Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Filterstäben für stabförmige Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, bei dem ein von einem Vorrat abgezogener und ausgebreiteter Filtertowstreifen entlang einer Förderstrecke gereckt, mit das Filtermaterial anlösender Auftragflüssigkeit besprüht und anschließend einer die Streifenbreite vermindernden Raffung unterzogen wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben für stabförmige Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, mit einer auf einen von einem Vorrat abgezogenen und ausgebreiteten Filtertowstreifen entlang einer Reckstrecke einwirkenden Reckeinrichtung, einer den Filtertowstreifen entlang einer Auftragstrecke mit einer das Filtermaterial anlösenden Auftragflüssigkeit besprühenden Auftrageinrichtung sowie einer die Streifenbreite des Filtertowstreifens entlang einer Raffstrecke vermindernden Raffeinrichtung.
Filter für Filterzigaretten und andere rauchbare Artikel der tabakverarbeitenden Industrie werden gewöhnlich aus einem Filtertowmaterial hergestellt, welches aus einem lockeren, gekräuselten Fasergewebe besteht. Ein bevorzugtes Material für die Herstellung von Zigarettenfiltern ist ein Filtertow aus Celluloseacetatfäden. Das Filtertowmaterial wird in Ballen geliefert und muß für die Herstellung eines Filterstrangs aufbereitet werden. Um Filter mit optimalen Eigenschaften in engen Toleranzgrenzen bei optimaler Towausbeute zu erzielen, ist es erforderlich, das Filtertowmaterial möglichst homogen aufzubereiten und im Filterstrang zu verteilen. Insbesondere wird ein möglichst geringes Filtergewicht bei optimalem, d. h. hohem Zugwiderstand angestrebt. Um diese optimalen Eigenschaften zu erreichen, ist es beispielsweise nach der US-PS 5 590 449 bekannt, das von einem Ballen abgezogene Filtertowmaterial mittels von Ausbreiterdüsen abgegebenen Luftströmen auszubreiten und dann zu recken, ehe es als flacher Filtertowstreifen den anschließend vorgesehenen Behandlungs- und Bearbeitungsschritten unterzogen, d. h. mit einem Lösungsmittel, zum Beispiel Triazetin, besprüht, seitlich gerafft, einer mit Blasluft beaufschlagten Düse und anschließend einem Trichter zugeführt wird, von dem aus der aufbereitete und verdichtete Filtertowstreifen einer Filterstrangmaschine zugeführt wird, wo er zu einem Filterstrang geformt und unter weiterer Verdichtung fortlaufend mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt wird, von dem anschließend Filterstäbe abgeschnitten werden.
Es hat sich nun gezeigt, daß trotz Ausbreitung und Streckung des Filtertowstreifens Faserverdichtungen im Filtertowstreifen erhalten bleiben können, die zur Verschlechterung der Filtereigenschaften führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch prozeßunterstützende Einwirkung auf den Filtertowstreifen auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten eine homogene Aufbereitung und Verteilung des Filtermaterials im Filterstrang zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Filtertowstreifen zumindest auf einem Streckenabschnitt der Förderstrecke einer in Förderrichtung des Filtertowstreifens fließenden Luftströmung ausgesetzt ist.
Dem jeweiligen Behandlungsstadium optimal angepaßte Verhältnisse lassen sich gemäß vorteilhaften Weiterbildungen dadurch erzielen, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung zumindest annähernd der Fördergeschwindigkeit des Filtertowstreifens entspricht, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung vorzugsweise größer oder gleich der Fördergeschwindigkeit des Filtertowstreifens ist.
Die Effektivität der vorgeschlagenen Maßnahmen läßt sich noch dadurch steigern, daß der Filtertowstreifen an seinen beiden Breitseiten von der Luftströmung begleitet wird, wobei sich zusätzlich der Vorteil ergibt, daß vom Filtertowstreifen abgelöste bzw. lose an ihm haftende Fasern restlos abgeführt werden.
Um in besonders kritischen Behandlungszonen Störeinflüsse zu minimieren bzw. zu eliminieren, wird insbesondere vorgeschlagen, daß der Filtertowstreifen während seiner Reckung und des weiteren während seiner Raffung durch die Luftströmung beaufschlagt wird.
Ihre Eigenschaft als den Filtertowstreifen begleitende sowie lose Fasern und Staub aufnehmende und abführende Luftströmung wird insbesondere in den vorgenannten Behandlungszonen nach einem weiteren Vorschlag dadurch optimiert, daß die Luftströmung jeweils durch eine am Ende eines Streckenabschnitts der Förderstrecke wirksame Absaugung erzeugt wird.
Um insbesondere nach dem Austritt aus der Reckzone eine optimale Führung des Filtertowstreifens sicherzustellen, wird vorgeschlagen, daß der Filtertowstreifen in einer sich zwischen der Reckung und Besprühung erstreckenden Entspannungszone einseitig durch die durch Druckluftzufuhr und Absaugung erzeugte Luftströmung beaufschlagt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens besteht darin, daß der Filtertowstreifen zumindest auf einem Streckenabschnitt der durch die Reckstrecke, die Auftragsstrecke und die Raffstrecke gebildeten Förderstrecke durch einen mit einer in Förderrichtung des Filtertowstreifens geführten Luftströmung beaufschlagten Windkanal hindurchgeführt ist.
Die Wirksamkeit des Windkanals im Sinne einer unterstützenden Towführung ist gemäß einer Ausgestaltung dann am besten, wenn jeweils das Ende eines durch die Luftströmung beaufschlagten Streckenabschnitts mit der Saugseite eines der Luftströmung eine annähernd gleiche oder größere Geschwindigkeit relativ zur Fördergeschwindigkeit des Filtertowstreifens erteilenden Gebläses verbunden ist.
Eine zusätzliche Effektivitätssteigerung zur Towführung und Entfernung abgelöster bzw. lose haftender Fasern vom Filtertowstreifen ist dadurch gegeben, daß das Ende des Streckenabschnitts zu beiden Breitseiten des Filtertowstreifens einen Saugluftanschluß aufweist.
Eine prozeßunterstützende Wirkung in besonders sensiblen Behandlungsphasen des Filtertowstreifens ist gemäß weiteren Ausgestaltungen dadurch möglich, daß am Ausgang der Reckeinrichtung sowie am Ausgang der Raffeinrichtung jeweils ein Saugluftanschluß vorgesehen ist.
Eine zusätzliche Möglichkeit zum Einstellen der Luftströmung ist nach einem weiteren Vorschlag dadurch gegeben, daß der Windkanal durch quer zum Filtertowstreifen einstellbare Kanalwandungen begrenzt ist.
Um in besonders kritischen Zonen eine laminare Luftströmung aufrechterhalten zu können, ist außerdem vorgesehen, daß der Windkanal ausgangsseitig durch ein die Saugluftströmung im wesentlichen um 180° umlenkendes Strömungsprofil begrenzt ist.
Eine stabile Geradeausführung des Filtertowstreifens nach Verlassen der Reckzone ist gemäß einer Weiterbildung dadurch gewährleistet, daß in einer sich zwischen der Reckeinrichtung und der Auftrageinrichtung erstreckenden Entspannungszone eine in den Windkanal einmündende Blasluftdüse und ein mit dem Windkanal verbundener Saugluftanschluß vorgesehen sind.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten den Aufbereitungsprozeß zunehmend negativ beeinflussenden Faktoren, wie Staudruck oder Luftreibung, unwirksam gemacht werden. Die den Filtertowstreifen begleitende laminare Luftströmung verhindert Luftwirbel, so daß eine störungsfreie bzw. homogene spezifische Towbehandlung in der Reckzone, der Entspannungszone und der Raffzone gewährleistet ist. Gleichzeitig dient die Luftströmung als Transportmedium zum Entfernen von abgelösten bzw. lose haftenden Towfasern. Daraus resultiert insgesamt eine deutliche, stabile Qualitätsverbesserung des Endproduktes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Hierbei zeigen:
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung ist Teil einer beispielsweise in der genannten US-PS 5 590 449 offenbarten Aufbereitungsanordnung zur Behandlung eines auf hier nicht gezeigte Weise von einem Ballen abgezogenen und vorgereckten Filtertowstreifens 1 aus Celluloseacetat.
Für die im erfindungsgemäßen Zusammenhang relevante Weiterbehandlung des Filtertowstreifens 1 sind - bezogen auf die Förderrichtung (Pfeil 2) - aufeinanderfolgend eine Reckstrecke 3, eine Auftragstrecke 4 mit zwischen der Reckstrecke 3 und der Auftragstrecke 4 zugeordneter Entspannungszone 6 sowie eine Raffstrecke 7 vorgesehen.
Eine die Reckstrecke 3 bildende Reckeinrichtung weist ein Eingangs-Walzenpaar 8 mit motorisch angetriebenen Walzen 9, 11 sowie ein Ausgangs-Walzenpaar 12 mit motorisch angetriebenen Walzen 13, 14 auf, deren Umfangsgeschwindigkeiten etwas größer sind als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 9, 11, so daß der elastische Filtertowstreifen 1 definiert gereckt wird.
Dem Walzenpaar 12 ist ein weiteres Walzenpaar 16 aus motorisch angetriebenen Walzen 17, 18 nachgeordnet, deren Umfangsgeschwindigkeiten geringer sind als diejenigen der Walzen 13, 14, so daß der Filtertowstreifen 1 sich bei seiner Förderung entsprechend Pfeil 2 leicht entspannt.
Die Walzenpaare 12 und 16 begrenzen somit die Auftragstrecke 4, in der eine Auftrageinrichtung 19 in Form einer Besprüheinrichtung 21 angeordnet ist, welche den in Richtung des Pfeils 2 transportierten Filtertowstreifen 1 von beiden Seiten mit feinen Tröpfchen eines Lösungsmittels für das Filtertowmaterial, zum Beispiel Triazetin, besprüht.
Der Auftragstrecke 4 nachgeordnet ist die Raffstrecke 7, in der der Filtertowstreifen 1 von einer motorisch angetriebenen Umlenkwalze 22 in Richtung des Pfeils 2 gefördert wird und dessen Breite durch nicht dargestellte, ebenfalls in der US-PS 5 590 449 offenbarte Raffeinrichtungen konstant verringert wird.
Auf ebenfalls nicht dargestellte, in der US-PS 5 590 449 offenbarte Weise wird der Filtertowstreifen 1 anschließend über eine Stopfdüse und einen Einlauftrichter in die eigentliche Filterstrangmaschine eingeführt.
Innerhalb der Reckstrecke 3 ist der Filtertowstreifen 1 durch einen sich zwischen den Walzenpaaren 8 und 12 zu beiden Seiten des Filtertowstreifens erstreckenden Windkanal 23 hindurchgeführt, in welchem eine parallel zum Filtertowstreifen und in dessen Förderrichtung (Pfeil 2) verlaufende Luftströmung 24 erzeugt wird, die eine annähernd gleiche oder größere Geschwindigkeit (beispielsweise in einer Größenordnung von 10 m/sek) relativ zur Fördergeschwindigkeit des Filtertowstreifens 1 (beispielsweise in einer Größenordnung von 600 m/min) aufweist. Zum Erzeugen der Luftströmung 24 ist der Windkanal 23 am Ende der Reckstrecke 3 mit einem mit der Saugseite eines Gebläses verbunden Saugluftanschluß 26 und am Eingang der Reckstrecke 3 mit einem Lufteinlaß 27 versehen. Der Windkanal 23 ist durch Kanalwandungen 28 begrenzt, die quer zur Breitseite des Filtertowstreifens 1 einstellbar sind. Außerdem ist der Windkanal 23 am auslaßseitigen Ende mit einem die Luftströmung 24 um 180° umlenkenden Strömungsprofil 29 versehen.
Gemäß den Figuren 2 und 3 ist der Filtertowstreifen 1 im Bereich der Entspannungszone 6 durch einen Windkanal 31 hindurchgeführt, in welchem er einseitig durch eine parallel geführte Luftströmung 32 beaufschlagt wird, die durch eine in den Windkanal 31 einmündende Blasluftdüse 33 und einen mit dem Windkanal 31 verbundenen Saugluftanschluß 34 erzeugt wird.
Darüber hinaus sind am Einlaß des Windkanals 31 oberseitig ein abgewinkeltes Abweiserblech 36 und unterseitig ein Leitblech 37 vorgesehen.
In der Raffstrecke 7 ist der Filtertowstreifen 1 ebenfalls durch einen Windkanal 38 hindurchgeführt, in welchem er beidseitig durch eine parallel gerichtete Luftströmung 39 beaufschlagt wird, die durch einen an die Saugseite eines Gebläses angeschlossenen Saugluftanschluß 41 und Lufteinlaß 40 erzeugt wird.
Darüber hinaus sind entlang der Raffstrecke 7 im Windkanal 38 lonisierungsstäbe 42 installiert, wie sie beispielsweise von der Firma HAUG unter der Typenbezeichnung El-RD Tandem mit dem Netzteil unter der Typenbezeichnung EN-70 vertrieben werden, und womit der Filtertowstreifen 1 von anhaftenden, für die weitere Bearbeitung nachteiligen elektrostatischen Ladungen befreit wird.
Die Wirkungsweise der laminaren Luftströmungen 24, 32, 39 im Bereich der Reckstrecke 3 bzw. der Entspannungszone 6 bzw. der Raffstrecke 7 ist derart, daß durch Verhinderung von Luftreibung bzw. Luftwirbeln der jeweilige Aufbereitungsprozeß, d. h. Reckung, Entspannung und Raffung definiert und ohne Störgrößeneinwirkung erfolgen kann, wobei diese den Prozeß unterstützenden Luftströmungen gleichzeitig als Transportmedium zur Abführung von Staub und lose haftenden bzw. abgelösten Fasern dienen. Außerdem ist eine sichere Towführung in der Entspannungszone 6 im Bereich des Übergangs von der Reckstrecke 3 zur Auftragstrecke 4 gewährleistet.