mot luftstrøm langs stangen. Jo høyere masse pr lengdeenhet stang, jo høyere motstand foreligger mot luftstrøm gjennom denne lengde av filterstangen.

Blant fabrikker for fremstilling av filtersigaretter foreligger det en stadig økende bestrebelse på å forbedre produktivitet og kvalitet, å redusere tap og generelt å ned-sette kostnader. Nye stangfremstillingsmaskiner med høy hastighet arbeider ved hastigheter ved 400 m/min eller mer. Tidligere fremstillingsmaskiner var generelt konstruert til

å arbeide ved hastigheter på omtrent 200 m/min. Ved arbeide med hastigheter på 400 m/min eller mer er det funnet at fremgangsmåtene med maksimalt tauforbruk av kjent type frem-bragte de foran nevnte uønskede variasjoner i taudensiteten. Variasjoner i taudensiteten som tidligere nevnt, er uønskede da motstanden som filterstangseksjonene, med slike variasjoner som gjenstår for passasjen av sigarettrøk, varierer og gir ulike sugekarakteristikker for sigarettene som slike filter-stangseksjoner er plassert i.

Det er følgelig et mål for denne oppfinnelse å frembringe en fremgangsmåte for stor hastighet for fremstilling av sigarettfilterstenger med høyt tauforbruk, dvs. trykkfall pr vektstangenhet uten fremstilling av vesentlige varisjoner i taudensiteten.

Det er et annet mål for denne oppfinnelse å frembringe en høyhastighetinnretning egnet for fremstilling av en siga-rettf ilterstang med høyt tauforbruk i betydningen trykkfall pr vekstangenhet uten å frembringe vesentlige varisjoner i taudensiteten.

Disse mål oppnås med de i kravenes anførte trekk.

Andre mål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse og krav i sammenheng med tegningene hvor figur 1 skjematisk viser en innretning egnet for utnyt-telse av den foreliggende oppfinnelse, figur 2 viser et perspektivriss av rulleanordningen benyttet ved utførelsen på figur 1, figur 3 viser et perspektivriss av den perforerte trakt benyttet ved utførelsen på figur 1, figur 4 viser et diagram hvor filterstangvekten er oppstilt i forhold til trykkfallet for sigarett-tau med fra 1,8 til 8,0 denier pr fiber, figur 5 viser et mikrofotografi forstørret 100 ganger av et tverrsnitt i lengderetningen av et område som strekker seg i filterstangen i henhold til denne oppfinnelse, figur 6 viser et mikrofotografi forstørret 100 ganger av et radialt tverrsnitt av filterstangen på figur 5, figur 7 viser et mikrofotografi forstørret 100 ganger av et snitt i lengderetningen av en kjent filterstang og figur 8 viser et mikrofotografi forstørret 100 ganger, av et radialt tverrsnitt av filterstangen på figur 7.

I henhold til denne oppfinnelse er det nå funnet at tautettheten og trykkfallvariasjonene kan minimeres ved plassering av en taustyringsanordning nedstrøms fra det siste sett med materuller som benyttes i et tauåpningssystem, nem-lig mellom materullene og stangfremstillingsanordningen ved en høyhastighetsprosess for fremstilling av sigarettfilterstenger med stor tauutnyttelse med hensyn til trykkfall pr vektstandenhet. Taustyringsanordningen tjener til å styre taubredden og retningen. Taustyringsanordningen tjener også til å styre strekket ved å påføre i det minste noe strekk til det løpende taubånd. Fortrinnsvis benyttes taustyringsanordningen i sammenheng med en stangfremstillingsanordning med en pneumatisk fremdriftsdyse anordnet oppstrøms i forhold til et utstyr i stangfremstillingsanordning, idet taustyringsanordningen er plassert for å kunne styre taubanen langs den langsgående akse i den pneumatiske fremdriftsstråle. Mellom den penumatiske fremdriftsstråle og utstyret i stangfremstillingsanordningen er det foretrukket å plassere et perforert traktlegeme som har evnen til radialt å utblåse luft fra den pneumatiske fremdriftsanordning. Traktlegemet bør ha et volum som er tilstrekkelig til å tillate tauet å bli matet så mye at det akkumuleres i en avspent stilling i trakten. Fortrinnsvis bør trakten ha en dybde som er større enn eller lik 89 mm, en inntaksdiameter på omtrent 102 mm og en uttaksdiameter på omtrent 32 mm. Fortrinnsvis er perforeringene på trakten plassert nærmest traktens uttaksende. Traktens uttaksende er innsnevret mot traktens munning. Det er underforstått at den perforerte tunge kan være perforert eller ikke perforert, uavhengig av den foreliggende oppfinnelse. Fortrinnsvis er taubredden, styreanordningen for strekk og retning enten en stang eller en fritt roterende rull. Stangen eller den fritt roterende rull er fortrinnsvis omkring 102 til 224 mm lang og især 102 mm lang og omkring 38 mm i diameter og har videre flenser i begge ender. Flensene foretrekkes for å kunne oppnå et taubånd med ønsket bredde. Fortrinnsvis fører en ring-føring taustyringsanordningen for således på forhånd å redusere båndbredden før stabiliseringen av båndbredden på stangen eller den fritt roterende rull med flenser. Det er underforstått at en fast stilling for stangen eller den fritt roterende rull foretrekkes for nøyaktig å kunne styre taubåndets retning, imidlertid kan stangen eller den fritt roterende rull være noe bevegelig, i akseretningen hvor styring av strekket er av større viktighet.

For denne oppfinnelses formål er den pneumatiske fremdriftsdyse fortrinnsvis en konisk formet konstruksjon med et større tverrsnitt ved inntaksenden enn ved uttaksenden. Dysen er slik fremstilt at den har indre og ytre koniske legemer som er forbundet for således å omslutte et kammer, idet dysen har anordninger for innføring av en gass til kammeret. Luft som innføres til kammeret unslipper ved den lille ende eller uttaksenden i dysen, idet et kontinuerlig fibertau kan beveges gjennom dysen. Dyser av denne type er omtalt i US 3 050 430 og US 3 016 945. En pneumatisk fremdrifts- eller transport-dyse som er funnet å'være spesielt egnet er modellnummer 61-0-0-DF fra Hauni-Werke Korber & Co. KG, Hamburg, BRD.

Som tidligere nevnt frembringer fremgangsmåten og innretning ved den foreliggende oppfinnelse en anordning for å minimere variasjonene i tauets tetthet ved en prosess med høy hastighet for fremstilling av sigarettfilterstenger som har stor tauutnyttelse med hensyn til trykkfall pr stangvektenhet. Ved minimering av variasjonen i tautettheten eller variasjonene i vekt, reduseres også variasjoner i trykkfall. Især er det funnet at fremgangsmåten og innretningen i foreliggende oppfinnelse vil redusere trykkfallkoeffisienten for variasjonen til mindre enn 3,0 og vektkoeffisienten for variasjonene til mindre enn omtrent 1,6 for enhver kombinasjon av vekt og trykkfall ved et gitt tau ved enhver stangfremstillingshastighet. Den statistiske analyse av den forebedring som oppnås ved bruken av innretningen og fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er basert F-fordelingen. Når prøver tas fra to uavhengige populasjoner er ved F-fordeling deres varianter ogsa uavhengig og vegge 2 og 2 er tilfeldige verdier for populasjonsvarisjonene dersom populasjonene er ubegrensede eller dersom prøvene erstattes. Dette vil si at

2 2 2

S, er en tilfeldig verdi av Co (standard avvik 1) og S£ er en tilfeldig verdi av Ca ^ (standard avvik 2). Forholdet mellom C? 2 , og d2, er lik 1,0 dersom de to varianser er like og

2 2

gjennomsnittsforholdet mellom S. og S£ er ogsa lik 1,0 dersom populasjonsvariansene er like. Dersom de to populasjoner begge er normale og har like varianser, vil forholdet mellom de to stikkprøvevariansers verdier være fordelt som F med n-^-l og n2~l friheter.

Uttrykket variasjonskoeffisient er et uttrykk for sammenligning av spredningen av to serier ved uttrykk for standardfordelingen som en prosent av serienes gjennomsnitt. Ved den foreliggende oppfinnelse er serienes gjennomsnitts

en verdi tilsvarende 66% av alle prøver. Variasjonskoeffi-sienten kan deretter defineres som den gjennomsnittlige stikk-prøvefordeling delt på den gjennomsnittlige stikkprøveverdi ganger ett hundre.

Oppfinnelsen vil lettere forstås på grunnlag av figur 1 hvor et tau 12 av kontinuerlige celluloseacetatfibre, fortrinnsvis med to til seks krusninger pr cm, et acetylinnhold på 38 til 41%, et sirkelformet eller ikke sirkelformet tverrsnitt og omtrent 20 000 til omtrent 120 000 denier, trekkes ut fra en tauballe 10 og føres over styreanordninger 14 til åpneren 16. Åpnerens 16 formål er å bringe de enkelte fibres krusninger ut av inngrep med hverandre og således frembringe et tau med forbedret ensartethet og øket volum. På tegningen er åpneren 16 en gjenget rulleåpner av den type som generelt er beskrevet i US 3 032 829 og US 3 156 016. I det vesentlige omfatter den gjengede rulleåpner to par med ruller hvor minst en rull i hvert par er drevet. Fortrinnsvis er minst en rull i hvert par utformet med en mønstret overflate, fortrinnsvis med periferiske eller skrueformede spor. Rulleparene kan imidlertid være ulike, dvs. at kun én rull i hvert par har spor. Når tauet føres gjennom rullene holdes tauets enkelte fibre på ulik måte noe som forårsaker en forflytning i lende-retningen av krusningenes relative plassering i det enkelte fibre. Det er også underforstått at andre åpnere eksempelvis de som fremstiller omplassering ved hjelp av luftturbulens eller bøyning av tauet, også er velegnet.

Etter passering gjennom åpneren 16, føres tauet 12 vanligvis gjennom en bånddyse 18 som sprer tauet ved tilfør-sel av en eller flere luftstrømmer inn i et plant bånd på omtrent 3-8 ganger dens originale bredde og forårsaker ytterligere separasjon av de enkelte fibre. En egnet bånddyse kan eksempelvis være bånddysen omtalt i US 3 226 773. Imidlertid kan andre anordninger benyttes for å oppnå separasjon av fibrene, eksempelvis utstyr som benytter elektrostatiske krefter og som er kjente og også benyttet for dette formål.

Det åpne tau passerer deretter gjennom mykningspåfør-eren 20 som behandler overflaten av de enkelte fibre med en mykningsvæske, fortrinnsvis en organisk eter som eksempelvis triacetin for å forårsake sammenbinding av fibrene. Andre egnede mykningsstoffer omfatter eksempelvis trietylsitrat, dimetyletyltalat eller dimetyleter av trietylen eller tetra-etylenglykol. På tegningene kan mykningspåføreren 20 være en sentrifugalpåfører for mykner av typen beskrevet i US 3 387 992 som er en anordning som benytter en roterende skive for påføring av mykneren. Andre påføringsanordninger som er egnet til å påføre myknere til en kontinuerlig duk omfatter myknerpåførere med børster eller sprøytemunnstykker.

Etter behandling av tauet med mykner føres tauet inn

i klemmen mellom et par fremføringsruller 21 gjennom styrelegemet 22. Styrelegemet 22 reduserer bredden av det åpnede taubånd før det føres over den fritt roterende rull 23.

Etter passering over rullen 23 passerer det åpne tau til den pneumatiske fremdriftsdyse 24 som kan være en dyse tilsvarende modellnummer 61-0-0-DF fra Hauni-Werke Korber and Co. KG, Hamburg, BRD. Den penumatiske fremdriftsdyse 24 skyver det åpne tau gjennom det perforerte traktlegeme 25 som er plassert ved tungen av påføringslegemet 26. Påføringslegemet 26 tilføres også egnet omslagspapir 27 ved hjelp av en drevet rull 28, idet både omslagspapiret 27 og tauet 12 understøttes ved hjelp av et endeløst bånd 30 som drives ved hjelp av en rull 29.

En bedre forståelse av den fritt roterende rulls geo-metri kan oppnås fra figur 2. Det kan her ses at rullen 41 har flenser 42 festet til endepartiene. Tau som passerer fra klemmen mellom et par drevne materuller 43 bringes til å komprimeres i bredden ved passasje gjennom ringføringen 44. Taubåndet passerer deretter fra ringføringen 4 4 omkring den fritt-løpende rull 41 hvor taubåndets bredde styres nøyaktig til omtrent 102 mm og retningen av taubåndets føring til anordningen for fremstilling av stengene er bestemt. Som tidligere nevnt bør taubåndet mates inn i den pneumatiske fremdriftsdyse langs den langsgående akse i dysens boring, dvs. at taubåndet bør ikke hvile på kantpartiet av inntaksåpningen på den pneumatiske fremdriftsdyse. Denne oppbygning kan tydelig ses på figur 3 hvor tauet som er kontrollert til en fastlagt bredde føres inn i den pneumatiske fremdriftsdyse 51 som har en lufttilførsels-ledning 52. Den pneumatiske fremdriftsdyse 51 er innlagt i trakten 53. Trakten 5 3 har perforeringer anordnet nær uttaksenden og er innført i tungen 54. Perforeringene i trakten 53 tillater luft fra den pneumatiske fremdriftsdyse 51 å unnslippe radialt i forhold til tauets bane som bringes inn i anordningen for forming av filterstangen. Fortrinnsvis er trakten 53 perforert ved traktens utgangsparti. Som tidligere nevnt har trakten 53 tilstrekkelig volum til at tauet akkumuleres i avspent stilling i trakten 53 uten å overfylle denne og således hugge an mot kantpartiet av trakten 53. Slik det kan ses av figur 3 er trakten 53 delvis skåret for å vist oppsamlingen av det ekstra tilførte tau 50 i trakten 53.

En videre forståelse av oppfinnelsen vil fremgå av

de følgende eksempler som viser forbedringen i variasjonene i

tauets tetthet som oppnås ved fremgangsmåten og innretningen i henhold til oppfinnelsen, ved fremstillingen av sigarettfilterstenger med høy tauutnyttelse basert på trykkfall pr stangvektenhet.

Eksempel 1:

Filterstenger ble fremstilt av 3,3 denier pr fiber, celluloseacetattau med F tverrsnitt hadde totalt 44 000 denier og det ble benyttet utførelsen vist på figur 1 med fremdriftshastigheter på 400 m/min. over en periode på 45 min. med prø-ver tatt hvert 5. min. Femogtyve stenger er utvalgt fra de foran nevnte åtte prøvepartier, hvor stengene hadde en valgt omkrets på 24,8 pluss eller minus 0,05 mm. For å kunne eliminere mulige variasjoner som kunne oppstå ved påføringen av mykner, ble slik mykner ikke påført som vist på figur 1, men tauet førtes gjennom anordningen uten tilførsel av mykner. Vekten og innkapslet trykkfall på 102 mm lange stenger ble bestemt og følgende verdier ble funnet.

Trykkfall (E AP) = 590 mm vannsøyle = 0,8911 g

d> = 15,8 <<>3 = 0,0106

Va r i ant koeffisient = 2,67 Variantkoeffisient = 1,19

Eksempel 2:

Prosessen i eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at fremdriftshastighetene ble redusert til 200 m/min. Vekt og innkapslet trykkfall for 102 mm lange stenger ble funnet å være

Trykkfall (E AP) = 607 mm vannsøyle, vekt = 0,9091 g

d = 17,7 d = 0,0144

Variantkoeffisient = 2,91 Variantkoeffisient = 1,57

Eksempel 3:

Fremgangsmåten ved eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at tauet 12 ikke ble ført gjennom ringføringen 22 og omkring den frittløpende rull 23, men ble ført direkte drivrullene 21 til den pneumatiske fremdriftsdyse 24, idet innførings-vinkelen for tauet inn i den pneumatiske fremdriftsdyse 24 ble justert for således å eliminere drag i tauet etter innføring i den pneumatiske fremdriftsdyse 24. Vekten og det innkapslede trykkfall over 102 mm lange stenger ble fastlagt og funnet å bli som følger:

Trykkfall (E £>P) = 608 mm vannsøyle, vekt = 0,9080 g

d> = 23,4 & = 0,143

Variantkoeffisient = 3,85 Variantkoeffisient = 1,56

Eksempel 4:

Fremgangsmåten ved eksempel 3 ble gjentatt bortsett fra at det ble benyttet fremdriftshastigheter på 200 m/min. Vekten og innkapslet trykkfall over 102 mm lange stenger ble bestemt og funnet som følger: Trykkfall (E AP) = 597 mm vannsøyle, vekt X = 0,8670 g

é = 24,47 d = 0,0166

Variantkoeffisient = 4,10 Variantkoeffisient = 1,91

Eksempel 5:

Fremgangsmåten ved eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at innretningen for forming av stengene ifølge US 3 173 188 ble benyttet, mens trakten eller skjermoppbygningen ble benyttet i det vesentlige som vist på figur 3 og 4. Den perforerte tunge beskrevet i US 3 173 188 ble også benyttet istedenfor en ikke perforert tunge på figur 1 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Vekt og innkapslet målt fall for 102 mm lange stenger ble funnet å være: Trykkfall (E A P) = 578 mm vannsøyle, vekt = 0,8769 g

d * 25,8 d = 0,0150

Variantkoeffisient = 4,5 Variantkoeffisient = 1,71

Eksempel 6:

Fremgangsmåten i eksempel 5 ble gjentatt bortsett fra at fremdriftshastigheten ble redusert til 200 m/min. Vekt og innkapslet trykkfall for 102 mm lange stenger ble funnet å være: Trykkfall (E & P) = 650 mm vannsøyle, vekt x = 0,9219g

d = 33,3 <<>=> = 0,02

Variantkoeffisient = 5,1 Variantkoeffisient = 2,33

Eksempel 7:

Filterstenger ble fremstilt av 3,3 denier pr fiber, celluloseacetattau med F tverrsnitt på 44 000 denier ble benyttet ved tauåpningssystemet vist på figur 2 i US 3 099 594. For imidlertid å kunne eliminere mulige variasjoner som påføres ved tilførsel av mykner ble tauåpningssystemet brukt uten mykner. Etter uttak fra materullene 7 som vist på figur 2 i US 3 099 594 ble det åpnede og omplasserte tau behandlet som vist på figur 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, dvs. tauet ble ført gjennom ringføringen 22 vist på figur 1. Stangfremstillingshastighet på 4 00 m/min. ble benyttet. Vekten og innkapslet trykkfall over 102 mm lange stenger ble bestemt og funnet å være: Trykkfall (E x\P) = 682 mm vannsøyle, vekt = 0,9557 g

= 20,8 d = 0,013

Variantkoeffisient = 3,05 Variantkoeffisient = 1,36

Eksempel 8:

Filterstenger ble fremstilt av 3,3 denier pr fiber, celluloseacetattau med F tverrsnitt med totalt 31 000 denier ble benyttet tilsvarende utførelsen vist på figur 1 ved en fremdriftshastighet på 400 m/min. Driftsbetingelsene ble justert slik at det ble oppnådd et gjennomsnittlig trykkfall på 259 mm vannsøyle og en gjennomsnittlig stangvekt på 0,631 g. Stenger som ble overvåket over en periode på 24 timer ble funnet å ha en gjennomsnittlig Filtrona hårdhet på 90,4%.

Eksempel 9:

Filterstenger ble forberedt fra 3,9 denier pr fiber, celluloseacetattau med F-tverrsnitt med 39 000 denier ble benyttet ifølge utførelsen vist på figur 1 bortsett fra at tauet 12 ikke ble ført gjennom ringføringen og omkring den frittløp-ende rull 23, men ble overført direkte fra drivrullene 21 til den pneumatiske fremdriftsdyse 24, idet innførselsvinkelen for tauet til den pneumatiske fremdriftsdyse 24 ble nøyaktig justert for å eliminere tauspenning etter innførsel i den pneumatiske fremdriftsdyse 24. Fremdriftshastigheten på 400 m/min. ble benyttet og driftsbetingelsene ble justert for å kunne oppnå et gjennomsnittlig trykkfall på 251 mm vannsøyle og en gjen nomsnittlig stangvekt på 0,6609 g. Over en 24 timers periode ble stengene funnet å ha en gjennomsnittlig filtrona hardhet på 90,3%.

Eksempel 10:

Fremgangsmåten i eksempel 8 ble gjentatt bortsett fra at disse betingelsene ble justert for å oppnå et gjennomsnittlig trykkfall på 267 mm vannsøyle og en gjennomsnittlig stangvekt på 0,6394. Stengene ble overvåket over en 24 timers periode og funnet å ha en gjennomsnittlig filtrona hårdhet på 90,4%.

Eksempel 11:

Fremgangsmåten ifølge eksempel 9 ble gjentatt bortsett fra at det ble benyttet 3,3 denier pr fiber celluloseacetattau med F-tverrsnitt og med totalt 35 000 denier. Driftsbetingelsene ble justert for å oppnå et gjennomsnittlig trykkfall på 281 mm vannsøyle og en gjennomsnittlig stangvekt på 0,6462 g. Over en 24 timers periode ble stengene funnet å ha en gjennomsnittlig filtrona hårdhet på 90,2%.

Eksempel 12:

Fremgangsmåten ved eksempel 8 ble gjentatt bortsett fra av driftsbetingelsene ble justert for å oppnå et gjennomsnittlig trykkfall på 293 mm vannsøyle og en gjennomsnittlig stangvekt på 0,6741 g. Stengene ble overvåket over en 24 timers periode og funnet å ha en gjennomsnittlig filtrona hårdhet på 92,4%.

Eksempel 13:

Fremgangsmåten i eksempel 9 ble gjentatt bortsett fra at det ble benyttet et celluloseacetattau med 4,2 denier pr fiber og et F-tverrsnitt med totalt 40 000 denier. Drifts-hastighetene ble justert for å oppnå et gjennomsnittlig trykktap på 304 mm vannsøyle og en gjennomsnittlig vekt på 0,7479 g. Over en 24 timers periode ble stengene funnet å ha en gjennom snittlig filtrona hårdhet på 94,4%.

Det fremgår tydelig av de foregående eksempler og især av eksemplene 1 til 4 at fremgangsmåten og innretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse i betydelig grad reduserer vari-antkoeffisienten for filterstangens vekt og trykktap ved driftshastigheter i området mellom 200 og 400 m/min. Eksemplene-5

og 6 viser at kjente fremgangsmåter og innretninger represen-

tert ved US 3 173 188, ved sammenlignbare driftshastigheter, ikke oppnår variantkoeffisientreduksjoner som oppnås ved fremgangsmåten og innretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Eksempel 7 viser bruken av prosessen og innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse med andre tauåpningssystemer. Eksempel 8 til 13 illustrerer forbedringen i filterstanghård-heten som oppnås ved fremgangsmåten og innretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Dette vil si at ekvivalente hård-hetsverdier oppnås ved i det vesentlig ekvivalente trykkfall ved i det vesentlige lavere stangvekter når fremgangsmåten og innretning ifølge den foreliggende oppfinnelse benyttes.

Trykkfall som omtalt i de foregående eksempler måles på følgende måte: Luft trekkes gjennom et 102 mm lang fult innkapslet filter med en konstant mengde på 105 cm^/min. og den resulterende trykkdifferanse over filteret måles ved hjelp av en vannmanometer. Resultatet måles i millimeter vannsøyle.

Sigarettfilterstangens hårdhet som omtalt i de foregående eksempler måles ved hjelp av en "filtrona" tester (fremstilt av Cigarett Components Limited) ved en prøve hvor stangen (eksempelvis en lengde på 102 mm) har en gjennomsnitts diameter (D) på omtrent 7,8 mm og komprimeres mellom to plater i instrumentet. Stangen utsettes for sammentrykning over 15 sek. ved en belastning på 200 g. som påføres motsatte sider av stangens sylindriske overflate og den gjennomsnittlige sammentrykning (A) måles, dvs. nedsettelsen av stangens diameter. Hård-heten er prøvens diameter målt ved en belastning på 300 g. og uttrykt som en prosent av den opprinnelige diameter, dvs. ved hjelp av følgende formel:

Den gjennomsnittlige verdi for hundre stangprøver som oppnås ved minimale og maksimale vektnivå definerer vekt-området og trykkfallområdet for et spesielt tau. Disse verdier er i det store og hele konstante under ekvivalente fremstill-ingsbetingelser. Tauenes forbedrede brukbarhet som et resultat av denne oppfinnelse er vist på figur 4 hvor stangvekten er innført i gram mot trykkfallet i millimeter vannsøyle. Slik det ses på figur 4 oppnås et meget utvidet område for filterstenger for tau med 1,8 til 8 denier pr fiber, idet den tynne linje representerer stengene produsert i henhold til den foreliggende oppfinnelse, mens den tykke linje representerer det samme tau fremstilt i henhold til kjent teknikk. Det skal be-merkes at sammenhengen mellom trykkfallet for hvert tau og den vekt som er nødvendig for å oppnå dette trykkfall, er mindre enn man ville anta ut fra lineær ekstrapolasjon.

En bedre forståelse av grunnen til det forbedrede område som vist på figur 4 kan oppnås ved studie av figur 5-8.

Figur 5 viser et mikrofoto forstørret 100 ganger av et tverrsnitt av en filterplugg i henhold til den foreliggende oppfinnelse, idet tverrsnittet er tatt langs pluggens langsgående akse. Stangen ble fremstilt av tau med 3,3 denier pr fiber, F-tverrsnitt totalt 39 000 denier, idet stangen ble fremstilt

i det vesentlige i henhold til fremgangsmåten omtalt i eksempel 1. Slik det kan ses på figur 5 er de enkelte fibre plassert i en retning tilnærmet på kryss, dvs. perpendikulært, til fiberbuntens langsgående akse. Figur 6 viser et mikrofoto av et radialt tverrsnitt av fiberstangen på figur 5. Slik det ses er fibrene tettpakket, noe som indikerer den økede stangvekt som foreligger ved bruk av fremgangsmåten og innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

I motsetning til fiberplasseringen i stangen på figur

4 og 6, kan en i vesentlig grad ulik plassering av fibre ses i filterpluggen i henhold til kjent teknikk, vist på figur 7

og 8. Figur 7 viser et mikrofotografi forstørret 100 ganger av et tverrsnitt gjennom pluggens langsgående akse, idet pluggen er forberedt i det vesentlige i henhold til fremgangsmåten omtalt i eksempel 3. Pluggen er fremstilt av tau med 3,3 denier pr fiber og F-tverrsnitt med totalt 39 000 denier. Slik det kan ses på figur 7 har filterstangen et minimalt antall fibre som er plassert perpendikulært til fiberbuntens langsgående akse. Slik det videre kan ses på figur 8 som er et radialt tverrsnitt av filterstangen på figur 7, er fibrene betydelig mindre tettpakket i forhold til fibrene på figur 6, som viser filterstangen fremstilt i henhold til fremgangsmåten og innretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse.

I tillegg til de visuelle ulikheter som tydelig fremgår av figur 5-8, ble stangprøvene på figur 5-8 også analysert ved bruk av "Quantimet" (analyseinnretning fremstilt av Cambridge Instrument Company, Monsey, New York) for å kunne fastlegge vinkelfordelingen av fibrenes orientering i de langs- . gående snitt. Andre stangkarakteristika som eksempelvis sam-menklumpningsfaktoren og sammenpakkingsfraksjonen ble også

målt og resultatene er vist i den etterfølgende tabell.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av sigarettfilter-elementer av kontinuerlig fibertatu (12) som er åpnet og hvor fibrene er bragt ut av inngrep med hverandre, hvor tauet ledes fra en mekanisk fremføringsanordning gjennom en gassdyse (20) til en komprimeringsanordning (54) nær dysen og hvor føringsanordninger leder gassen bort, KARAKTERISERT VED å bringe tauet i kontakt med en taustyringsanordning (22) anordnet mellom den mekaniske fremføringsanordning (24) og dysen (20), idet taustyringsanordningen (22) påfører tauet strekk og styrer tauets (12) bredde og retning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at taustyringsanordningen (22) er slik plassert at den bringer tauet (12) til å passere gjennom dysen (20) i det vesentlige langs dysens lengdeakse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED -at frigjøringsanordningen som leder gassen bort er en perforert trakt (25) anordnet mellom dysen (20) og komprimeringsanordningen (54).

4. Innretning for fremstilling av sigarettfilter-elementer av kontinuerlig fibertau som er åpnet og hvor fibrene er bragt ut av inngrep med hverandre, med en mekanisk fremføringsanordning (24) for fibre, samt en gassdyse (20) og en komprimeringsanordning (54) som har førings-anordninger for å lede gassen bort, KARAKTERISERT VED at en taustyringsanordning er anordnet mellom den mekaniske fiber-fremføringsanordning (24) og dysen (20) for styring av tauets (12) bredde og retning og som er innrettet til å påføre tauet strekk, slik at trykk- og vektvariasjoner der-ved reduseres i de ferdige filterelementer.

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at taustyringsanordningen omfatter en fritt dreibar eller faststående rull (23, 41) og et styrelegeme (22, 44).

6. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at styrelegemet (22, 44) er anordnet foran taustyringsanord-ningens rull (23, 41) slik at tauets bredde reduseres før det passerer over taustyringsanordningen.

7. Innretning ifølge krav 4-6, KARAKTERISERT VED at en perforert trakt (53) er anordnet mellom dysen (20) og komprimeringsanordningen (54) og har perforeringer i det minste ved sin uttaksende, idet trakten har tilstrekkelig volum til at tauet (12) kan akkumuleres spenningsfritt før det føres inn i komprimeringsanordningen.