Uprawniony z patentu: Celanese Corporation, Nowy Jork (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób ksztaltowania pasma z karbowanych ciaglych wlókien syntetycznych w preciki filtrujace, zwlaszcza do dymu tytoniowego oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób ksztaltowania pasma z karbowanych ciaglych wlókien syntetycznych w preciki filtrujace, zwlaszcza do dymu tytoniowego oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Znane filtry do papierosów sa wytwarzane z róznego rodzaju materialów wlóknistych. Sposród tych ma¬ terialów jednakze tylko papier i octan celulozy okazaly sie mozliwe do przyjecia w szerszym zakresie.Filtry papierowe charakteryzuja sie duza zdolnoscia filtracyjna wyrazajaca sie w skutecznosci zatrzymy¬ wania dymu, ale niekorzystnie wplywaja na smak i aromat przeplywajacego przez nie dymu. Ponadto ich zdol¬ nosc oddzielania fenolu jest znacznie nizsza niz w przypadku znanych filtrów wykonanych z octanu celulozy.Filtry papierowe maja ponadto sklonnosc do ulegania zgniataniu podczas palenia, przede wszystkim ze wzgledu na ich sklonnosc do pochlaniania wilgoci pochodzacej z dymu tytoniowego i ust palacza. Równiez scisliwosc filtrów papierowych przy okreslonym spadku cisnienia, to jest opór przeplywu powietrza przez filtr, jest zwykle wiekszy niz w filtrach z octanu celulozy.W porównaniu z filtrami papierowymi znane filtry z octanu celulozy usuwaja wszystkie wspomniane nie¬ dogodnosci i z tych powodów znajduja szersze zastosowanie, za wyjatkiem faktu, ze ich zdolnosc zatrzymywania dymu tytoniowego przy okreslonym spadku cisnienia jest stosunkowo mniejsza niz filtrów papierowych.Podstawowym celem i zadaniem wynalazku jest wyeliminowanie powyzszych niedogodnosci i opracowanie sposobu wytwarzania filtra do papierosów, posiadajacych zdolnosc pochlaniania dymu w stosunku do spadku cisnienia co najmniej dorównujaca lub nawet przekraczajaca zdolnosc pochlaniania wlasciwa filtrom papiero¬ wym.Zgodnie z wynalazkiem sposób ksztaltowania pasma z karbowanych ciaglych wlókien syntetycznych w ulepszone preciki filtrowe do dymu tytoniowego, obejmujacy stadia rozdzielania przez wzdluzne przesuwanie poszczególnych wlókien wymienionego pasma w stosunku do przyleglych wlókien, rozposcierania poprzecznego wymienionych wlókien, nakladania plastyfikatora na powierzchnie wymienionego pasma i zageszczania wymie-2 80 079 nionego pasma dla otrzymania precika filtra dymu papierosowego, polega na tym, ze wzoruje sie co najmnid? jedna powierzchnie wymienionego pasma przez przepuszczenie go po nalozeniu plastyfikatora przez zacisk miedzy para równoleglych rolek, przy czym co najmniej jedna z tych rolek posiada obwodowo lub spiralnie rowkowana powierzchnie, a predkosc posuwu rolek dostosowuje sie do predkosci powierzchniowej pasma prze¬ chodzacego przez ich zacisk. Uzyskano nieoczekiwany efekt, gdyz wbrew dotychczasowym przekonaniom, tego rodzaju rowkowanie wlókna filtracyjnego poprawia wlasciwosci filtracyjne.Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do stosowania sposobu, zawierajace, w kolejnosci, urza¬ dzenia rozdzielajace dla przesuwania wzdluznego poszczególnych wlókien pasma w stosunku do przyleglych wlókien, urzadzenia rozluzniajace dla poprzecznego rozkladania tych wlókien, urzadzenia plastyf i kujace do nanoszenia plastyfikatora na pasmo oraz urzadzenia zageszczajace pasmo w preciki filtrowe dymu tytoniowego, charakteryzujace sie tym, ze ma umieszczone pomiedzy urzadzeniami plastyfikujacymi i urzadzeniami do zagesz¬ czania, urzadzenie wytlaczajace wzory na co najmniej jednej powierzchni pasma i skladajace sie z pary równo¬ leglych rohk tworzacych pomiedzy soba granice zacisku, przy czym co najmniej jedna rolka posiada obwodowo lub spiralnie rowkowana powierzchnie, oraz tym, ze rolki te sa dostosowane do posuwu z taka sama predkoscia powierzchniowa jaka ma pasmo przechodzace przez ich zacisk. Dalsza cecha znamienna urzadzenia jest to, ze obydwie z wymienionych rolek posiadaja obwodowo lub spiralnie rowkowane powierzchnie, oraz to, ze wymie¬ nione rolki sa umocowane elastycznie dla ich przemieszczania w celu zwalniania lub ograniczania zacisku w gra¬ nicach okolo 0,5 mm.Filtr otrzymany sposobem wedlug wynalazku zawiera wzdluznie ulozone wlókna posiadajace ciagle rowki przebiegajace równolegle do wlókien.Przedmiot wynalazku jest objasniony na przykladach wykonania w powolaniu sie na zalaczony rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku, fig. 2, 3, 4 i 5— powierzchnie wytlaczajace stosowane w sposobie wedlug wynalazku, a fig. 6—produkt posredni otrzy¬ many sposobem wedlug wynalazku, w powiekszeniu 15-krotnym.W przykladzie zastosowania wynalazku, dajacym w efekcie filtr skladajacy sie z ulozonych wzdluznie wlókien posiadajacych ciagle rowki równolegle do wlókien, pasma 12 ciaglych w'ókien z octanu celulozy, posiadajace najkorzystniej od dwóch do szesciu karbów poprzecznych na jednym centymetrze dlugosci, liczbe acetylowa 38—41%, regularny lub niekolowy przekrój poprzeczny, na przyklad w ksztalcie liter I X lub Y oraz calkowity numer ciezarowy okolo 45 000 do 120 000 denier lub vviecej, odwija sie z belki 10 i przeprowadza przez elementy prowadzace 14 do rozluzniacza 16. Rozluzniacz 16 jest przeznaczony do oddzielenia karbów poszczególnych wlókien i dzieki temu otrzymuje sie pasma o wiekszej jednorodnosci i puszystosci.Przedstawiony na rysunku rozluzniacz 16 jest rozluzniaczem rolkowym. Rozluzniacz ten zawiera dwie pary rolek, przy czym przynajmniej jedna rolka jednej pary jest napedzana. Korzystnie jest, gdy przynajmniej jedna z rolek kazdej pary posiada powierzchnie uksztaltowana w postaci pierscieniowych lub srubowych row¬ ków. Pary rolek moga sie róznic miedzy soba, i tak na przyklad tylko jedna rolka jednej pary moze posiadac rowki. Gdy pasmo wlókien przechodzi poprzez rolki, poszczególne wlókna pasma sa róznie hamowane przez rolki, co powoduje przesuniecie wzdluzne wzglednego polozenia karbów poszczególnych wlókien. Nalezy zazna¬ czyc oczywiscie, ze mozna stosów?c równiez inne urzadzenia rozluzniajace, na przyklad powodujace rozdzie¬ lenie wlókien za pomoca strumieni powietrza lub przeginania pasma.Po przejsciu przez rozluzniacz 16 pasmo 12 przechodzi przez uklad dysz 18, który na skutek dzialania jednym lub wieksza iloscia strumieni powietrza powoduje rozlozenie pasma na plaska tasme o szerokosci 3—5-krotnie wiekszej niz szerokosc wyjsciowa pasma. Taki uklad dysz jest przedstawiony na przyklad w opisie patentowym USA nr 3 226 773. Do tego celu moga byc stosowane równiez inne znane srodki sluzace do rozdzielania wlókien, na przyklad urzadzenie wykorzystujace sily elektrostatyczne. Rozluznione pasmo prze¬ chodzi nastepnie przez urzadzenie 20 do nanoszenia plastyfikatora, gdzie nastepuje traktowanie pasma ciecza plastyf i kujaca w celu zlepienia wlókien, najkorzystniej estrem organicznym, np. trójacetyna. Inne odpowiednie plastyfikatory stanowia np. cytrynian dwumetylowy, ftalan dwumetylo-etylowy, eter dwumetylowo-trójetyle- nowy lub glikol czteroetylenowy.Przedstawione na rysunku urzadzenie do nanoszenia plastyfikatora 20 jest urzadzeniem typu odsrodko¬ wego. Urzadzenie to sklada sie z obudowy, tarczy wirujacej wewnatrz tej obudowy ponizej toru plastyfikowa- nego pasma i prostopadle do tego toru, z elementów podajacych plastyfikator na wirujaca tarcze oraz z ele¬ mentów sluzacych do zawracania plastyfikatora, który nie pozostaje na pasmie. Moga byc stosowane inne urzadzenia przystosowane do nanoszenia plastyfikatora na ciagle pasmo. W urzadzeniach takich, moga byc stosowane na przyklad knoty lub dysze rozpylajace.Po naniesieniu plastyfikatora na pasmo, to ostatnie przeprowadza sie przez urzadzenie grzewcze 22 i/lub80097 3 skupiajace 24. Urzadzenie grzewcze 22 iluzy do podniesienia temperatury wlókna termoplastycznego, dzieki czernic ulatwia sie zlepianie wlókien przy sciskaniu. Urzadzenie grzewcze moze stanowic oddzielne urzadzenie lub polaczone ze zródlem ciepla rolek profilowych 26 opisanych ponizej. Urzadzenie skupiajace 24 sluzy do zmniejszania szerokosci pasma, umozliwiajac latwiejsza jego obróbke. Przepuszczenie pasma przez urzadzenie skupiajace 24 umozliwia bardziej równomierne rozprowadzenie plastyfikatora.Za urzadzeniem 20 do nanoszenia plastyfikatora lub za urzadzeniem grzewczym i/lub skupiajacym, pasmo 12 przechodzi przez pare dociskanych do siebie rolek 26, z których przynajmniej jedna ma powierzchnie profilo¬ wana. Te profilowane, np. rowkowane rolki 26 sluza do uzyskania trwalych wglebien w produkcie. Rolki te sa umieszczone poprzecznie do toru pasma, a ich osie sa wzajemnie równolegle. Zwykle jedna rolka danej pary przylega do górnej powierzchni pasma, podczas gdy druga znajduje sie po przeciwnej stronie pod pasmem.Jednakze pasmo moze przemieszczac sie w kierunku pionowym, a rolka profilowa znajduje sie z jednej strony tego pasma. Rolki 26 sa korzystnie sprezyscie dociskane do siebie lub przedzielone niewielka szczelina. Musza byc one jednak ustawione w takiej odleglosci od siebie, aby wystarczyla ona na utworzenie w pasmie przecho¬ dzacym pomiedzy nimi trwalych wglebien. Korzystnie odleglosc pomiedzy rolkami wynosi od 0 do 0,5 mm, a najkorzystniej od 0 do 0,25 mm. Odleglosc rolek bedzie oczywiscie zalezala od grubosci pasma okreslonej calkowita liczba ciezarowa wlókna i jego szerokoscia. Pasma przerabiane pomiedzy rolkami o wymienionym wyzej odstepie powinny miec grubosc od 0,1 do 2,5 mm.W celu uzyskania wlasciwych korzysci wynikajacych z wynalazku, pasmo moze byc wytlaczane powierz¬ chniami profilowymi o róznym ksztalcie. Powierzchnie te moga miec wglebienia lub ciagle wystepy. Na przyklad powierzchnia taka moze miec profil przypominajacy wafel jak to pokazano na fig. 2. Profil tern moze miec wytloczenia ciagle lub nieciagle. Profil, waflowy moze byc równiez tak usytuowany, ze krawedzie wystepów tworza pewien kat z osia wzdluzna pasma, dajac w efekcie wytloczenia na pasmie w ksztalcie rombu, jak to widac na fig. 3. Ogólnie zostalo stwierdzone, ze najkorzystniejsze wzory uksztaltowania z punktu widze¬ nia znacznego zmniejszenia wzglednego spadku cisnienia powinny miec postac rowków zasadniczo równoleglych do osi wzdluznej pasma. Te wzdluzne rowki najkorzystniej tworza prosta linie wzdluz pasma, ale równiez mozliwe sa rowki przebiegajace na przyklad zygzakowato lub sinusoidalnie, jak to pokazano na fig. 4 i 5.Korzystnie jest gdy rolki stosowane w urzadzeniu wedlug wynalazku, posiadaja rowki obwodowe lub srubowe w ilosci od 2 do 32 rowków na centymetr, a najkorzystniej od 8 do 18 rowków na centymetr. Szerokosc wystepów na rolkach powinna zwykle wynosic od 0,75—0,125 mm, a najkorzystniej 0,37 do 0,2 mm. Glebo¬ kosc rowków wynosi od 0,875 do 0,125 mm, a najkorzystniej 0,5 do 0,25 mm. Wystepy danej rolki winny zwykle miec jednakowa szerokoscjednak nie jest to konieczne. W rzeczywistosci wystepy o szerokosci stop¬ niowo zmniejszajacej sie w kierunku od srodka powierzchni profilowanej moga pomóc w uzyskaniu bardziej jednorodnej budowy filtra. Podobnie, glebokosc rowków na szerokosci pasma moze byc rózna.Sztywnosc wkladek filtracyjnych mozna zwiekszyc przez zastosowanie rowków prostokatnych lub prawie prostokatnych, poniewaz takie rowki powoduja sklonnosc materialu filtra do ugiecia przy zwijaniu, a po zwinie¬ ciu material filtra posiada samousztywniajace, trójkatne, trudne do zgniecenia kanaly. Pod okresleniem prawie prostokatne rozumie sie rowki, w których prostopadla do scianki rowka jest nachylona wzgledem osi rolki pod katem 0 do 45°, a najkorzystniej 0 do 30°. Oczywiscie w ramach wynalazku moga byc stosowane równiez rowki o innym ksztalcie na przyklad pólokraglym, trapezoidalnym lub trójkatnym.W wiekszosci przypadków stwierdzono, ze wskazane jest stosowanie podgrzewanych rolek profilowych dla uzyskania lepszego pofaldowania pasma. W wybranym przykladzie rolki profilowe posiadaja wewnatrz zródlo ciepla zasilane pradem elektrycznym, przy czym moga byc oczywiscie stosowane inne srodki grzewcze jak podgrzewane ciecze i gazy. Temperatura rolek wynosi zwykle od 25 do 225°C, a najkorzystniej 110—160°C.Obróbka taka moze byc stosowana dla zmniejszenia wymiarów poprzecznych materialu wyjsciowego lub dla poprawienia jego obrabialnosci, jednakze warunki tej obróbki winny byc tak dobrane, aby zostal zachowany wlóknisty charakter materialu.Korzystnie rolki profilowe 26 posiadaja srednice co najmniej 50 mm, a korzystniej od 100 do 200 mm.Wymiary profilowanej czesci rolek sa oczywiscie w pewnym stopniu uzaleznione od szerokosci ksztaltowanego pasma. Zwykle calkowita szerokosc czesci profilowanej, wynoszaca od 200 do 400 mm jest w zupelnosci wystar¬ czajaca dla wiekszosci przypadków. Zamiast lub w polaczeniu z wyzej wspomnianym urzadzeniem grzewczym i/lub ogrzewanymi rolkami profilowymi, mozna uzyskac dobre wyniki przez nanoszenie na pasmo podgrzewa¬ nego plastyfikatora. Równiez pozadane rezultaty mozna osiagnac przez traktowanie pasma przed jego ksztalto¬ waniem rozpuszczalnikiem, takim jak aceton, chlorek metylu lub woda. Nastepnie profilowane pasmo przechodzi4 801079 ewentualnie przez urzadzenie ksztaltujace 28, które stanowi zasadniczo powierzchnia ksztaltowa lub zakrzywio¬ na, zmniejszajaca calkowita szerokosc pasma i umozliwiajaca uzyskanie bardziej jednorodnego produktu konco¬ wego.Nastepnie pasmo kieruje sie do urzadzenia 30 wytwarzajacego preciki filtracyjne, które ksztaltuje pasmo w pret filtracyjny. Preciki otrzymywane z tego urzadzenia maja zwykle srednice 8 mm i sa dzielone na odcinki o dlugosci od 60 do 180 mm, to jest odcinki wystarczajace do wykonania 6 filtrów o dlugosci 10 do 30 mm kazdy, jesli sa one ciete w celu polaczenia z czescia papierosa zawierajaca tyton.Chociaz filtry te sa szczególnie przystosowane do papierosów, to jednak moga byc z powodzeniem uzyte w innym celu, na przyklad jako filtry w urzadzeniach klimatyzacyjnych lub do oczyszczania gazów przemyslo¬ wych. Profilowane pasmo moze byc uzyte jako przekladki i wszedzie tam gdzie potrzebne jest tworzywo o spoi¬ stej budowie.Jak juz wspomniano, przy uzyciu dotychczas stosowanych filtrów z octanu celulozy mozna uzyskac tylko .ograniczona skutecznosc usuwania dymu. Ta ograniczona skutecznosc usuwania dymu jest spowodowana przede wszystkim spadkiem cisnienia. To znaczy, ze spadek cisnienia ogranicza ilosc materialu zatrzymywanego przez filtr papierosowy. Pomiedzy skutecznoscia usuwania dymu a powierzchnia czynna materialu stosowanego na filtr istnieje zaleznosc liniowa. Poniewaz powierzchnia wlasciwa materialu odnosi sie do jego ciezaru skutecznosc usuwania dymu jest z koniecznosci ograniczona.Zgodnie z wynalazkiem, mozliwe jest uzycie wiekszej ilosci pod wzgledem wagowym materialu filtracyj¬ nego, niz to bylo mozliwe dotychczas, przy zachowaniu dopuszczalnego spadku cisnienia i dzieki temu jest mozliwe zwiekszenie skutecznosci usuwania dymu. Dla zobrazowania tej róznicy, dotychczas stosowane filtry o dlugosci 20 mm i srednicy 8 mm zawieraly od 0,12 do 0,14 gramów materialu filtracyjnego przy spadku cisnienia od 20 do 90 mm H2 O, czyli na poziomie dopuszczalnym. W porównaniu do tych filtrów, przy pomocy filtra wedlug wynalazku, mozna uzyskac spadek cisnienia w tym samym zakresie stosujac do 0,30 gramów octanu celulozy lub nawet wiecej. Tak wiec zamiast skutecznosci pochlaniania dymu zawierajacej sie w zakresie 25 do 55% przy znanych filtrach, przy zastosowaniu filtra wedlug wynalazku mozna uzyskac skutecznosc usuwania dymu rzedu 65% lub wiecej stosujac pasma o konwencjonalnej liczbie ciezarowej, wlókna. Mozna nawet uzyskac dalsza poprawe stosujac wlókno o nizszej liczbie ciezarowej niz dotychczas.Dla uzyskania maksymalnej zdolnosci filtracyjnej danego filtra wykonanego wedlug wynalazku nalezy odpowiednio dobierac cztery zmienne: liczbe ciezarowa pojedynczego wlókna, ciezar ustnika, gestosc pasma i czestotliwosc pofaldowan.Rozwazajac te parametry przy okresleniu pewnych granicznych ich wartosci mozna uzyskac filtry o- spad* ku cisnienia mieszczacym sie w wyzej podanych granicach. Nalezy zdac sobie sprawe z tego, ze pewne parametry beda w pewnym stopniu wzrastac przy wytwarzaniu filtrów, majacych spadek cisnienia lezacy poza podanymi granicami, na przyklad filtry do gazów przemyslowych.Ogólnie zostalo stwierdzone, ze zdolnosc filtracyjna wzrasta proporcjonalnie do zmniejszania liczby cieza- rowej wlókna. To znaczy, ze zmniejszenie liczby ciezarowej poszczególnych wlókien zwieksza powierzchnie wlasciwa materialu wlóknistego, a zatem poprawia jego zdolnosc filtracyjna. Korzystna liczba ciezarowa wlókna do filtru wedlug wynalazku zawiera sie w granicach 0,1 do 5, najkorzystniej powyzej 3. Jednakze filtry mozna wytwarzac z wlókien o liczbie ciezarowej do 16.Ciezar ustnika jest oczywiscie zalezny od calkowitej liczby ciezarowej wlókna w pasmie uzytym do wy* robu filtrów. Zwykle pasma stosowane w sposobie wedlug wynalazku posiadaja calkowita liczbe ciezarowa wlókna w granicach od 35 000 do 200 000 lub wiecej, a najkorzystniej od okolo 60 000 do 120 000. Filtry o standartowych wymiarach, to jest o dlugosci 20 mm i srednicy 8 mm wykonane z pasma o takiej liczbie cieza¬ rowej beda zwykle mialy ciezar od 0,14 do 0,34 grama, a przy zastosowaniu najkorzystniejszej wartosci liczby ciezarowej od 0,19 do 0,32 grama.Gestosc pasma jest równiez powaznym czynnikiem, który nalezy brac pod uwage przy polepszaniu zdoP nosci filtracyjnej karbowanych filtrów. Wieksza gestosc pozwala na zatrzymanie przez filtr wiekszej ilosci zanie¬ czyszczen przy danym spadku cisnienia, ale korzysc ta jest w pewnym stopniu zrównowazona przez zmniejszeni* calkowitej powierzchni filtra na skutek takiego zageszczenia. Biorac pod uwage te czynniki, gestosc pasma wynosi od okolo 25 do 175 g/m2, a najkorzystniej 50 do 125 g/m2. Gestosc pasma jest tutaj okreslana tak samo jak gramatura papieru w przemysle papierniczym, czyli jest wyrazona ciezarem jednostki miary powierzchni arkusza.Czestotliwosc pofaldowan wyraza sie iloscia wystepów na centymetr kwadratowy i równiez wplywa na skutecznosc usuwania dymu przez filtr. Czestotliwosc pofaldowania pasma wynosi zwykle 2 do 36 wystepów na centymetr. Stosowane profilowanie powierzchni pasma jest dobierane pod wzgledem optymalnej czestosci pa-80079 5 faldowan. Dla profilu uznanego za najkorzystniejszy to znaczy z wzdluznymi rowkami czestosc pofaldowan odpowiada ilosci rowków w uprzednio opisanych rolkach profilowych.Jest oczywiste, ze powyzsze parametry sa w pewnym stopniu wzajemnie od siebie zalezne. Na przyklad mniejsza liczba ciezarowa wlókna daje lepsza zdolnosc filtracyjna przy zachowaniu takiej samej gramatury arkusza. Z drugiej strony mozna zachowac jako stala liczbe ciezarowa wlókna, a zwiekszac gramature arkusza i dzieki temu równiez poprawiac zdolnosc filtracyjna.Ponizsze przyklady w sposób jeszcze bardziej szczególowy objasniaja istote rozwiazania wedlug przed¬ miotu zgloszenia.Przyklady I—VI. Pokarbowane pasmo ciaglych wlókien z octanu celulozy o liczbie ciezarowej wlókna 3,3, przekroju w ksztalcie litery Y i o calkowitej liczbie ciezarowej 48 000 odwinieto z beli i poddano rozluznianiu na ro^luzniarce walkowej opisanej powyzej. Próbki rozluznionego pasma o dlugosci okolo 1 metra zostaly ulozone na stole, a nastepnie poddane plastyfikacji trójacetyna rozpylana z recznego rozpylacza w ilosci 7% w stosunku do wagi pasma. Poddana plastyfikacji próbka zostala zlozona dla uzyskania pasma o gramaturze 58 g/m2. Pasmo to zostalo poddane pofaldowaniu przez sprasowanie go w krótkim czasie pomiedzy dwiema nagrzanymi plytami rowkowanymi o rozmiarach okolo 80 x 160 mm, z rowkami w ilosci 4 na centymetr. Rowki mialy szerokosc 1,6 mm i glebokosc 1,5 mm. Uzyskany arkusz zostal zwiniety w rolke owiniety znana opaska filtrowa i pociety na odcinki o dlugosci 20 mm. Otrzymane 20 mm ustniki o ciezarze po 0,197 gramów wykazy¬ waly spadek cisnienia 68 mm H2 O mierzony przy przepuszczaniu powietrza przez filtr z predkoscia 18cm3/sek.Polaczone nastepnie z papierosami wypalonymi mechanicznie na urzadzeniu zasysajacym po 35 ml co 2 sekundy w cyklu trwajacym 60 sekund zatrzymaly 51,9% stalych skladników dymu. Inne ustniki wykonano podobnie i wyniki otrzymane porównano (tabela 1) z danymi uzyskanymi przy dotychczasowych filtrach z octanu celu¬ lozy.Tabe I a 1 Przyklad 1 • 2 3 4 ' 5 6 - DFPx/ 3.3 3,3 2,4 2,4 1.6 1,6 Gestosc arkusza 58 94 81 119 70 137 Ilosc rowków 10 13 13 20 30 20 Tempera* tura plyty 220°C 11 li ii ii ii Ciezar ustnika 0,197 0,176 0,191 0,237 0,258 0,313 Spadek cisnienia 68 74 71 63 63 59 Skutecznosc pochlaniania dymu Znane filtry z octanu celulozy 48,8 50,1 50,4 48,7 50.5 49,7 Badane próbki 51,9 53,4 53,5 53,5 56,6 64,8 x/ DFP — liczba ciezarowa pojedynczego wlókna Przyklad VII. Pokarbowane pasmo ciaglych wlókien z octanu celulozy o liczbie ciezarowej pojedyn¬ czych wlókien 2,3, przekroju poprzecznym w ksztalcie litery V oraz o calkowitej liczbie ciezarowej 99 000 odwijano z beli i podawano na rozluzniarke walkowa. Pasmo wlókna rozluznione na rozluzniarce przeprowa¬ dzono przez uklad dysz rozscielajacych pasmo, a nastepnie przez uklad ciaglego nanoszenia plastyfikatora.Poddane plastyfikacji pasmo po przejsciu przez napedzany chwytak podajacy doprowadzono do pary rolek profilowych. Zmiekczone pasmo wlókien zostalo przeksztalcone z pasma ciaglych, wzdluznie ulozonych wlókien zasadniczo nie spojonych ze soba w spoisty, pofaldowany arkusz powstaly po przejsciu przez sciskajace rolki profilowe o srednicy 100 mm i okolo 400 mm dlugosci oraz o 12 rowkach na centymetr. Szerokosc row¬ ków okolo 0,37 mm, ich glebokosc okolo 0,41 mm, a kat zawarty pomiedzy sciankami rowków -30°. Rolki podgrzano do temperatury 130°C na ich powierzchni i dociskane byly do przechodzacego pomiedzy nimi pasma z sila 7 kG/cm2. Pofaldowane w sposób ciagly pasmo o gestosci 75 g/m2 przeprowadzono przez zwezajaca sie prowadnice do maszyny formujacej preciki filtrowe i wykonano z tego pasma preciki. Pojedyncze filtry odlu-6 80079 gosci 20 mm i srednicy 8 mm wazyly po 0,257 gramów oraz wykazywaly spadek cisnienia 67 mm H20 i skutecz¬ nosc pochlaniania dymu rzedu 57,9%. Stosowany dotychczas filtr o porównywalnym spadku cisnienia posiadal skutecznosc pochlaniania dymu wynoszaca 49,9%.Chociaz powyzszy opis dotyczy tylko wytwarzcnia filtrów z jednego rodzaju materialu, to jest z octanu celulozy, to jednak mozliwe jest wytwarzanie zadowalajaco lepszych filtrów przez wprowadzenie jednego lub kilku innych materialów filtracyjnych do pasma przed jego profilowaniem/Takie materialy moze stanowic wegiel, zel krzemionkowy i inne materialy o duzej powierzchni pochlaniania, jak ziarnisty poliuretan, platki z octanu celulozy, papka drzewna, trociny, dodatki ciekle i inne substancje absorbujace gaz lub absorbenty selektywne. Ogólnie biorac materialy te mozna stosowac w ilosci do 20% w stosunku do wagi filtra, a najkorzyst¬ niej w ilosci 5 do 10%. Oczywiscie do utworzenia filtra obudowie wyzej opisanej mozna stosowac pasma z jednego lub kilku róznych materialów filtracyjnych, wlóknistych.Filtry wykonane powyzszym sposobem moga byc stosowane jako jedyne elementy filtracyjne do papie* rosów ale mozliwe jest równiez stosowanie ich jako czesci filtrów podwójnych lub wielokrotnych. W zwiazku z tym filtry te nadaja sie szczególnie do stosowania w polaczeniu ze znanymi filtrami papierowymi i wykona¬ nymi z octanu celulozy.Zgodnie z wynalazkiem mozna równiez otrzymac filtry o zadowalajacych wlasnosciach przez wytlaczanie profilowana powierzchnia pasm z innych tworzyw termoplastycznych. Na przyklad pasmo z wlókien poliolefino wych moze byc równiez poddane obróbce rowkowania wedlug wynalazku celem uzyskania produktu, z którego mozna wykonac filtr wedlug wynalazku. Pasma z nieciaglych wlókien pozbawione polaczen pomiedzy posz¬ czególnymi wlóknami przed ich pofaldowaniem moga byc równiez poddawane obróbce wedlug wynalazku, na przyklad zgrzeblony niedoprzed wlókien sztucznych. Tworzywa termoplastyczne przewidziane do przeróbki na filtry sposobem wedlug wynalazku obejmuja estry celulozy wraz z estrami kwasu karboksylowego zawierajacymi 2—4 atomów wegla, poliestry takie jak polietylen tereftalowy, poliamidy takie jak nylon, wlókna akrylowe zwlaszcza zawierajace co najmniej 85% akrylonitrylu, poiioiefiny takie jak polipropylen, polietylen, poli-3-mety- lobutylen lub poli*4-rnety!openten. Poliacetale, zwlaszcza zawierajace co najmniej 75% w stosunku molowym grup metoksylowych, kopolimery oraz mieszaniny wymienionych poprzednio w postaci wlókien.Jak wspomniano skutecznosc usuwania dymu przez filtr przy danym spadku cisnienia jest wprost propor¬ cjonalna do powierzchni czynnej materialu filtracyjnego znajdujacego sie w filtrze. Znane filtry z octanu celulozy wykazujace dopuszczalny spadek cisnienia, to jest 90 mm slupa H20 lub mniejszy, zawieraja material, którego calkowita powierzchnia czynna wynosi ponizej 500 cm2. Z drugiej strony filtr wykonany sposobem wedlug wynalazku zawiera taka ilosc materialu, ze jego powierzchnia czynna przy dopuszczalnym spadku cisnienia w zakresie od 20 do 90 mm H2 O wynosi od 550 do 1000 cm2. Przy uzyciu wlókna o nizszej liczbie ciezarowej uzyskuje sie powierzchnie czynna rzedu 750—lOOOcm2 co stanowi 150—200% wjecej niz uzyskuje sie w zna¬ nych filtrach przy danym spadku cisnienia.Odmiennosc filtrów wedlug wynalazku wykonanych z octanu celulozy wynika wyraznie z zaleznosci po¬ miedzy skutecznoscia usuwania dymu a spadkiem cisnienia na filtrze. Zaleznosc ta zostala zilustrowana w po¬ przednich przykladach oraz przez nizej podane równania wskazujace na zaleznosc pomiedzy tymi dwoma czynnikami w zakresie spadku cisnienia od 40 do 90 mm H20 wustnikach filtrowych o dlugosci 20 mm i ob¬ wodzie 24,8 mm.-W dotychczas stosowanych filtrach z octanu - skutecznosc usuwania dymu wynosi —28,9 +0,295 P±2,6.../%/.Dla filtra z octanu celulozy wykonanego wedlug wynalazku skutecznosc usuwania dymu wynosi 40,2 + 0,295 P ± 7,7.../%/, gdzie P - spadek cisnienia.Znane filtry papierowe sa pofaldowane wzdluznie. Takie pofaldowanie stosowano w filtrach papierowych w celu uzyskania sztywnosci konstrukcyjnej filtra. W technice filtrowania zarówno w przypadku filtrów papiero¬ wych jak i w przypadku filtrów z materialów wlóknistych, istnienie wzdluznych kanalików w filtrze uznawano jako niepozadane, poniewaz zezwala to na swobodny przeplyw dymu przez filtr bez zadnych oporów. Oczywis¬ cie wzdluzne pofaldowanie tworzy szereg kanalków dla dymu. Zaskakujacym jest wiec, ze obróbka materialu wlóknistego sposobem dotychczas stosowanym do papieru w calkowicie innym celu daje w efekcie wyrób wy¬ kazujacy poprawe wlasnosci filtracyjnych, zwlaszcza ze wzgledu na to, ze taka budowa filtra byla dotychczas uwazana jako niekorzystna z punktu widzenia skutecznosci filtrowania. Podobnie, zaskakujacy jest wynik, ze taka budowa powoduje duze zmniejszenie spadku cisnienia dajac jednoczesnie stosunkowo niewielkie zmniejsze¬ nie skutecznosci oddzielania dymu.80079 7 PL