DE69503617T2

DE69503617T2 - Verbesserungen zur tabakrauchfiltermaterialen

Info

Publication number: DE69503617T2
Application number: DE69503617T
Authority: DE
Inventors: John Lawson Thurleston South Devon Tq7 3Pf Beven; Paul David Southampton Hampshire So16 7Bq Case; Martin Southampton Hampshire So15 3Es Coleman; Colin Campbell Salisbury Wiltshire Sp5 2Hh Greig
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2015-04-14
Also published as: GB9407715D0; EP0756460A1; JPH09507641A; FI964160L; CN1146141A; GR3027568T3; FI964160A7; DK0756460T3; HU9602876D0; ES2119423T3; AU2220995A; US5958327A; AU676435B2; BR9501391A; WO1995028097A1; CA2186585A1; HUT74925A; EP0756460B1; FI964160A0; CA2186585C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Weiterverarbeitung eines extrudierten Filtermaterials für Tabakrauch.
Wie er hier verwendet wird, meint der Ausdruck "Weiterverarbeitung" die Behandlung oder Handhabung eines extrudierten Material oder eines Extrudats, wie es aus der Extruderdüse eines Extruders austritt.
Extrusionstechniken in der Nahrungsmittel- und Kunststoffindustrie sind wohlbekannt. In der Nahrungsmittelindustrie besteht die Weiterbehandlung von extrudierten Produkten im allgemeinen häufig aus dem Zerkleinern des Extrudats unmittelbar im Anschluß an die Extrusion und anschließende Unterwerfung des zerkleinerten Extrudats unter eine weitere Behandlung, wie dem Fritieren, häufig, um eine weitere Expansion zu bewirken. Dort, wo extrudierte Nahrungsrnittelprodukte nicht unmittelbar im Anschluß an die Extrusion zerkleinert werden, beispielsweise Spaghetti, wird das Extrudat üblicherweise mit etwa seinem Enddurchmesser extrudiert. Nahrungsmittelprodukte neigen außerdem dazu, geringere Anforderungen hinsichtlich bestimmter Dimensionen oder Formen zu stellen, wenn sie extrudiert werden. In der Kunststoffmdustrie werden extrudierte Produkte, wie Plastikrohre usw., üblicherweise in der Größe der Extruderdüse extrudiert und erfordern nur das Abkühlen zur Verfestigung der Forrn und Größe des einmal extrudierten Artikels. Die Kühlung wird in diesem Fall üblicherweise durch Durchleiten des extrudierten Artikels der vorgewählten Größe durch beispielsweise ein Wasserbad erzielt.
In der Tabakindustrie sind wir bei Filtermaterialien mit dem Erfordernis konfrontiert, ein extrudiertes Produkt bei Extrusion durch die Düse zu schäumen oder expandieren, so daß der Tabakrauch durch das Filtermaterial durchgezogen werden kann, um wirksam bestimmte teilchenförmige Rauchkomponenten zu entfernen. Außerdem sind wir mit dem Erfordernis konfrontiert, einen Stab des Filtermaterials bereitzustellen, der beständige Umfangsdimensionen und Eigenschaften hinsichtlich des Druckabfalls aufweist. Diese Merkmale sind spezifisch für die Anforderungen der Tabakindustrie, soweit es extrudierte Filtermaterialien flir Tabakrauch betrifft. Diese Anforderungen legen dem Extrusionstechniker Bürden auf, wenn er Filtermaterialien für Tabakrauch herstellt, die in der Nahrungsmittel- oder Kunststoffextrusionsindustrie nicht vorhanden sind.
Die Erfindung hat zur Aufgabe das Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung einer gleichmäßig bemessenen oder geforrnten Länge aus Filtermaterial, aus der Filterelemente für Tabakrauch hergestellt werden können, mit akzeptablen Druckabfalleigenschaften.
Die Erfindung hat weiterhin zur Aufgabe das Bereitstellen eines abbaubaren Tabakrauchfiltermaterials. Wie er hier verwendet wird, meint der Ausdruck "abbaubar", daß alle wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Komponenten gelöst oder dispergiert sind und die nichtwasserlöslichen oder nichtwasserdispergierbaren Komponenten bei der Zugabe von Wasser keine schmelzflüssige oder geschmolzene Amalgamierung bilden. Es tritt eine Veränderung hinsichtlich der physikalischen Form ein, Festigkeit und Form des Extrudats gehen aufgrund der Wirkung von Wasser und/oder Sonnenlicht verloren.
Die britische Patentschrift Nr. 2 205 102 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Filterrnaterials, das ein Kunststoffmaterial, ein Polysaccharidmaterial und Wasser umfaßt. Das Produkt dieses Verfahrens ist jedoch nicht, wie oben defmiert, abbaubar. Die Beschreibung lehrt nur wenig über die Weiterbehandlungsverfahren, denen ein solches Produkt unterworfen werden kann.
Die US-Patentschrift Nr. 2,806,474 beschreibt außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines nicht geschäumten, Polysaccharid enthaltenden Materials, das mit Hilfe eines Kolbenextruders auf den erforderlichen Umfang extrudiert wird. Um jegliches Wasser zu entfernen und den extrudierten Stab zu verfestigen, wird Wärme angewandt. Das Polysaccharidmaterial wird als Hilfsmittel verwendet, um die Kunststoffteilchen an ihren Berülrungspunkten aneinanderzuheften. Keines der beiden Verfahren lehrt das nicht-natiiiliche Abkühlen eines geschäumten, Polysaccharid enthaltenden Extrudats oder den speziellen Temperaturbereich, bei dem die Formgebung des Extrudats erfolgt.
Die US-Patentschrift Nr. 4,279,848, das Schweizer Patent Nr. 525 632 und die britische Patentschrift Nr. 2 015 921 offenbaren verschiedene Weiterbehandlungsvorrichtungen für keine Polysaccharide enthaltende Filterprodukte. Die nach diesen Patentschriften gelösten Aufgaben unterscheiden sich von der Aufgabe, die nach der vorliegenden Anmeldung gelöst wird, nämlich die Bereitstellung eines Weiterbehandlungsverfahrens, das an ein geschäumtes, Polysaccharid enthaltenden Extrudat mit gleichmäßiger Form und Dimension bei akzeptablen Druckabfallseigenschaften angepaßt ist.
Die vorliegende Erfmdung stellt ein Verfahren zur Weiterverarbeitung eines wasserlöslichen, Polysaccharid enthaltenden, abbaubaren, extrudierten Filtermaterials für Tabakrauch zur Herstellung von Tabakrauchfllterelementen zur Verfügung, welches Verfahren die Schritte des Transportierens eines Extrudats von einer Extruderdüse eines Extruders zu einem Schneidwerk, während des Transportierens des Extrudats, falls erforderlich, des Entfernens überschüssiger Feuchtigkeit aus diesem, des Bereitstellens des Extrudats bei einer zur Formgebung des Extrudats geeigneten Temperatur, des Formens des Extrudats auf im wesentlichen die erforderlichen Umfangsdimensionen, wobei die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats beim Eintreten des Extrudats in die Formgebungsvorrichtung im Bereich von 50 -200 ºC liegt, des nicht-natürlichen Abkühlens des geformten Extrudats auf eine vorbestimmte Zerkleinerungstemperatur unter Verwendung einer Kühlvorrichtung und des Zerkleinerns des geformten Extrudats auf die Länge von Filterelementen, deren Vielfachen oder anderer gewünschter Längen umfaßt.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus eine Weiterverarbeitungsvorrichtung zur Verfügung, die verwendet wird, um ein wasserlösliches, Polysaccharide enthaltendes, abbaubares, extrudiertes Filtermaterial für Tabakrauch bereitzustellen, wobei die Vorrichtung einen Extruder mit einer Extruderdüse, Mittel zum Transportieren des Extrudats, die so betrieben werden können, daß sie mit einer auf die Extrusionsgeschwindigkeit des Extrudats beim Austreten des Extrudats aus der Extruderdüse bezogenen Geschwindigkeit laufen können, Mittel, die, falls erforderlich, die Erwärmung des Extrudats zur Entfernung überschüssiger Feuchtigkeit aus dem Extrudat bewirken können, Forrngebungsmittel zur Forrnung des Extrudats, wobei die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats beim Eintritt des Extrudats in das Forrngebungsmittel im Bereich von 50 bis 200ºC liegt, Kühlmittel zum Abkühlen des Extrudats und ein Schneidwerk zum Zerkleinern des geformten Extrudats auf Tabakrauchfilterelementlänge, Vielfachen davon oder anderer gewünschte Längen umfaßt.
Das wasserlösliche, Polysaccharid enthaltende Extrudat kann 0 bis 90 % Kunststoffmaterial oder anorganisches Material, 5 bis 100 % eines wasserlöslichen Polysaccharid-Expansionsrnediums und 0 bis 50 % Bindemittel enthalten. Alternativ kann das wasserlösliche, Polysaccharid enthaltende Extrudat die Zusammensetzung, wie sie in der europäischen Patentanrneldung Nr. 0 614 620 beschrieben ist, haben. Bei dem wasserlöslichen Polysaccharidmaterial kann es sich um Stärke, modifizierte Stärke, Cellulose als Bindemittel oder eine modifizierte Cellulose als Bindemittel handeln.
Vorzugsweise wird die Entfernung überschüssiger Feuchtigkeit aus dem Extrudat mit Hilfe eines Heizschrittes erzielt. Ein Heizschritt kann nicht erforderlich sein, wenn das Extrudat unter Verwendung einer Technik extrudiert wird, die effektiv trocknet, d.h. den Feuchtigkeitsgehalt des Extrusionsgemisches vor der Extrusion verringert, beispielsweise ein Vakuurnbelüftungsextruder. Alternativ kann das Extrudat bei einem Feuchtigkeitsgehalt extrudiert werden, der keinen Heizschritt auf der Stufe der Weiterverarbeitung erfordert.
Das Mittel zum Transportieren des Extrudats dient dazu, das Extrudat von der Extruderdüse eines Extruders abzuziehen und kann so betreibbar sein, daß es bei einer Geschwindigkeit betrieben wird, die der Extrusionsgeschwindigkeit des Extrudats aus dem Extruder entspricht, oder bei einer Geschwindigkeit, die die Extrusionsgeschwindigkeit des Extrudats aus dem Extruder ;ibersteigt. Die Betriebsgeschwindigkeit des Transportmittels ist vorzugsweise festgelegt, kann jedoch zu Regel- bzw. Steuerzwecken variiert werden. Vorzugsweise ist die Betriebsgeschwindigkeit des Transportmittels mit einer physikalischen Meßeinrichtung am Extrudat, wie beispielsweise einem System zum Messen des Durchmessers des Extrudats verbunden. Ein geeignetes Feedback-System könnte ein Laser-Mikrometer einschließen.
Das Mittel zum Transportieren des Extrudats kann eines oder mehrere Transportmittel aufweisen, um das Extrudat vom Extruder wegzutransportieren. Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Transportieren des Extrudats ein endloses, beispielsweise flexibles Band, das geeigneterweise mit Nuten derselben oder geringerer Dimensionen als das geformte Extrudat, das die Forrngebungsvorrichtung verläßt, versehen ist. Alternativ kann das Mittel zum Transportieren des Extrudats ein perforiertes Band sein, wobei die Perforationen gestatten, daß heiße Luft aus der Heizvorrichtung oder kühle Luft aus der Kühlvorrichtung das auf dem perforierten Band liegende Extrudat wärmt oder abkühlt. Bei dem perforierten Band kann es sich um ein Netz handeln. In einer weiteren Alternative kann das Mittel zum Transportieren des Extrudats eine Serie von Walzen umfassen. Bei noch einer alternativen Möglichkeit für das Mittel zum Transportieren des Extrudats handelt es sich um Lufttrageeinrichtungen, wie beispielsweise die als Luttmesser (Airknives) bekannten Bauteile.
In all den obigen Fällen ist das Mittel zum Transportieren des Extrudats vorzugsweise stromabwärts der Forrngebungsvorrichtung angeordnet. Das oder ein Mittel zum Transportieren des Extrudats kann zusätzlich stromaufwärts der Formgebungsvorrichtung angeordnet sein. Das Mittel zum Transportieren des Extrudats muß nicht notwendigerweise angeordnet sein, bevor eine gewisse Abkühlung des Extrudats stattgefunden hat.
Handelt es sich um ein flexibles Band, kann das Transportmittel auch die Formgebungsvorrichtung zur Formung des Extrudats auf im wesentlichen die erforderlichen Umfangsdimensionen darstellen.
Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Entfernen überschüssiger Feuchtigkeit aus dem Extrudat eine Heizvorrichtung. Vorteilhafterweise nutzt diese Heizvorrichtung Heizluftgebläse, beispielsweise wird die Luft für die Heizvorrichtung auf eine Temperatur vorzugsweise im Bereich von 85 bis 300 ºC, geeigneterweise im Bereich von 85 bis 130 ºC erwärmt und liegt vorzugsweise bei mindestens 100 ºC. Geeigneterweise kann die heiße Luft so gerichtet werden, daß sie entgegen, parallel oder quer zur Richtung des transportierten Extrudats strömt. Bei einer Alternative können Mikrowellen, Infrarot- oder Hochfrequenzheizer verwendet werden, um überschüssige Feuchtigkeit aus dem Extrudat in einer angemessenen Größenordnung zu entfernen. Als weitere alternative Heizvorrichtung wird eine thermische Ummantelung zur Umfassung des Extrudats angebracht. Bei der Heizvorrichtung kann es sich um den ersten Teil der Ausstattung handeln, mit dem das Extrudat in Kontakt kommt, wobei sich das Extrudat sogar bereits unter der Einwirkung der Abziehbedingungen befinden kann.
Die Formgebungsvorrichtung kann vorteilhafterweise einen Metallblock mit einer sich auf die erforderlichen Umfangsdimensionen verjüngenden Düse umfassen. Alternativ kann die Formgebungsvorrichtung eine Garnitur zur Formgebung und Größendimensionierung des Extrudats mit einem flexiblen Band umfassen. Bei einer weiteren Alternative kann die Formgebungsvorrichtung eine oder mehrere eingekerbte Walzen mit eingestellter Temperatur umfassen, wobei die Nuten an einem Ende der Walzenachse einen Radius aufweisen, der in Richtung auf das andere Ende der Walzenachse hin abnimmt. Kooperierende, mit Nuten versehene Zwillingswalzen, die eine rotierende (Größen-) Verteilungsdüse bereitstellen, können ebenfalls verwendet werden. Gemäß noch einer weiteren Alternative kann die Formgebungsvorrichtung eine Vakuumformgebungsvorrichtung sein. Ein mit einem Durchmesser unterhalb des gewünschten extrudiertes Extrudat kann durch eine Vakuumformgebungsvorrichtung geführt und vom Vakuum auf die gewünschte Größe expandiert werden. Ein Trocknen des Extrudats in gewissem Umfang kann gleichzeitig oder kurz darauf erfolgen.
Die Formgebungsvorrichtung kann außerdem vorteilhafterweise eine Kühlvorrichtung umfassen, wie Luftzirkulation oder Wasserzirkulation. Es kann auch ein Abschnitt der Formgebungsvorrichtung vorgesehen sein, der als Kühlvorrichtung wirkt, so daß das Extrudat sich beim Verlassen der Formgebungsvorrichtung auf einer Temperatur befindet, bei der es leicht zu schneiden ist.
Die Kühlvorrichtung umfaßt geeigneterweise die Zufuhr von kalter oder von Umgebungsluft, wie ein Kaltluftgebläse oder Mittel zum Vorbeifuhren des Extrudats an einer gekühlten Oberfläche, beispielsweise eines Kühlmantels oder einer Formgebungsdüse, die mit Wasser, mit Gefriermittel oder thermoelektrisch gekühlt sein kann.
Bei dem Schneidwerk kann es sich um ein rotierendes Schneidwerk, ein rückläufiges Schneidwerk, ein zylindrisches Schneidwerk, ein Quetschwerk oder einen Laser- Cutter oder solche Verkleinerungsvorrichtung handeln, wie sie in herkömmlichen Cigaretten- und Filterherstellungsmaschinen verwendet wird. Das geformte Extrudat kann in Längen, von sagen wir 1 m, geschnitten und in eine Vielzahl von Schneidwerken eingespeist werden.
Der Extruder kann vorteilhafterweise mit einem darnit assoziierten Vakuumbelüftungssystem ausgestattet sein. Die Vakuumbelüftung kann eingesetzt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt des die Düse verlassenden Extrudats zu steuern, und kann der Notwendigkeit vorbeugen, überschüssige Feuchtigkeit mittels eines Heizschrittes zu entfernen. Die Vorrichtung ist geeigneterweise noch so vorgesehen, daß sichergestellt ist, daß das Extrudat bei einer Temperatur bleibt, bei der es vor dem Eintritt in die Formgebungsvorrichtung biegsam ist.
Die Temperatur des Extrudats an der Austrittsdüse liegt vorzugsweise im Bereich von 90 bis 200 ºC und befindet sich vorzugsweise im Bereich von 100 ºC bis 150 ºC. Im Heizschritt des Extrudats liegt die Extrudattemperatur vorzugsweise im Bereich von 50 bis 200 ºC und geeigneterweise im Bereich von 80 bis 100&sup5;C, bei der das Extrudat ein flexibles, biegbares Material darstellt. Vorzugsweise ist die Heizluft heißer als das extrudierte Material, um Feuchtigkeit daraus zu entfernen, und ist vorzugsweise mindestens 10 bis 50 ºC, geeigneterweise 10 bis 30ºC, wärmer als die Extrudattemperatur.
Die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats, wenn es in die Formgebungsvorrichtung gelangt, liegt geeigneterweise im Bereich von 80 bis 100 ºC und kann etwa 100 ºC betragen. Die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats beim Verlassen der Formgebungsvorrichtung kann so niedrig wie etwa 40 ºC liegen, falls das Extrudat nur einer gewissen Kühlung durch eine wassergekühlte Formgebungsvorrichtung unterworfen wird. Die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats kann etwa 30 ºC betragen, falls das Extrudat in einer Einheit geformt und auf die vorbestimmte Zerkleinerungstemperatur abgeklilt wird.
Gemäß einer Alternative kann die Formgebungsvorrichtung über einen kontrollierten Temperaturgradienten entlang der Formgebungsdüse oder der sich verjüngenden Düse in der Formgebungsvorrichtung verfügen. Der Temperaturgradient ist vorteilhafterweise am formgebenden Ende oder sich veijüngenden Ende der Formgebungsvorrichtung hoch und nimmt graduell in Richtung auf das stromab gelegene Ende hin ab.
Vorzugsweise liegt die vorgewählte Zerkleinerungstemperatur unter 40 ºC und stärker bevorzugt unter 30 ºC, wodurch das geformte, extrudierte Filtermaterial für Tabakrauch seine Forrn oder Umfangsdimension beibehält und die physikalischen Eigenschaft, d.h. der Druckabfall, im wesentlichen nicht geändert werden.
Die Mittel zum Transport des Extrudats können bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 5 bis 600 m/min. betrieben werden. Die Geschwindigkeit der Transportvorrichtung wird der vom Extruder geforderten Ausgangsleistung entsprechend gewählt. Die physikalischen Eigenschaften des Extrudats variieren mit Änderungen der Abziehgeschwindigkeit über der Extrusionsgeschwindigkeit des Extrudats aus der Extruderdüse.
Die Schnittlänge des extrudierten Taballrauchfiltermaterials kann in einen Trichter zur Versorgung einer Filteransetz-Maschine eingefüllt werden.
Die Extruderdüse kann eine Vielzahl von Düsen aufweisen, die infolgedessen den Durchsatz des Extruders erhöhen können.
Um die Erfindung leichter verständlich zu machen und eine bessere Umsetzung in die Praxis zu gewährleisten, wird nun auf die folgende Schemazeichnung Bezug genommen, die eine Weiterverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Die Abbildung zeigt einen Extruder und eine Weiterverarbeitungsvorrichtung 1, die besonders für stärkehaltiges Tabakrauchfiltermaterial zur Herstellung von Filterelementen für Tabakrauch geeignet ist. Stromabwärts von einer Extruderdüse 2 weist die Vorrichtung 1 eine Heizvorrichtung 3, eine Formgebungsvorrichtung 4, Mittel zum Transport des Extrudats 5 und ein Schneidwerk 6 auf. Die Heizvorrichtung ist ein Heißluftgebläse, das für die Zufuhr heißer Luft von etwa 100 C sorgt, um überschüssige Feuchtigkeit aus dem Extrudat 7 zu entfernen. Das Extrudat 7, das aus einem BC21-Clextralextruder extrudiert wird, umfaßt eine Mischung aus 65 % Cellulosacetatflocken, 24 % Maisstärke und 11 % Hydroxypropylcellulose. Eine 25%ige Lösung von Glyzerin in Wasser wird mit einer Geschwindigkeit von 1,14/ 1/Std. in die Trommel eingespeist. Die Zuführgeschwindigkeit durch die Trommel betrug 8,86 kg/Std. Die Extruderdüse 2 ist kreisförmig und hat einen Durchmesser von 6 mm, wobei die Austrittsdüsentemperatur 115 ºC betrug. Das Temperaturprofil entlang der Trommel betrug 65 ºC, 85 ºC und 115 ºC im Endbereich der Trommel.
Die Transportvorrichtung 5 wies ein Paar kooperierender, mit Nuten versehener Bänder 8 auf. Die Nutenradii bildeten zusammengenommen einen Durchmesser von nominal 8 mm. Die angekerbten Bänder 8 waren so betreibbar, daß sie das Extrudat 7 von der Extruderdüse wegzogen oder das Extrudat bei jeder gewählten Geschwindigkeit abzogen. Das Transportmittel 5 wurde mit 15 m/min betrieben und kann mit Hilfe eines Motors variabler Geschwindigkeit bei jeder gewünschten Geschwindigkeit betrieben werden. Die Geschwindigkeit des Transportmittels kann je nach Erfordernis variiert werden, in Abhängigkeit der gewünschten Produkteigenschaften. Die Anderung der Geschwindigkeit kann von einem Feedback-System gesteuert werden, das beispielsweise eine physikalische Eigenschaft des Extrudats aufzeichnet. Eine gewisse Streckung bzw. Dehnung des Extrudats 7 kann nach dem Forrngebungsschritt auftreten.
Unter den verfügbaren Bedingungen wurden die Transportmittel vorteilhafterweise bei einer Geschwindigkeit von 10 bis 20 m/min betrieben. Je nach verwendetem Extruder, dem erforderlichen Durchsatz und den erforderlichen physikalischen Eigenschaften des Extrudats kann eine wesentliche höhere Transportmittelgeschwindigkeit angewandt werden.
Bei dieser Ausführungsforrn weist die Formgebungsvorrichtung 4 einen wassergekühlten Metallblock 9 mit einer sich verjüngenden Düse 10 auf, die sich auf einen Düsendurchmesser von nominal 8 mm verjüngt. Die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats 7 bei Eintritt in die Formgebungsvorrichtung 4 beträgt etwa 100 ºC, bei welcher Temperatur das Extrudat noch immer flexibel und biegbar ist. Beim Verlassen der Formgebungsvorrichtung 4 beträgt die äußere Oberflächentemperatur des Extrudats etwa 60 ºC. Wir haben gefunden, daß das Extrudat 7 das Abkühlen auf eine vorgewählte Zerkleinerungstemperatur erfordert, bevor ein Zerkleinern zur Erzeugung von Stablängen mit gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften erfolgen kann. Die vorgewählte Zerkleinerungstemperatur beträgt etwa 30 ºC quer durch den Extrudatkörper für die Zusammensetzung dieser Ausfürungsform.
Das geformte und zerkleinerte Extrudat wird anschließend üblicherweise im Vielfachen der Filterelementlänge in eine Filteransetz-Maschine, möglicherweise über einen Speichertrichter (nicht gezeigt).
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Transportmittel eine Serie von Walzen aufweisen. Walzensets können stromauf oder stromab von der Heizvorrichtung und stromab der Formgebungsvorrichtung so angeordnet werden, daß das Extrudat während der gesamten Weiterverarbeitungsschritte getragert wird. Die Walzen des Transportmittels können nach Wunsch geheizt oder gekühlt werden, gemäß ihren Positionierung entlang des Verarbeitungsverfahrens.

BEISPIEL 1

Um die Effekte der Abziehgeschwindigkeit des Mittels zum Transportieren des Extrudats auf die physikalischen Eigenschaften des Extrudats zu ermitteln, wurden unter Verwendung der in der ersten Ausfühfungsform beschriebenen Vorrichtung drei Testläufe durchgeführt. Es wurden dieselben Bedingungen hinsichtlich des Extruders und gleiche Formulierungen verwendet, mit der Ausnahme, daß die Glyzerinzufuhrgeschwindigkeit 1,08 1/Std. für eine 25 gew.-%ige Lösung von Glyzerin in Wasser betrugt und daß die Größe der Extruderdüse 5,5 mm im Durchmesser war. Die folgende Tabelle 1 gibt Details der Ergebnisse.
dwb= auf Trockengewicht bezogen (dry weight basis)
Das erfindungsgemäß hergestellte wasserlösliche, Polysaccharid enthaltende, extrudierte Filtermaterial für Tabakrauch stellt eine geschäumte, offenzellige Struktur dar, die das Durchziehen von Rauch durch diese hmdurch gestattet, teilchenförmiges Material aus dem Rauch hmausfiltriert und die unter den natürlichen Wetterbedingungen der Umgebung abbaubar ist.
Wird das Verfahren mit einer Extruderdüse mit zwei Düsenöffnungen betrieben, war das aus jeder Düse erhaltene Extrudat im wesentlichen gleich.

Claims

1. Verfahren zur Weiterverarbeitung eines wasserlöslichen, Polysaccharid enthaltenden, abbaubaren, extrudierten Filtermaterials für Tabakrauch zur Herstellung von Tabakrauchfilterelementen, welches Verfahren die Schritte des Transportierens eines Extrudats von einer Extruderdüse eines Extruders zu einem Schneidwerk, während des Transportierens des Extrudats, falls erforderlich, des Entferunen überschüssiger Feuchtigkeit aus diesem, des Bereitstellens des Extrudats bei einer zur Forrngebung des Extrudats geeigneten Temperatur, des Formens des Extrudats auf im wesentlichen die erforderlichen Umfangsdimensionen, wobei die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats beim Eintreten des Extrudats in die Formgebungsvorrichtung im Bereich von 50 - 200 ºC liegt, des nicht-natürlichen Abkühlens des geforrnten Extrudats auf eine vorbestimmte Zerkleinerungstemperatur unter Verwendung einer Kühlvorrichtung und des Zerkleinerns des geformten Extrudats auf die Länge von Filterelementen, deren Vielfachen oder anderer gewünschter Längen umfaßt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem überschüssige Feuchtigkeit aus dem Extrudat mit Hilfe eines Heizschrittes entfernt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Extrudat von der Extruderdüse eines Extruders abgezogen (haul off) wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem das Abziehen durch Entfernen des Extrudats von der Extruderdüse des Extruders mit einer Geschwindigkeit bewirkt wird, die der Extrusionsgeschwindigkeit des Extrudats aus dem Extruder entspricht oder größer als diese ist.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Formgebung des Extrudats durch Durchleiten des Extrudats durch eine Formgebungsvorrichtung erfolgt, welche die erforderlichen Dimensionen bereitstellt.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Formgebung des Extrudats durch Durchführen des Extrudats durch eine Vakuumformgebungsvorrichtung erfolgt, um das Extrudat auf die gewünschte Größe zu expandieren.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Formgebungsschritt außerdem das Kühlen des Extrudats umfaßt.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Extruder ein Vakuumbelüftungssystem umfaßt, um den Feuchtigkeitsgehalt des aus der Düse des Extruders austretenden Extrudats zu steuern.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Temperatur des Extrudats an der Austrittsdüse im Bereich von 90 bis 200 ºC liegt.

10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem während des Heizschrittes die Extrudattemperatur im Bereich von 50 bis 100 ºC liegt.

11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats beim Austritt des Extrudats aus der Formgebungsvorrichtung bis zu 40 ºC herabreicht.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats etwa 30 ºC beträgt.

13. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die vorgewählte Zerkleinerungstemperatur des Extrudats unter 40 ºC liegt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die vorgewählte Zerkleinerungstemperatur des Extrudats unter 30 ºC liegt.

15. Weiterverarbeitungsvorrichtung zur Bereitstellung einen wasserlöslichen, Polysaccharid enthaltenden, abbaubaren, extrudierten Filtermaterial für Tabakrauch, wobei die Vorrichtung einen Extruder mit einer Extruderdüse, Mittel zum Transportieren des Extrudats, die so betrieben werden können, daß sie mit einer auf die Extrusionsgeschwindigkeit des Extrudats beim Austreten des Extrudats aus der Extruderdüse bezogenen Geschwindigkeit laufen können, Mittel, die, falls erforderlich, die Erwärmung des Extrudats zur Entfernung überschüssiger Feuchtigkeit aus dem Extrudat bewirken können, Formgebungsmittel zur Formung des Extrudats, wobei die Temperatur der äußeren Oberfläche des Extrudats beim Eintritt des Extrudats in das Forrngebungsmittel im Bereich von 50 bis 200 º C liegt, Kühlmittel zum Abkühlen des Extrudats und ein Schneidwerk zum Zerkleinern des geformten Extrudats auf Tabakrauchfilterelementlänge, Vielfachen davon oder anderer gewünschter Längen umfaßt.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, bei der die Mittel zum Transport des Extrudats ein flexibles Band umfassen.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der das flexible Band Nuten derselben oder geringerer Dimensionen als das geformte Extrudat oder andere Dimensionen aufweist, um das Extrudat zu formen.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, bei der das Mittel zum Transportieren des Extrudats ein perforiertes Band darstellt.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, bei der das Mittel zum Transportieren des Extrudats eine Serie von Walzen umfaßt.

20. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 19, bei der das Mittel zum Transportieren des Extrudats stromabwärts von der Formgebungsvorrichtung angeordnet ist.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der ein oder mehrere Mittel zum Transportieren des Extrudats vorgesehen sind.

22. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21, bei der das Mittel zum Erwärmen des Extrudats, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen, aus einem oder mehreren der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Heißluftgebläse, einem Mikrowellenofen, einem Infrarotheizer, einem Hochfrequenzheizer oder einer thermischen Ummantelung besteht.

23. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 22, bei der die Formgebungsvorrichtung ein Bauteil mit Nuten oder einer oder mehreren Düse(n) umfaßt, die einen kleiner werdenden Radius oder Durchmesser entlang des Durchtrittpfads aufweisen, um das Extrudat auf die erforderliche Dimension zu formen.

24. Vorrichtung gemäß Anspruch 23, bei der die Formgebungsvorrichtung ein Element aus der Gruppe aufweist, die aus einem Metallblock mit einer sich auf die erforderlichen Umfangsdimensionen veijüngenden Düse, einer Garnitur und einem flexiblen Band, einer oder mehreren mit Nuten versehenen Walzen mit eingestellter Temperatur, wobei die Nuten an einem Ende der Walzenachse einen Radius aufweisen, der in Richtung auf das andere Ende der Walzenachse hin abnimint, kooperierenden, mit Nuten versehenen Zwillingswalzen, die eine rotierende Zerteilungsdüse bereitstellen, oder einer Vakuumformgebungsvorrichtung besteht.

25. Vorrichtung gemäß Anspruch 23 oder 24, bei der die Forrngebungsvorrichtung außerdem Kühlmittel umfaßt.

26. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 25, bei der das Schneidwerk aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem rotierenden Schneidwerk, einem hinund herbewegbaren Schneidwerk, einem zylindrischen Schneidwerk, einem Quetschwerk oder einem Lasercutter oder solchen Zerkleinerungsvorrichtungen besteht, wie sie in herkömmlichen Cigaretten- und Filterherstellungsmaschmen verwendet werden.

27. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 26, bei der der Extruder ein Vakuumbelüftungssystem aufweist.

28. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 27, bei der die Kühlmittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Kaltluftgebläse, einem Kühlmantel oder einer gekühlten Formgebungsdüse besteht.