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Dokumentenidentifikation EP1389922 28.12.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001389922
Titel FILTER TOW AUS GEKRÄUSELTEN, ENDLOSEN CELLULOSEACETATFILAMENTEN
Anmelder Rhodia Actow GmbH, 79108 Freiburg, DE
Erfinder DOLLHOPF, Rüdiger, 79336 Herbolzheim, DE;
TEUFEL, Eberhard, 79194 Gundelfingen, DE;
LEUTNER, Thomas, 79336 Herbolzheim, DE;
KUNER, Dieter, 79249 Merzhausen, DE;
VOGT, Christian, 79115 Freiburg, DE
DE-Aktenzeichen 50208713
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 11.04.2002
EP-Aktenzeichen 027404664
WO-Anmeldetag 11.04.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/EP02/04063
WO-Veröffentlichungsnummer 2002087366
WO-Veröffentlichungsdatum 07.11.2002
EP-Offenlegungsdatum 25.02.2004
EP date of grant 15.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2006
IPC-Hauptklasse A24D 3/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A24D 3/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Filter Tow zur Herstellung von Zigarettenfiltern mit vergleichsweise niedriger Filtrationsleistung, deren Zugwiderstands- Retentionscharakteristik so gewählt wurde, dass ihr Einsatz in Full - Flavour Zigaretten mit einem Ventilationsgrad von mehr als 25% bei annehmbaren Zugwiderstand der Zigarette und Filtereinsatzgewicht möglich ist.

Die überwiegende Zahl der heute verwendeten Zigarettenfilter wird aus Filter Tow, welches aus endlosen Cellulose-2,5-acetat-Filamenten besteht, hergestellt. Diese Filter werden Acetatfilter genannt. Die Zigaretten, welche in der europäischen Union hergestellt und vertrieben werden, lassen sich entsprechend der Kondensatwerte im Rauch in folgenden Klassen einteilen:

  • Full ― Flavour
  • Medium
  • Light und
  • Ultra - Light - Zigaretten
Alle diese Zigaretten sind aufgrund der Höchstmengenverordnung (90/239/EEC) bezüglich der Kondensatwerte, ventiliert. Der Grad der Ventilation hängt zum einen vom Zielwert Kondensat und zum anderen von der Filtrationsleistung des eingesetzten Filters ab.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die derzeit üblichen Werte: Klasse mg Kondensat Filamenttiter % Ventilation Full Flavour <12 2,8 - 3,3dtex <25 Medium 8 - 10 ≤ 3,3dtex <35 Light 4 - 8 2,1 - 2,8dtex 30-50 Ultra - Light <4 1,7 - 8,8 >50

Die überwiegende Anzahl der heute verkaufsüblichen Produkte hat einen Durchmesser von 7,8 ± 0,2 mm mit einer Zigarettenlänge von 85 - 120 mm. Daneben gibt es noch Nischen - Produkte, die sich in ihren Konstruktionsmermalen deutlich von den meist verkauften Produkten unterscheiden. Um dieser Vielfalt an Produktanforderungen gerecht zu werden, liefert die Filter Tow Industrie eine Vielzahl unterschiedlicher Towsorten, die sich im Wesentlichen durch folgende Merkmale beschreiben lassen: Filamenttiter (dtex) 1,6 - 8,8; Gesamttiter (dtex) 17.000 - 60.000; Kräuselindex (%) 25 max. 38; Anzahl Kräuselbögen pro cm: 10 max. 20;

In der folgenden Beschreibung der Aufgabe der Erfindung wird ausschließlich auf die Klasse der Full Flavour Produkte eingegangen. Eine typische Filterzigarette der Klasse Full Flavour weist die folgenden, typischen Merkmale auf, wobei alle Angaben lediglich als Anhaltswerte aufzufassen sind. Sie dienen lediglich als Berechnungsgrundlage für die weiteren Ausführungen.

  • Längen:
    • Zigarette:    84 mm
    • Filter:    21 mm
    • Tabakstrang:    63 mm
    • Tipping:    26 mm
  • Durchmesser:
    • Filter:    7,80 mm
    • Zigarette:    7,85 mm
  • Zugwiderstand:
    • Filter:    66 mmWS
    • Tabakstrang:    50 mmWS
    • Zigarette:    100 mmWS
  • Filter Tow Spezifikation: 3,0 Y 35 (Filamenttiter: 3,33dtex; Gesamttiter: 38.900, Querschnittsform der Filamente: Y)
  • Tabakmischung: American Blend
  • Ventilation:
    • Ventilationsgrad:    20%
    • Position Ventilationszone:    11 mm vom Mundende
  • Rauchwerte:
    • Kondensat:    12 mg
    • Nikotin:    0,9 mg
    • Kohlenmonoxid (CO):    14 mg
  • Retentionen:
    • Kondensat:    42 %
    • Nikotin:   38 %
    • Kohlenmonoxid (CO):    keine

Bedingt durch eine neue Höchstmengenverordnung (2000/C 150E/03) der europäischen Union werden sich insbesondere die Full Flavour Produkte in ihren konstruktiven Merkmalen drastisch verändern müssen, da ab 1.1.04 nicht nur der Kondensatwert, sondern auch der Nikotin - und insbesondere der CO - Wert bezüglich ihres Höchstwertes reglementiert sein werden. Die Herausforderung bei der Umstellung der Produkt gemäß neuer EU Verordnung liegt darin, dass die Veränderung der Produkte so gestaltet werden muss, damit möglichst punktgenau die erlaubten Höchstmengen bei optimalem Rauchgeschmack auf die 10mg Kondensat, 1mg Nikotin und 10 mg CO pro Zigarette getroffen werden. Mit anderen Worten: Es ist in Zukunft für die Full Flavour Produkte ein 1:1 Verhältnis von CO/Teer anzustreben. Wie aus der obigen Tabelle erkennbar, liegt dieses Verhältnis in diesem Beispiel bei 1,17.

Aufgrund von Modellrechnungen, die alleine eine Veränderung der Filterventilation berücksichtigen, ist davon auszugehen, dass zur CO - Reduzierung von heute, in vorstehendem Rechenbeispiel 14 mg, auf zukünftig 10 mg pro Zigarette, eine Filterventilation von ca. 35% benötigt wird. Eine Erhöhung des Ventilationsgrades in einem sonst unveränderten Produkt führt zwangsläufig zu einer Absenkung des Zigarettenzugwiderstandes.

Optimaler Rauchgeschmack bedeutet für den Konsumenten aber, dass der Zugwiderstand der Zigarette nicht deutlich unter den heutigen Wert von ca. 100 mmWS absinken darf. Die Anhebung des Ventilationsgrades hat also zur Folge, dass sich bei Beibehaltung der anderen Filterparameter, wie Zugwiderstand, Durchmesser, Position der Ventilationszone und der Filterlänge, der Zugwiderstand der Zigarette signifikant erniedrigt. Der sich daraus ergebende Zigarettenzugwiderstand lässt sich nach folgender Gleichung, die auf einem laminaren Strömungsmodell beruht, errechnen: P V = P 0 V × P 0 P F × L V / L F dabei bedeuten:

  • PV: Zugwiderstand der ventilierten Zigarette (mm WS)
  • P0: Zugwiderstand unventilierte Zigarette: = Zugwiderstand[Filter + Tabakstrang] (mm WS)
  • PF: Filterzugwiderstand (mmWS)
  • V: Ventilationsgrad Filter (%)/100
  • LV: Abstand der Ventilationszone von der Mundseite (mm)
  • LF: Filterlänge (mm)

Der offene Zugwiderstand beträgt für die angegebene Musterzigarette bei einem Ventilationsgrad von 35% somit nur noch 88 mmWS (anstatt ursprünglich 100 mmWS). Ein solcher Abfall des Zigarettenzugwiderstandes ist für den Raucher deutlich wahrnehmbar und muss demnach zur Beibehaltung des Rauchgefühls des Verbrauchers durch eine Anhebung des Filterzugwiderstandes (in obigem Beispiel, auf ca.80 mmWS) ausgeglichen werden. Diese Anhebung des Filterzugwiderstandes führt zwangsläufig zu einer Erhöhung des CO/Teer Verhältnisses, da nur die Teer-, nicht aber die CO - Werte durch den Filterzugwiderstand beeinflußt werden (Erhöhung des Zugwiderstandes führt zu Erniedrigung der Teer - Werte).

Für zukünftige Produkte der Kategorie "Full - Flavour" müssen deshalb die Zugwiderstands - Retentionsverhältnisse neu definiert werden. Dabei muß zur Einstellung eines 1:1 CO/Teer Verhältnisses und zur Sicherstellung eines noch akzeptablen Produktes bezüglich Zugwiderstand der Zigarette das zur Herstellung der Filter verwendete Filter Tow auf diese Anforderungen abgestimmt sein. In diesem Zusammenhang lassen sich folgende Anforderungen definieren:

  1. 1. Das Filter Tow muß geeignet sein, Filter mit den heute üblichen (vorzugweise aber noch höheren) Zugwiderständen herstellen zu können.
  2. 2. Die Filtrationsleistung der aus dem erfindungsgemäßen Filter Tow hergestellten Filter muß, bei gegebenem Zugwiderstand des Filters, zur Erreichung des 1:1 CO/Teer Verhältnisses signifikant geringer sein als die heute üblichen Retentionen.
  3. 3. Der zusätzliche Materialverbrauch, der sich aus einer Anhebung der Filamenttiter ergibt, muß in Grenzen gehalten werden.
Die Retention eines Filters hängt bei gegebenem Filterdurchmesser und Länge ausschließlich vom Zugwiderstand und dem Filamenttiter ab. Eine Erhöhung des Filamenttiters und eine Absenkung des Zugwiderstandes beispielsweise führen zu einer Verminderung der Filtrationsleistung (und vice versa). Da die Zusammmenhänge sehr komplexer Natur sind, benutzt man zu Abschätzung des Ausmaßes solcher Veränderungen heute Filterberechnungsprogramme. Beispielhaft sei hier das Berechnungsprogramm Cable© (Capability Line Expert; Copyright der Rhodia Acetow GmbH 1998, Freiburg, Germany) der Firma Rhodia Acetow genannt.

Nach dem Stand der Technik wird die Retention eines Filters also durch eine Anhebung des Filamenttiters verringert. Modellrechnungen legen nahe, daß in Zukunft der Filamenttiter um mindestens 0,5 -1,5 dtex angehoben werden muß, um die Anforderungen an die Filtrationsleistung zu erfüllen. Die heute marktgängigen Filter Tow Spezifikationen (der mittlere Gesamttiter aller Spezifikationen liegt bei ca. 35 ktex) sind jedoch nicht geeignet, bei dem geforderten Mindestfilamenttiter (Retention) auch den geforderten Zugwiderstandsbereich abzudecken (Berechnungsprogramm Cable© der Rhodia Acetow GmbH). Nach dem Stand der Technik lässt sich dieses Problem bei einem Monoaceatatfilter nur durch eine gleichzeitige drastische Anhebung des Gesamttiters auf deutlich über 45.000 dtex lösen.

Solche Lösungen, wie zum Beispiel ein Filter Tow des Typs 4,5 Y 55 (s. Abb.2) nach dem Stand der Technik, würden dann zwar die Zugwiderstands - und Retentionsanforderungen erfüllen, würden aber gegenüber den heutigen Produkten einen Mehrverbrauch an Filter Tow von > 35 % zur Folge haben. FR-A-1 309 738 beschreibt ein Faser bündel bestehend aus mehr als 5000 Filamenten. Der Filamenttiter liegt zwischen 0.055 tex und 1.77 tex.

In den bisherigen Ausführung wurden die Aussagen auf die Gruppe der Full Flavour Zigaretten beschränkt. Wird jedoch generell ein CO/Teer Verhältnis von 1:1 angestrebt, dann gelten die Ausführungen bezüglich der Ausweitung der Zugwiderstandsbereiche für alle Filamenttiter. Das heißt: Die nachstehend angegebene Aufgabe umfasst allgemein das heute übliche Filamenttiterspektrum von 1,6 - 8,8 dtex.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Filter Tow anzugeben, mit dem es möglich ist, Filter mit einem CO/Teer-Verhältnis der Filtrationsleistung von 1:1 herzustellen.

Zur Erfüllung der oben genannten Anforderungen werden erfindungsgemäß zwei grundsätzlich von einander unabhängige Lösungsansätze vorgeschlagen, deren Merkmale gegebenenfalls kombiniert werden können.

Die erste erfindungsgemäße Lösung betrifft ein Filter Tow aus gekräuselten, endlosen Celluloseacetatfilamenten, wobei die Filamente mindestens zwei zusammenhängende Faserbündel gleichen Filamenttiters von mindestens 600 Filamenten bilden, die sich in ihrem Filamenttiter von Faserbündel zu Faserbündel um mindestens 1 dtex unterscheiden. Diese Lösung liefert insbesondere hervorragende Ergebnisse bezüglich der Filtrationsleistung, da es sich überraschenderweise gezeigt hat, daß ein Filter, der aus einem solchen inhomogen verteilten Mischtow hergestellt ist, eine signifikant geringere Teerretention aufweist als ein Produkt, welches aus einem herkömmlichen Tow mit einheitlicher Filamttiterverteilung oder einem Mischtow mit homogener Filamentverteilung hergestellt wurde (vergl. Abbildung 3).

Die zweite Lösung wird durch ein Filter Tow verwirklicht, welches eine intensivere und gleichzeitig deutlich feinere Kräuselstruktur aufweist als die heute üblichen Produkte. In Anspruch 4 ist dabei ein Filter Tow mit einen Kräuselindex von mehr als 40% angegeben, wobei die Filamente mindestens 22 Kräuselbögen pro cm Filamentlänge aufweisen. Dieses Filter Tow erfüllt insbesondere höchste Anforderungen bezüglich des Filterzugwiderstandes. Die erreichten Werte werden noch übertroffen, wenn der Kräuselindex nach mehr als 42% beträgt, wobei die Filamente vorzugweise mehr als 25 Kräuselbögen pro cm aufweisen.

Um gleichzeitig eine optimale Filtrationsleistung der Filter zu erhalten, wird ein Filter Tow mit einem Filamenttiter von mehr als 3,33 dtex und einem Gesamttiter vorgeschlagen, der weniger als 44.000 dtex, vorzugweise weniger als 40.000 dtex, beträgt. Die Begrenzung des Gesamttiters führt zu einem noch akzeptablen Mehrverbrauch an Filter Tow.

Die Ausführung und die Vorteile der beiden erfindungsgemäßen Lösungen werden wie folgt beschrieben:

Der Kräuselindex Ix ist ein Maß für die Intensität der Kräuselung. Der Kräuselindex eines Filter Tows wird durch einen Zugversuch (Zusammenhang Kraft/Dehnung) bestimmt. Er ist definiert als das Verhältnis aus der gestreckten Länge L2 unter Prüflast minus der Ausgangslänge zur Ausgangslänge unter Vorlast L1: I x = L 2 L 1 / L 1 100 %

Dabei beträgt die Prüflast 25 N und die Vorlast 2,5 N. Die Einspannlänge ist 250 mm. Der Kräuselindex wird im Zugversuch mit einer konstanten Dehngeschwindigkeit von 300 mm/min auf einem G02 -Gerät der Fa. Borgwaldt GmbH, Hamburg, bestimmt. Pro Messung werden 10 Einzelmeßwerte aufgenommen. Die Prüfung erfolgt unter Normklima: 20°C und 60% relative Luftfeuchtigkeit (Die Meßmethode zum Kräuselindex ist im Cable - Programm unter dem Button "Hilfe" beschrieben).

Die Kräuselindexwerte heutiger Filter Tow Spezifikationen liegen üblicher Weise zwischen 25 und 35%. Die Fa. Rhodia Acetow bietet weltweit als einziger Hersteller Spezifikationen unter der Bezeichnung SK an, in einem Filamenttiter Bereich von ≤ 2,78 dtex, die einen Kräuselindexbereich von mehr als 35% - maximal 38% abdecken.

Wie bereits erwähnt ist der Kräuselindex ein Maß für die Intensität der Kräuselung und damit der Lage der Kennlinie. Unter einer Kennlinie versteht man in diesem Zusammenhang den Leistungsbereich eines Filter Tows, der angibt, in welchem Zugwiderstandsbereich ein Filter Tow bei gegebenem Durchmesser und Filterstablänge unter üblichen Verarbeitungsbedingungen verarbeitbar ist. Dabei beschreibt die Kennlinie für diesen Arbeitsbereich die Relation zwischen Zugwiderstand und Gewicht. Der Zusammenhang zwischen Kennlinienlage und Kräuselindex ist am Beispiel eines Filter Tows des Typs 2,1 Y 35 HK (Filamenttiter: 2,33dtex; Gesamttiter: 38.900; Querschnittsform der Filamente: Y; Kräuselindex: 32%) und eines 2,1 Y 35 SK (Filamenttiter: 2,33dtex; Gesamttiter: 38.900, Querschnittsform der Filamente: Y; Kräuselindex: 36%) in Abbildung 1 dargestellt.

Die Lösung der obigen Aufgabe wird dadurch erreicht, daß ein Filter Tow herstellt wird, welches einen Kräuselindex von mehr als 40%, vorzugweise mehr als 42% aufweist. Dieser Index ist zwingend erforderlich, um den entsprechenden Zugwiderstandsbereich abzudecken. Der Kräuselindex wird zum einen durch die Frequenz und zum anderen durch die Amplitude der Kräuselbögen beeinflußt. Ein Maß für die Feinheit der Kräuselung stellt die Anzahl der Kräuselbögen dar. Typische Werte sind heute 10 bis max. 20 Kräuselbögen pro cm Filamentlänge. Die oben zitierten SK - Tows weisen üblicherweise 15 - 18 Kräuselbögen pro cm auf.

Überraschender Weise wurde festgestellt, daß sich ein solcher Index bei akzeptabler Reißkraft des Filter Tows nur dann erreichen läßt, wenn die Kräuselung hyperfein ausgebildet wird. Das erfindungsgemäße Filter Tow weist deshalb neben einem Index von mehr als 40% bei den Filamenten im Mittel mehr als 22, vorzugsweise mehr als 25, Kräuselbögen pro cm Filamentlänge auf. Ein solches Filter Tow läßt sich auf üblichen Filterstabmaschinen zu Zigarettenfiltern verarbeiten, die auf einem vergleichbaren Zugwiderstandsniveau liegen wie Filter, die aus heute üblichen Spezifikationen hergestellt wurden. Abbildung 2 zeigt den Arbeitsbereich eines erfindungsgemäßen Tows des Typs 4,5 Y 35 (Filamenttiter 5,0 dtex; Gesamttiter: 38.900 dtex) im Vergleich zu einem herkömmlichen Filter Tow des Typs 3.0 Y 35 (Filamenttiter 3,33dtex; Gesamttiter: 38.900 dtex), beziehungsweise einem herkömmlichen 4,5 Y 55 und einem herkömmlichen 4,5 Y 35.

Aus Abbildung 2 geht klar hervor, daß gegenüber der heutigen Situation (3,0 Y 35) bei der erfindungsgemäßen Lösung (Beispiel 1: 4,5 Y 35), bedingt durch die Anhebung des Filamenttiters, zwar deutlich mehr Material verbraucht wird, dieser Mehrverbrauch aber gegenüber einer traditionellen Lösung nach dem Stand der Technik (4,5 Y 55) deutlich geringer ausfällt.

Für die schonende Ausprägung einer hyperfeinen Kräuselung müssen gewisse Rahmenbedingungen im Herstellungsverfahren eingehalten werden. Das Filter Tow Band enthält vor dem Kräuselprozess folgende, die Acetatfilamente weichmachende Komponenten: Wasser, Aceton, und Avivagebestanteile. Daß diese weichmachenden Komponenten den Kräuselprozess nachhaltig beeinflussen, ist bekannt. So beschreibt zum Beispiel die US 5,225,277 die Wirkung von Aceton und Bandtemperaturen auf die Stabilität der Kräuselung. Mit der dort beschrieben Methode lassen sich Produkte mit bis zu 19,7 Kräuselbögen pro cm herstellen. Über den Kräuselindex wird in dieser Schrift keine Aussage gemacht. Aus den dort angegeben Daten (Zugwiderstand, Tow - Spezifikation und Maschineneinstellungen) läßt sich jedoch mit Hilfe des erwähnten Cable - Programms ein Kräuselindex abschätzen, der definitiv bei unter 35% liegt.

Die JP OS 56 - 53223 beschreibt die Auswirkungen einer Dampfbehandlung des Bandes vor Eintritt in die Kräuselmaschine. Es werden Produkte mit 16 Kräuselbögen pro cm beschrieben. Es gibt keine Angaben zum Kräuselindex. Es wurde nun überraschender Weise festgestellt, daß eine hyperfeine Kräuselung dann wirksam und ohne all zu drastische Filamentschädigung erzeugt werden kann, wenn die Summe der weichmachenden Komponenten zum Zeitpunkt des Kräuselprozesses den Wert von 25 Gewichts-% überschreitet. Dabei ist es unerheblich, in welchen Konzentrationen die Einzelkomponenten vorliegen. Die Summe der Einzelkomponenten wird experimentell gravimetrisch durch Trocknen einer Probe bei 150°C (20 Min) bestimmt, die direkt nach der Kräuselmaschine gezogen wird.

Wie bereits erwähnt, betrifft eine der erfindungsgemäßen Lösungen der Aufgabe ein Filter Tow mit einem sogenannten Mischtiter.

Die DE 29 16 062 beschreibt ein solches Filter Tow und die daraus hergestellten Zigarettenfilter. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Filter Tow wird dort für eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Filamente gesorgt. (vergl. Spalte 2, Zeilen 22ff in der DE 29 16 062). Dieses hat in der Ausführung gemäß DE 29 16 062 die Auswirkung, daß sich der Materialeinsatz der herzustellenden Filter bei gleichem Zugwiderstand erniedrigt, sich aber in Folge der gleichmäßigen Verteilung der Filamente die Retentionen der Filter signifikant erhöhen.

Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist es zwar auch, Material einzusparen, aber gleichzeitig soll die Retention der aus dem Filter Tow hergestellten Filter signifikant kleiner sein als die, die erreicht wird, wenn entsprechende Filter aus einem Filter Tow mit einheitlichem Filamenttiter hergestellt werden. Dieses wird erreicht, wenn im erfindungsgemäßen Produkt dafür gesorgt wird daß die Filamente zusammenhängende Faserbündel gleichen Filamenttiters von mindestens 600 Filamenten, vorzugsweise mehr als 1000 Filamenten bilden, die sich in ihrem Filamenttiter von Faserbündel zu Faserbündel um mindestens 1 dtex, vorzugsweise um mehr als 1,5 dtex unterscheiden. Das Filter Tow enthält mindestens zwei, vorzugsweise mehr als fünf Bereiche von Filamentbündeln gleichen Filamenttiters. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß die Filamentbündel gleichen Filamenttiters im Filter agglomerieren und damit Bereiche niedrigen, respektive hohen Zugwiderstandes bilden. Ein Filter, hergestellt aus einem solchen Mischtiter Tow, weist demnach ähnliche Eigenschaften bezüglich Zugwiderstand und Retention auf, wie sie zum Beispiel in der JP2000000085 für ein klassisches Kern - Mantel Filter beschrieben werden. Für dieses Filter Tow bestehen keinerlei Einschränkungen bezüglich Kräuselindex und Anzahl der Kräuselbögen pro cm. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird allerdings ein Produkt mit einem Kräuselindex von mehr als 33%, vorzugsweise größer 35%, hergestellt.

Die Vorteile der Erfindung nach den Ansprüchen 8 bis 10 lassen sich wie folgt zusammenfassen: Aufgrund der erfindungsgemäßen Merkmalskombination sind bezüglich Zugwiderstand Arbeitsbereiche zugänglich, die heute nicht zur Verfügung stehen. Dies ermöglicht es, durch die Anwendung der Lehre nach Anspruch 10 bei gegebenem Zuwiderstand den Filamenttiter soweit anzuheben, daß eine deutlich niedrigere Filtrationsleistung der Produkte erreicht werden kann. Durch die erwähnte Einschränkung betreffend den Gesamttiter läßt sich der Materialverbrauch bei der Filterherstellung begrenzen.

Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Kombination der Ausführungsformen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10. Diese Ausführung erlaubt eine weitere signifikante Reduzierung des einzusetzenden Gesamttiters und führt damit zu weiterem Einsparpotential bezüglich des Matrialverbrauches.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Vergleichsbeispiel (Tow des Typs 4,5 Y 55):

Es wird eine Spinnlösung mit einer Konzentration von 30 Gewichtsprozent Celluloseacetat in Aceton angesetzt, filtriert und anschließend durch Düsen gepresst. Der Wassergehalt der Spinnlösung beträgt 1,5%. Die Spinndüsen werden bezüglich Lochzahl, Bohrungsgröße und Anzahl so gewählt, daß letztlich ein Tow des Typs 4,5 Y 55 hergestellt wird. Die Avivage Dosierung wird so eingestellt, daß eine Ölauflage von 0,5% resultiert. Das Band wird mit einer üblichen Stauchkammerkräuselmaschine so gekräuselt, daß nach dem Trocknen und Verpacken ein Filter Tow mit einem Kräuselindex von 30,5% entsteht. Die Summe der weichmachenden Komponenten beträgt 22,3%. Die Reißkraft des Tows wird mit 143 N bestimmt. Die Anzahl der Kräuselbögen beträgt 15,8 / cm Filamentlänge.

Das Produkt wird an einer üblichen Filterstabmaschine KDF2 / AF2 der Firma Hauni, Hamburg, zu Filterstäben mit einer Länge von 126 mm und einem Durchmesser von 7,8 mm verarbeitet. Die Flusenbildung während der Verarbeitung des Produktes ist unauffällig und beträgt, hochgerechnet auf einen Verbauch einer Tonne Material, 0,5g / Tonne. Die Kennlinie des Produktes, dargestellt in Abbildung 2, deckt einen Zuwiderstandsbereich von 310 - 460 mmWS ab.

Beispiel 1:

Es wird eine Spinnlösung mit einer Konzentration von 30 Gewichtsprozent Celluloseacetat in Aceton angesetzt, filtriert und anschließend durch Düsen gepreßt. Der Wassergehalt der Spinnlösung beträgt 3%. Die Spinndüsen werden bezüglich Lochzahl, Bohrungsgröße und Anzahl so gewählt, daß letztlich ein Filter Tow des Typs 4,5 Y 35 hergestellt wird. Die Avivage Dosierung wird so eingestellt, daß eine Ölauflage von 1,3% resultiert. Das resultierende Band wird mit einer üblichen Stauchkammerkräuselmaschine so gekräuselt, daß nach dem Trocknen und Verpacken ein Filter Tow mit einem Kräuselindex von 43,5% entsteht. Die Summe der weichmachenden Komponenten beträgt 29%. Die Reißkraft des Tows wird mit 111 N bestimmt. Die Anzahl der Kräuselbögen beträgt 26 / cm Filamentlänge.

Das Produkt wird an einer üblichen Filterstabmaschine KDF2 / AF2 der Firma Hauni zu Filterstäben mit einer Länge von 126 mm und einem Durchmesser von 7,8 mm verarbeitet. Die Flusenbildung während der Verarbeitung des Produktes ist unauffällig und beträgt, hochgerechnet auf einen Verbauch einer Tonne Material, 2,8 g/ Tonne. Die Kennlinie des Produktes, dargestellt in Abbildung 2, deckt einen Zuwiderstandsbereich 298 - 505 mmWS ab.

Beispiel 2:

Es wird eine Spinnlösung mit einer Konzentration von 30 Gewichtsprozent Celluloseacetat in Aceton angesetzt, filtriert und anschließend durch Düsen gepreßt. Der Wassergehalt der Spinnlösung beträgt 3%. Die Spinndüsen werden bezüglich Lochzahl, Bohrungsgröße und Anzahl so gewählt, daß letztlich im Mittel ein 4,5 Y 32 hergestellt wird. Die Spinnmaschine wird dabei, im Gegensatz zu den vorstehenden Beispielen, in sechs Zonen unterteilt, wobei Zone für Zone alternierend ein hoher (1185 Filamente 6,9 den = 7,65 dtex pro Zone) und ein niedriger Filamenttiter (1185 Filamente 2,1 den = 2,3 dtex pro Zone) gesponnen wird. Die Avivage Dosierung wird so eingestellt, daß eine Ölauflage von 1,3% resultiert. Das resultierende Band wird mit einer üblichen Stauchkammerkräuselmaschine so gekräuselt, daß nach dem Trocknen und Verpacken ein Filter Tow mit einem Kräuselindex von 39,8% entsteht. Die Summe der weichmachenden Komponenten beträgt 27,5%. Die Reißkraft des Tows wird mit 129 N bestimmt. Die Anzahl der Kräuselbögen beträgt 23,1 / cm Filamentlänge.

Das Produkt wird an einer üblichen Filterstabmaschine KDF2 / AF2 der Firma Hauni zu Filterstäben mit einer Länge von 126 mm und einem Durchmesser von 7,8mm verarbeitet. Die Flusenbildung während der Verarbeitung des Produktes ist unauffällig und beträgt, hochgerechnet auf einen Verbauch einer Tonne Material, 0,9g / Tonne.

Die Kennlinie des Produktes deckt einen Zugwiderstandsbereich 267 - 487 mmWS ab.


Anspruch[de]
Filter Tow aus gekräuselten, endlosen Celluloseacetatfilamenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente mindestens zwei zusammenhängende Faserbündel gleichen Filamenttiters von mindestens 600 Filamenten bilden, die sich in ihrem Filamenttiter von Faserbündel zu Faserbündel um mindestens 1 dtex unterscheiden. Filter Tow nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente mehr als fünf zusammenhängende Faserbündel gleichen Filamenttiters bilden. Filter Tow nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Faserbündel mehr als 1000 Filamente enthalten. Filter Tow nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Filamenttiter der Filamente von Faserbündel zu Faserbündel um mehr als 1,5 dtex unterscheiden. Filter Tow nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kräuselindex mehr als 33% beträgt und die Anzahl der Kräuselbögen pro cm größer als 15 ist. Filter Tow nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kräuselindex mehr als 35% beträgt. Filter Tow nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kräuselindex mehr als 40%, vorzugsweise mehr als 42%, beträgt und die Anzahl der Kräuselbögen pro cm den Wert 22 übersteigt. Filter Tow aus gekräuselten, endlosen Celluloseacetatfilamenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter Tow einen Kräuselindex von mehr als 40% und die Filamente mindestens 22 Kräuselbögen pro cm Filamentlänge aufweisen. Filter Tow nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, der Kräuselindex mehr als 42% beträgt und die Filamente mehr als 25 Kräuselbögen pro cm aufweisen. Filter Tow nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichent, daß der Filamenttiter größer 3,3 dtex ist, und der Gesamttiter weniger als 44.000 dtex, vorzugweise weniger als 40.000 dtex beträgt.
Anspruch[en]
Filter tow of crimped continuous cellulose acetate filaments, characterized in that the filaments form at least two coherent fibre bundles of the same filament linear density of at least 600 filaments which differ by at least 1 dtex in their filament linear density from fibre bundle to fibre bundle. Filter tow according to Claim 1, characterized in that the filaments form more than five coherent fibre bundles of the same filament linear density. Filter tow according to Claim 1 or 2, characterized in that the individual fibre bundles contain more than 1000 filaments. Filter tow according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the filament linear densities of the filaments differ by more than 1.5 dtex from fibre bundle to fibre bundle. Filter tow according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the crimp index is more than 33% and the number of crimp arcs per cm is more than 15. Filter tow according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the crimp index is more than 35%. Filter tow according to any one of the preceding claims, characterized in that the crimp index is more than 40% and preferably more than 42% and the number of crimp arcs per cm is more than 22. Filter tow of crimped continuous cellulose acetate filaments, characterized in that the filter tow has a crimp index of more than 40% and the filaments have at least 22 crimp arcs per cm of filament length. Filter tow according to Claim 8, characterized in that the crimp index is more than 42% and the filaments have more than 25 crimp arcs per cm. Filter tow according to Claim 8 or 9, characterized in that the filament linear density is greater than 3.3 dtex and the total linear density is less than 44 000 dtex and preferably less than 40 000 dtex.
Anspruch[fr]
Mèche filtrante en filaments continus bouclés sans fin d'acétate de cellulose, caractérisée en ce que les filaments forment au moins deux faisceaux adhérents de fibres d'au moins 600 filaments de même titre qui, en ce qui concerne leur titre de filaments, se distinguent de faisceau de fibres à faisceau de fibres d'au moins 1 dtex. Mèche filtrante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les filaments forment plus de cinq faisceaux adhérents de fibres de même titre de filaments. Mèche filtrante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les différents faisceaux de fibres contiennent plus de 1000 filaments. Mèche filtrante selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, de faisceau de fibres à faisceau de fibres, le titre des filaments se distingue de plus de 1,5 dtex. Mèche filtrante selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'index de bouclage est supérieur à 33 %, et en ce que le nombre de courbures de bouclage par cm est supérieur à 15. Mèche filtrante selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'index de bouclage est supérieur à 35 %. Mèche filtrante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'index de bouclage est supérieur à 40 %, de préférence supérieur à 42 %, et en ce que le nombre de courbures de bouclage par cm dépasse la valeur de 22. Mèche filtrante en filaments continus bouclés sans fin d'acétate de cellulose, caractérisée en ce que la mèche filtrante présente un index de bouclage supérieur à 40 %, et en ce que les filaments comportent au moins 22 courbures de bouclage par cm de longueur de filament. Mèche filtrante selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'index de bouclage est supérieur à 42 %, et en ce que les filaments comportent plus de 25 courbures de bouclage par cm. Mèche filtrante selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le titre des filaments est supérieur à 3,3 dtex, et en ce que le titre total est inférieur à 44.000 dtex, de préférence inférieur à 40.000 dtex.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
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