Przedmiotem niniejszego wynalazku jest filtr do papierosów, którego ciezar, w porównaniu z po¬ równywalnymi filtrami obecnie stosowanymi, jest mniejszy przy zachowaniu lub polepszeniu efek¬ tywnosci. W szczególnosci niniejszy wynalazek do¬ tyczy filtru wykonanego z karbikowanych, skreca¬ nych wlókien syntetycznych, w którym uzyskane w wyniku zastosowania skrecen dzialanie jest wiek¬ sze, niz to wydawalo sie mozliwe przy stosowaniu l obecnych sposobów wykonywania filtrów. Wyna¬ lazek niniejszy zapewnia równiez uzyskanie filtru znacznie twardszego niz filtry uzywane obecnie.Stwierdzone zastalo, ze jezeli syntetyczne skreca¬ ne wlókna, przeznaczane do wykonywania filtrów do papierosów, zostana poddane procesowi zgnia¬ tania cylindrycznego (osiowego), otrzymane z nich filtry moga byc lzejsize od 15°/o do 20% w porów¬ naniu ze stosowanymi obecnie. Efektywnosc usuwa¬ nia smoly, charakterystyka spadku cisnienia i inne parametry sa równie dobre lub lepsze niz te same parametry w stosowanych obecnie filtrach. Filtry nowego typu sa ponadto znacznie mocniejsze od obecnie stosowanych, nadaja sie lepiej do automa¬ tycznego wytwarzania i zapewniaja uzyskanie sil¬ niejszej koncówki papierosa, co stanowi zalete dla wielu palaczy.Mozna uzyskac trwale skrócenie wlókna podsta¬ wowego w wyniku jego pokarbikowania okreslone¬ go przez sredni kat kanbikowania. Gdyby pokarbi- kowanie nie bylo trwale, wlókna lezalyby zasad- 6153361533 niczo równolegle do stnimienia przeplywajacego przez filtr dymu, a kat 'karbikowania bylby bliski 180°. W tym przypadku! tylko mala powierzchnia Wlókien bylaby polozona prostopadle do drogi prze¬ plywu dymu, a uzalezniana od kata uderzenia dy¬ mu sprawnosc filtracji bylaby mala.Sredni kat karbikowanka wlókna w fitrze wedlug wynalazku jest znacznie; mniejszy od 180°, co za¬ pewnia wystawienie na; dzialanie dymu* znacznie wiekszej powierzchni wlókien, niz w dotychczas stosowanych filtrach. Zmniejszenie kata karbiko¬ wania W stosunku do obecnie stosowanego wynosi co najmniej 25°, zawierajac sie najlepiej w zakresie 25 do 60°. Stwierdzone zostalo, ze prze takie zmniejszenie kata karbikowania uzyskuje sie po¬ dane wyzej zmniejszenie ciezaru gotowego filtru.Dodatkowo uzyskuje sie inne, nie spodziewane uprzednio zalety, jak naj przyklad zwiekszenie wy¬ trzymalosci filtru. Uzyskuje sie to przez poddanie kaititnkowanych -wlókien syntetycznych zgniataniu cylindrycznemu, opisanemu szczególowo nizej. rPirzedmiot wynalazku jest uwidoczniony przykla¬ dowo na zalaczonych rysunkach,: na których fig. 1 przedstawia w czesciowym przekroju i w.niewiel¬ kim powiekszeniu znany filtr do papierosów, fig. 2 w czesciowym przekroju i w widoku z boku filtr wedlug wynalazku, w którym skurcz wlókien spo¬ wodowany przez karibikowanie. jest znacznie wiek¬ szy, fig. 3 schematycznie karbikowane wlókno w wi¬ doku z boku i w znacznym powiekszeniu, a fig. 4 i 5 podobne powiekszenie wiekszej ilosci wlókien, co ma na celu dalsze zilustrowanie zagadnienia zdolnosci zatrzymywania smoly z dymu.Jak pokazano na fig. 1, czescia papierosa 2 jest koncówka filtracyjna 3. Wkladka filtracyjna owi¬ nieta jest w zwykle stosowany do tego celu mate¬ rial, na przyklad papier 4. Filtr wykonany jest z ^kilku tysiecy karbikowanych wlókien 5. Nalezy jed¬ nak zauwazyc, ze aczkolwiek w miejscu oznaczo¬ nym 6 widoczny jest skurcz wlókien na skutek karfoikowania, to jednak jest on znacznie mniejszy od skurczu w filtrze wedlug wynalazku, omówio¬ nym w zwiazku z fig. 2.Na fig. 2 cyfra 8 oznaczony jest papieros, porów¬ nywalny z papierosem 2. Oslonka 9 filtru moze byc taka sama, jak w przypadku fig. 1. Róznica polega na budowie filtru 10 pomimo tego,, ze moze miec on takie same wymiary i sklad karbikowanych wlókien. Zauwaza sie na przyklad, ze wynikajace z trwalego ^karbikowania skrócenie wlókien 11 jest bairdzo duze. Wedlug niniejszego wynalazku zaleca¬ ne jest, alby sredni kat trwalego karbikowania osiagnal 100°. 0,5 Y Y X ~~ 2X ' sin a/2 = gdzie: a — kat trwalego karbikowania Y — dlugosc równowazna ciezarowi nie kar- foikowanego pasma X — dlugosc równowazna ciezarowi skróco¬ nego w wyniku karbikowania wlókna.Dla filtru o dlugosci równej L Y = TL 9 • 106 2X = W.. ¦ -\ ¦ \ .¦; ;'¦'¦* TL ,'""*" sina/2 =: —.:¦;?¦ 9 • 10fiW gdzie: L — dlugosc filtru w mm T — ogólna liczba denier pasma 9 . 108 — nim/g/ denier; W — ciezar suchego filtru wg, Z przedstawionych wyiej wzorów wynika, ze z porównania ciezarów filtrów okrecic" mozna zalez- 10 nosc wyrazajaca wielkosc! trwalego' jtokaribikowania wlókien. . | Z .podanych wyzej danych oraz z fig. 4 i 5 wi¬ doczne jest, ze przy kaae karbikowania przekra¬ czajacym znacznie 100°, jna przyklad 140° jak na fig. 4, wytworzony filtr nie bedzie tak' dobrj£ jak filtr przedstawiony na figf. 5, w którym kat ten jest równy90°. ' ii Opis ponizszy zawiera' dalsze informacje, doty- 20 czace nowej budowy filtru wedlug niniejszego wy¬ nalazku oraz sposobu jego wytwarzania. Nadajace sie do wytwarzania filtrów pasma wlókien moga byc tego samego rodzaju, co pasma stosowane obecnie do. tej jpirodukcji. Mozliwe jest równiez sto¬ sowanie pasm wlókien innych, nizej opisanych ty- 25 pów, w rodzaju na przyklad pasm rozluznionych.Aczkolwiek z calego szeregu wzgledów wyzszosc posiadaja pasma skladajace sie zasadniczo z karbi¬ kowanych ciaglych wlókien z octanu celulozy, wy¬ nalazek niniejszy umozliwia równiez stosowanie wlókien o innym skladzie, na przyklad z regene¬ rowanej celulozy, poliestrów, poliamidów, poliakry- lanów, poliolefin i podobnych, co wynika z [poniz¬ szego opisu i poszczególnych przykladów.Odpowiednie warunki zgniatania cylindrycznego 35 pasm stosowanych do wykonywania filtrów nowe¬ go typu wedlug niniejszego wynalazku, zalecane do stosowania cisnienie gazu oraz inne informacje zawarte sa nizej. iPasmo wyjmuje sie z opakowania w kierunku 40 pionowym przy zastosowaniu znanego urzadzenia formujacego, a nastepnie prowadzi sie do przepu¬ stu miedzy para rolek zasilajacych. IZwiazane pas¬ mo .przechodzi z kolei przez odpowiednie urza¬ dzenie dostarczajace do niego* plastyfikator, jesli 45 jest on wymagany, nastepnie zas przechodzi do cylindrycznej dyszy zgniatajacej. W dyszy tej pas¬ mo przechodzi przez cylindryczny otwór o sred¬ nicy 6,35 do 7,93 mm, a nastepnie zostaje do¬ prowadzone na droge idacego z boku strumienia 50 powietrza o duzej predkosci. Zalecane cisnienie stosowalnego tu powietrza jest równe 1,4 do 1,75 kG/cm2. Wlókna pasma ulegaja dokladnemu roz¬ dzieleniu w gardzieli dyszy cylindrycznej i umiesz¬ czonym dalej rozbieznym przepuscie, przy imi- 55 nimalnym wydluzeniu wzdluznym. Przy wyjs¬ ciu z dyszy rozluznione w ten sposób pas¬ mo zbiera sie w komorze, skladajacej sie ze spre¬ zynujacych pasków stalowych lub innych elemen¬ tów ograniczajacych, co zapewnia zachowanie okre- 60 slonego zageszczenia karbikowania. Szybkosc usu¬ wania pasma z komory jest scisle kontrolowana.Przy zastosowaniu opisanego tu procesu uzyskuje sie znacznie wieksze skrócenie wlókien w wyniku wytworzenia trwalego pokarbikowania, niz jest to 65 mozliwe przy stosowaniu zgniatania mechanicznego.61533 Równiez i w przypadku pasm o duzym stopniu po¬ karbikowania zastosowane zgniatanie cylindryczne nie powoduje lamania lub innych uszkodzen pas¬ ma. Uprzednio stosowane srodki mechaniczne mu¬ sialy byc stosowane w ograniczonym stopniu ze 5 wzgledu na mozliwosc zniszczenia karibików lub • szkodliwego lamania wlókien.Po zgniataniu cylindrycznym pasmo usuwa sie przy pomocy odpowiedniego walka, po ezym prze¬ chodzi ono do maszyny formujacej filtry typu sto- 10 sowanego powszechnie przy wytwarzaniu filtrów i papierosów. Wdazka zostaje teraz owinieta w od¬ powiedni material o odpowiedniej srednicy i, po zaklejeniu, cieta na odcinki odpowiednie do stoso¬ wania w papierosach.[Podane nizej przyklady pozwalaja na lepsze zro¬ zumienie zasady niniejszego wynalazku, lepiej ilu¬ strujac pewne zwiazane z nim ^ulepszenia.[Przyklad I. Do wytworzenia filtrów uzyto pasmo wlókien z octanu celulozy o wartosci 3 de- 20 nier na wlókno. Pasmo o ogólnej liczbie 84 600 de- nier poddano znanemu zgniataniu mechanicznemu, a wyniki badania wytworzonych tym znanym spo¬ sobem filtrów podano w lewej kolumnie. Równo¬ czesnie pasmo identycznych wlókien o ogólnej licz- 25 bie 53 000 denier poddano procesowi -zgniatania cy¬ lindrycznego, a wyniki badania wytworzonych fil¬ trów podano w prawej kolumnie. • Proces Proces mechaniczny cylindryczny 30 Pasmo wlókien 3-84600 3-53 000 Karbików na cm 4,33 5,13 Spadek cisnienia w fitrze mm slupa wody 328 348 Wskaznik twardosci 6,8 3,5 39 Ciezar pasma octanowego w filtrze, g 0,863 0,739 Redukcja ciezaru pasma w °/o 14,4 Kat trwalego pokarbikowania 158° 92° Pomimo znacznej obnizki ciezaru, nowy filtr we- 40 dlug niniejszego wynalazku funkcjonowal pod kaz¬ dym wzgledem równie dobrze jak filtr starego ty¬ pu, posiadajac pod niektórymi wzgledami lepsze wlasnosci. 45 Przyklad II. Podobnie jak w przykladzie I, filtry wykonywano z zastosowaniem dwóch proce¬ sów, stosujac pasmo z octanu celulozy 5 denier na wlókno. Wyniki podane sa w ponizszej tabeli: Proces Proces 50 55 mechaniczny cylindryczny Pasmo wlókien 5 — 100 000 5 - 50 000 Karbików na cm 3,55 4,72 Spadek cisnienia w filtrze mm slupa wody 380 389 Wskaznik twardosci 5,2 3,2 Ciezar pasma octanowego w filtrze, g 1,015 0,787 Redukcja ciezaru pasma w °/o 22,5 Kat trwalego pokarbikowania 160° . 80° Przyklad III. Podobnie jak w przykladzie I, filtry wykonywano z zastosowaniem dwóch proce¬ sów, stosujac pasma z octanu celulozy 8 denier na wlókno: Wyniki badan sa nastepujace: 65 Proces Proces mechaniczny cylindryczny Pasmo wlókien 8 — 80000 8^32 000 Karbików na om " 2,95 4,72 Spadek cisnienia w filtrze mm slupa wody 150 157,5 Wskaznik twardosci 5,2 «,2 Ciezar pasma octanowego w filtrze, g 0,845 0,713 Redukcja ciezaru pasma w •/• 15,6^ Kat trwalego pokanbikowania 152° 54° W podanych wyzej przykladach wszystkie filtry mialy obwód 24,8 mm przy dlugosci 90 rnm. Twar¬ dosc okreslana ibyla przez sciskanie filtru pod okre¬ slonym obciazeniem, przy czym ubytek byl mierzo¬ ny w dziesiatych czesciach milimetra. Niska war¬ tosc wsLaznika twardosci jest wskaznikiem twar¬ dego filtru. Usuwanie smoly okreslano dla 15 mm dlugosci filtru przy zastosowaniu standardowych papierosów i automatycznej maszyny do ich pale- Przyklad IV. Filtry wytwarzane byly z za¬ stosowaniem procesu zgniatania cylindrycznego, bez uzycia plastyfikatora, z zastosowaniem pasma wiskozowego 3 denier na wlókno, ogólna liczba 80 000 denier. Scislosc filtru byla wystarczajaca do produkcji papierosów pomimo nie stasowania czyn¬ nika wiazacego wlókna. Spadek cisnienia i ciezar byly porównywalne z otrzymywanymi przy stono¬ waniu pasma z octanu celulozy.Przyklad V. Filtry produkowane byly z pas¬ ma polipropylenu 3,4 denier na wlókno, ogólna licz¬ ba 50 000 denier, metoda sciskania cylindrycznego.Sredni kat trwalego pokarbikowania wynosil 68°.Rozluznienie pasma bylo zadowalajace a charafrte- rystyki filtru byly porównywalne z charakterysty¬ kami konwencjonalnych filtrów z octanu celulozy, choc nie stosowano plastyfikatora.Przyklad VI. Filtry produkowane byly meto¬ da cylindrycznego sciskania przy uzyciu baatlzp nie¬ uporzadkowanego pasma wytworzonego przez prze¬ dzenie metoda swobodnego spadku przy bardzo po¬ wolnym ciagnieniu pirzedizy rzedu 0,2. Zastosowano pasmo 4 denier na wlókno o ogólnej liczbie 33 000 denier posiadajace pozorna wartosc 50 000 denier w wyniku przypadkowego zorientowania wlókien.Filtry o scislosci przyjetej w handlu produkowane byly przez nakladanie plastyfikatora na zewnetrzne powierzchnie pasma w sposób wystarczajaco jed¬ nolity dla uzyskania wymaganego wiazania w miej¬ scach przeciecia sie wlókien. Pasmo przepuszczano nastepnie przez opisana cylindryczna dysze sciska¬ jaca.Z powyzszych przykladów wynika, ze. wynalazek niniejszy umozliwia uzyskanie filtru o ciezarze znacznie mniejszym niz ciezar filtrów produkowa¬ nych dotychczas przy zachowaniu, a nawet prze¬ kraczaniu w pewnych przypadkach, dodatnich cech znanych filtrów. Równoczesnie okazalo sie, ze moz¬ liwa jest produkcja filtrów z materialów, które nie mogly byc plastyfikowane w przyjetym tego slowa znaczeniu, lecz które posiadaja scislosc wystarcza¬ jaca dla dalszych zabiegów produkcyjnych.61533 PL