滤嘴丝束条、 滤棒成型机、 用于制造滤嘴丝束条的方法和用 于制造滤棒的方法 【技术领域】
本发明涉及一种具有权利要求 1 前序部分的特征的滤嘴丝束条、 一种滤棒成型 机、 一种用于制造滤嘴丝束条的方法和用于制造滤棒的方法。背景技术
例如由属于本申请人的 EP 0629 722 A1 已知开头所述类型的滤嘴丝束条。
为制造香烟而使用滤嘴， 所述滤嘴由卷曲变形的乙酸酸纤维素纤维的带或连续 条、 即所谓的滤嘴丝束制成。 在制造滤嘴丝束时， 在一填塞腔中使纺制的醋酸纤维素长丝卷 曲变形， 其中压制的卷曲变形结构在通过一干燥器时定型。在使滤嘴丝束处于一恒定的最 终湿度后， 按规则的图案将所述滤嘴丝束松弛地置入数米高的条筒中。然后在一压捆机中 将松散的丝束层压缩成滤嘴丝束捆包并最终包装， 所述滤嘴丝束捆包准备好进一步加工成 滤嘴。 对滤嘴丝束制造过程的详细说明在文章 “CA Filter Tow fürCigarette Filter， Paul Rustemeyer， Macromolecular Symposia 208(2004)， 267-291” 中公开。
在一滤棒成型机上将滤嘴丝束加工成滤棒， 在该滤棒成型机上使滤嘴在一制备件 中尽可能强烈地膨胀， 以产生其最大填充力， 然后使滤嘴丝束结合成将来的滤嘴的形状并 用纸包裹。为了使滤嘴丝束膨胀， 借助利用压力空气运行的扩散喷嘴使其相互分离并通过 一带螺旋或螺纹表面的拉伸辊系统对其进行拉伸。然后， 将扩散的滤嘴丝束输入一三醋 精 - 喷箱 (Sprühkasten)， 在该喷箱中使乙酸纤维素表面溶解并具粘性。 在滤棒成型机的成 型件中将滤嘴丝束带汇集并压缩至 ( 具有 ) 将来的滤嘴棒的横截面。在此长丝粘在一起并 形成一三维的空间网络结构， 该空间网络结构具有用于进一步加工的以及用户所希望的滤 嘴硬度。
为了提高生产率例如由同样属于本申请人的 DE 43 20 317 已知， 在双滤棒成型 机上制造滤棒， 在所述滤棒成型机中并行且同步地加工两个滤嘴丝束条。为了在两个带中 实现相同的特性， 在上述的 EP 0 629722 A1 中记载， 使用数倍宽的滤嘴丝束条， 所述滤嘴丝 束条具有预定撕开线。滤嘴丝束条沿预定撕开线可以分成具有分别相同的总纤度的单带。 由于总带或双带可分成两个单带的确定可分性， 双倍宽的滤嘴丝束条也称为双丝束 (Twin Tow)。为了分开数倍宽的滤嘴丝束条在 EP 0 629 722 A1 中公开了， 在纵向上给带加载一 使带分成两个或多个部分的伸展力。
对于无问题的制造滤棒以及使其保持相同的质量， 重要的是， 尽可能均匀地分开 数倍宽的滤嘴丝束条并且使分条尽可能均匀地输入双滤棒成型机中。
发明内容 因此本发明的目的是， 给出一种滤嘴丝束条、 尤其是由交联和卷曲变形的长丝组 成的双丝束， 该滤嘴丝束条允许尽可能无问题地在滤棒成型机上、 尤其是双滤棒成型机上
进行加工， 其中对于连续的生产能够尽可能均匀地实现滤嘴丝束条的分开。本发明的目的 还在于， 给出一种滤棒成型机、 尤其是双滤棒成型机， 通过它可以尽可能无阻力地分开滤嘴 丝束条， 以及给出一种用于制造滤嘴丝束条、 尤其是双丝束的方法和一种用于制造滤棒的 方法。
按照本发明所述目的在滤嘴丝束条方面通过权利要求 1 的主题来实现、 在滤棒成 型机方面通过权利要求 7 的主题来实现、 在方法方面通过权利要求 13 的主题和权利要求 19 的主题来实现。
本发明的优点是， 按照本发明的滤嘴丝束条的分开在快速运行的过程中也能够基 本上无问题地实现。 通过丝束半部沿双丝束的均匀的结合力能够有效地避免滤棒的应力波 动和由此避免质量波动。与只公开了滤嘴丝束条的纵向撕开力的 EP 0 629 722 A1 不同， 按照本发明的滤嘴丝束条通过最大的横向分开力限定， 所述横向分开力不超过 20cN， 而且 作用在约 20cm 的长度上。其优点是， 可以比按照 EP 0 629722 A1 的带更为精切地调整带 的分开性能， 由此改善带的分开特性。
在扩散喷嘴之前或者在按照本发明的滤棒成型机的扩散喷嘴之前， 使滤嘴丝束条 分成两个单个的滤嘴丝束条使得必要时能够无问题地根据现有的滤嘴丝束材料在双丝束 捆包、 即具有按照本发明的滤嘴丝束的捆包与具有标准滤嘴丝束的两个捆包 ( 如果需要 ) 之间进行更换。
本发明优选的实施例在从属权利要求中给出。 附图说明 下面通过其它细节参考示意性的附图根据几个实施例详细说明本发明。附图中 ：
图 1 以示意横向剖视图示出按照本发明的实施例的滤嘴丝束条， 滤嘴丝束条为了 测量横向分开力夹紧在夹紧钳重 ；
图 2a-2f 示出按照本发明的不同实施例的滤嘴丝束条的剖视图， 其中分条之间的 连接区域不同地设置 ； 以及
图 3a、 b、 c 示出按照本发明实施例的双滤棒成型机在分离装置区域中的局部示意 图。
具体实施方式
在图 1 中示出按照本发明的滤嘴丝束条 10 的示例， 其中这种滤嘴丝束条 10 是双 倍宽的滤嘴丝束条， 即， 所谓的由交联和卷曲变形的长丝组成的双丝束。 所述滤嘴丝束条 10 包括两个分条 12a， 12b， 它们通过具有较低交联密度的区域 11 连接。使两个分条 12a， 12b 在具有较低交联密度的区域 11 连接的长丝 13 相互间这样缠结和 / 或钩联， 使连接的长丝 13 形成交叉点 14。
在此本发明不局限于具有两个分条的滤嘴丝束条 10， 而是一般性地包括具有多个 分条、 例如三个或四个分条的多倍宽的滤嘴丝束条， 这些分条分别相应地相互连接。
按照图 1 的滤嘴丝束条 10 夹紧在一测量装置的两个夹紧钳 A 之间， 使它们这样远 地相互离开， 使得可以看到滤嘴丝束条或双丝束的两个分条 12a， 12b 和位于其间的具有低 交联密度的连接区域 11。代替夹紧钳 A 也可以使用蛤式夹具 (Kammklemme)， 尤其是用于测量叠置的分条。
在此连接区域 11 构造成， 使得分开分条所需的最大横向分开力在约 20cm 的长度 上不超过 20cN。在此最大横向分开力对应于这样的力， 该力垂直于滤嘴丝束条 10 的纵向 延伸方向， 并且在连续伸展时、 即在夹紧钳 A 连续地相互移动离开的时， 该力在横向分开力 即将重新减小并且分条即将完全分开之前出现。最大的横向分开力可以小于 20cN， 例如为 15cN、 10cN、 7cN、 5cN、 4cN、 3cN、 2cN 或 1cN。
在此最大横向分开力在 0.5cN 至小于 20cN 的范围内， 其中下限 0.5cN 可以与上述 的各上限相组合。其它可能的下限为 1cN， 1.5cN， 2cN， 2.5cN。
对于最大横向分开力可选或附加地， 可以通过在两个分条 12a， 12b 之间的连接区 域 11 中的结合的长丝 13 的数量确定滤嘴丝束条 10 的分开特性。在横向分开力的最大值 处、 即在两个分条 12a， 12b 即将完全分开之前， 如图 1 所示， 对结合的长丝 13 进行检测。在 分开两个分条 12a， 12b 或半部时使结合的长丝 13 部分地撕开和 / 或去钩联， 其中为了确定 分开特性检测在即将完全分开之前、 即在横向分开力最大值处仍交叉或连接的长丝。
为了确定结合的长丝 13 的数量将各分条 12a， 12b 的连接的或交叉的长丝分别视 为一根长丝。这意味着， 结合的长丝 13 的数量基本上等于交叉点 14 的数量。在按照图 1 的实施例中以 I 表示的连接部在夹紧钳 A 的右端部上包括两个相互缠结的长丝 13， 它们为 了确定结合的长丝 13 的数量视为一根长丝并且具有一个交叉点 14。同样的情况也适用于 连接部 II， 在该连接部中两根长丝 13 相钩联并形成一个交叉点 14。在连接部 III 处四根 长丝 13 相互连接并且形成两个交叉点 14。同时连接 III 包括两根结合的长丝 13。这意味 着， 在以最大横向分开力加载时， 在 20cm 的长度上设有最多 200 个交叉点。在 20cm 长度上 的交叉点数量的下限可以为 1 个交叉点。作为下限同样可以是 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10 个交 叉点。
根据制造方法， 长丝 13 可以只是缠结， 即， 使各单个长丝 13 形成网眼或回环， 它们 相互嵌接并且形成连接。或者长丝 13 也可以只是钩联， 其中一个连接的长丝对的至少一根 长丝形成一个自由端部并且嵌接到一个网眼或回环中或者嵌接到另一长丝钩中。 此外也能 够实现缠结和钩联的长丝 13 的组合。 在此结合的长丝 13 形成交叉点 14， 即， 两个分条 12a， 12b 的对置的丝 13 相遇并相交叉。
在最大横向分开力方面足够的是， 用来测量滤嘴丝束条的最大横向分开力的样品 的 95％对于最大横向分开力具有在约 20cm 长度上 20cN 的上限。 这意味着， 本发明也包括这 样的滤嘴丝束条， 在这种滤嘴丝束条中最大横向分开力局部地超过上限 20cN， 只要由此不 会显著地对加工滤嘴丝束条的滤棒成型机的连续运行产生不利影响。大小为 95％的、 优选 为 99％的前面所述误差已经证实是足够的。此外已经证实有利的是， 双丝束具有一连接区 域， 该连接区域这样实现， 在 95％的双丝束样品中在两个丝束半部或分条的 20cm 的夹紧长 度上有少于 50 个的横向钩联或横向缠结的长丝相连。此外 99％的双丝束样品在分条 12a， 12b20cm 的夹紧长度上具有少于 100 个横向钩联或横向缠结的长丝。
当然， 为了测量最大横向分开力可以选择其它的、 例如比 20cm 长的滤嘴丝束条段 的基准长度。对于更长基准段， 最大横向分开力相应地增加。
与在纵向伸展或纵向伸展力方面优化的滤嘴丝束条不同， 按照本发明的实施例的 滤嘴丝束条在连接区域、 即在小或低交联密度的区域 11 中在横向分开力方面优化。由此实现分条 12a， 12b 更好且更可靠的分开， 因为优化的参数、 即横向分开力与横向于滤嘴丝束 条 10 纵向延伸的分开方向相关联。
为了测量双丝束的与质量相关的参数， 使用具有夹紧装置的力 - 伸长测量仪， 这 些夹紧装置具有 20cm 夹紧长度的夹紧钳对。为了测量横向分开力， 将一段 20cm 长的滤嘴 丝束在纵向以滤嘴丝束边缘夹紧在夹紧钳对中。力 - 伸长测量仪中的夹紧钳 A 缓慢地相互 离开， 由此首先拉伸双丝束。测量为此所需的力。丝束条交叉的卷曲变形的长丝形成无纺 布式结构。在分条之间的连接区域中、 即在低交联密度的区域中打开两个双丝束半部之间 的分开接缝。所述打开的区域的特征由横向钩联或横向缠结的长丝数量描述， 长丝例如形 成交叉图案。 所述夹紧钳继续相互离开， 其中横向分开力在这样的位置经过最大值， 在该位 置将两个丝束半部保持相连的长丝最大地拉伸。 然后检测横向钩联或横向缠结的长丝的数 量。
当夹紧钳继续相互离开时， 双丝束的两个丝束半部的结合的长丝之间的钩联位置 或缠结位置被撕开并且横向分开力降低。
在图 2a-2f 中示出不同的实施例， 在这些实施例中， 滤嘴丝束条 10 的分条 12a， 12b 不同地设置。按照图 2a 分条 12a， 12b 并排地设置， 其中连接区域 11 和分条 12a， 12b 设置 在一个平面中。按照图 2a 的布置例如可以这样形成， 使两个分条 12a， 12b 共同卷曲变形， 其中这样调节连接区域 11 中的交联密度， 使得得到 20cN 的最大横向分开力。 按照图 2b-2f 使两个分条 12a， 12b 重叠， 即至少部分地或者完全重叠地设置。两 个分条的连接也可以机械地针刺或者通过利用空气射流或水射流的针刺形成。 在按照图 2b 的实施例中分条在边缘区域重叠地叠置设置。在根据图 2c 的实施例中， 分条 12a， 12b 完全 重叠地叠置设置， 其中连接的长丝 13 构成共同的中间条带。在按照图 2d 的实施例中连接 的长丝丝 13 或连接区域 11 构成边缘条带。也能够如图 2e 所示将连接的长丝 13 设置在重 叠的分条 12a， 12b 的整个宽度上。连接两个分条 12a， 12b 的另一可能性在于， 使连接的长 丝 13 在分条纵向上随机分布地设置， 如图 2f 所示的那样。
在图 3a-3c 中示出双滤棒成型机的三个实施例， 它们分别具有两个扩散喷嘴 20a， 20b。 未示出其它的通常存在的机器部件， 如拉伸装置、 喷洒装置和成形部件。 如图 3a 所示， 在两个扩散喷嘴 20a， 20b 的前面设置分开楔 23 形式的分离装置 21， 其中该分离装置 21 设 置在两个扩散喷嘴 20a， 20b 之间。在此分开楔 23 的分开棱边与滤嘴丝束条 10 的输送方向 相反， 由此通过分开棱边分开滤嘴丝束条 10。为了更好地导向， 在分开楔 23 的后面设置两 个引导环 22a， 22b， 并且在其前面设置一个导向环 24。在按照图 3a 的实施例中可以这样安 置引导环 22a， 22b， 使得它们在分条 12a， 12b 上施加法向力分量。
为了也可以使用两个扩散喷嘴 20a， 20b 作为分离装置 21， 这样设置两个扩散喷嘴 20a， 20b， 使其进入口不位于一条线上， 由此在分条 12a， 12b 上施加法向力分量 ( 图 3b)。 在 这个实施例中由于倾斜设置的扩散喷嘴 20a， 20b， 在扩散喷嘴 20a， 20b 的前面设置滤嘴丝 束条 10 的分开位置。为了增强分开效果按照图 3a 的分开楔 23 可以设置在按照图 3b 的倾 斜设置的扩散喷嘴 20a， 20b 的分开位置的区域上或内， 如图 3c 示出的那样。
所述分离装置 21 可以现场直接后置一个力测量仪 ( 未示出 )， 用于测量分开的分 条 12a， 12b 的应力。此外可以设有调节装置， 该调节装置这样起作用， 即根据分条 12a， 12b 中的应力调节各单个分条 12a， 12b 的输送速度。
在用于加工滤嘴丝束条的方法中， 这样调节在两个分条 12a， 12b 之间的连接区域 中的交联密度， 得到在约 20cm 长度上 20cN 的分条最大横向分开力或不超过这个力。 这例如 可以由此实现， 使分条并排地侧面挨侧面地设置并且共同地卷曲变形， 其中通过在卷曲变 形时分条相互间的间距控制交联密度。如果分条 12a， 12b 部分地或完全重叠地叠置设置， 所述交联密度也能够通过机械针刺或通过利用空气射流或水射流的针刺控制。
所述滤嘴丝束条 10 已经在捆包包装 / 捆包压制之前分成分条 12a， 12b， 其中独立 的分条 12a， 12b 置入不同的条筒中或者置入具有多个铺放区域的被分隔的条筒中或者置 入唯一一个条筒中。也能够将未分开的滤嘴丝束条置入条筒中并且包装成捆包。在后一种 情况下在制造滤棒时实现将滤嘴丝束条分成分条 12a， 12b， 其中分开滤嘴丝束条 10 的最大 横向分开力在 20cm 长度上不超过 20cN。为了分开滤嘴丝束条 10 优选使用双滤棒成型机， 它在扩散喷嘴之前具有分离装置， 如图 3a， 3b， 3c 中所示的那样。
在按照本发明制造的滤嘴丝束 ( 双丝束 ) 中， 已经测得在预定撕开线上、 即在交联 密度较低的区域中的分开力为 7-12cN， 在另一示例中为 2.5-4cN。这些值涉及测量的容差 范围 / 散布范围 (Streubereich) 的下限和上限。在另外的示例中已经测得最大横向分开 力为 1cN-10cN， 以及 0.5cN-5cN。在 1cN-10cN 的最大横向分开力时连接的长丝的数量或交 叉点的数量为 2-20 个。在 0.5cN-5cN 的最大横向分开力时连接的长丝的数量或交叉点的 数量为 1-10 个。上述的连接的长丝的数量值是中数 (Median)m( 样品中最多一半的观察值 具有＜ m 的值并且最多一半的观察值具有＞ m 的值 )。 由其它示例得到下面的平均最大横向分开力 / 连接的丝的数量中数的值 ： 8cN/80， 7cN/25， 2cN/4 和 4cN/8。
所述横向分开力和连接的丝的数量例如能够如上所述通过在卷曲变形机中分条 的间距的变化调整。
附图标记列表
10 滤嘴丝束条
11 具有较低交联密度的区域
12a， 12b 分条
13 长丝
14 交叉点
20a， 20b 扩散喷嘴
21 分离装置
22a， 22b 引导环
23 分开楔
24 导向环
A 夹紧钳