JP2006288393A - フィルター材料帯状体にトリアセチンを吹き付ける方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、少なくとも一つの吹付機構を用いて、たばこ加工産業の動いているフィルター材料帯状体に添加剤、有利には液体の添加剤を吹き付け、その際この添加剤を加熱器を用いて温める方法及び装置の信頼度を向上させる。
【解決手段】この方法及び装置は、フィルター材料帯状体（２）に添加剤としてトリアセチンを吹き付ける際、添加剤を温める加熱器（３１）の発熱量を、実際値と目標値を比較して、監視することによって改善される。
【選択図】図３

Description

この発明は、少なくとも一つの吹付機構を用いて、たばこ加工産業の動いているフィルター材料帯状体に添加剤、有利には液体の添加剤を吹き付け、その際この添加剤を加熱器を用いて温める方法及び装置に関する。更に、この発明は、たばこ加工産業のフィルター材料帯状体を処理する設備及び加熱用カートリッジの使用に関する。

たばこ加工産業に関するフィルター連続体を製造する場合、大抵は酢酸セルロースから成るフィルタートウを、連続した帯状体として貯蔵機から引き出して処置している。このフィルタートウは、互いに緩く繋がった繊維から成る組織で構成されており、これらの繊維は、幅の広い、大抵は平坦な帯状体に形成するために引き離され、その結果、これらの繊維は、並んで、ほぼ平行に動かされる。この帯状体を広げることは、拡張ノズル内で行われる。拡張された後、この帯状体には、大抵は液体の、例えば、トリアセチンの液滴から成る添加剤が、細かく分散させた形状で供給される。これらの液滴は、繊維をエッチングし、その結果、繊維は、それらがフィルター連続体機械で丸い連続体に組み上げられて、フィルター紙帯状体で包まれた後、互いに持続的に繋がる、即ち、絡み合うこととなる。液体の添加剤の代わりに、細かく分散させた粉末形状の物質から成る添加剤を使用することもできる。前述した種類の処理機は、特許文献１と２に記載されている。

特許文献３により、フィルタートウの移動方向に対して交差して配置されたノズル列を用いて、フィルタートウに軟化剤を吹き付けることが周知である。この場合、当該の部分におけるフィルタートウの密度を検知する、前置されたセンサーを用いて、個々のノズルを制御している。

個々の繊維又は糸を良く引き離すこと、液滴又は微粒子の形状の細かく分散させた軟化剤粒子を持続的に均一に吹き付けることの両方又は一方が、この処理の品質に関して非常に重要である。

更に、特許文献４には、紙巻きたばこ用フィルターを製造するために、フィルタートウ帯状体に軟化剤を吹き付ける装置が記載されており、そこでは、軟化剤をフィルタートウ帯状体に吹き付ける前に、軟化剤を所定の温度に温めるための加熱器が配備されている。この場合、加熱部品として、軟化剤を一定の温度範囲内に温めるポジスター（Kaltleiter）部品が配備されており、その結果、軟化剤は、最適な温度で吹付・処理されている。軟化剤の温度は、軟化剤の吹付条件と軟化剤のトウ材料に対する反応性能に影響を与えるものである。
米国特許明細書第５，０６０，６６４号 米国特許明細書第４，５１１，４２０号 ドイツ特許明細書第１９９５９０３４−Ａ号 ドイツ特許明細書第４００３０５１−Ａ号 ドイツ特許明細書第４２０９６０６−Ａ号

この従来技術を出発点として、この発明の課題は、フィルター材料帯状体にトリアセチンを吹き付ける際における製造の信頼度を向上させることである。

この課題は、少なくとも一つの吹付機構を用いて、たばこ加工産業の動いているフィルター材料帯状体に添加剤、有利には液体の添加剤を吹き付ける方法であって、その際この添加剤を加熱器を用いて温める方法において、この加熱器の発熱量を監視することにより改善した方法によって解決される。

この発明は、吹き付ける添加剤、例えばトリアセチンの粘度が、温度に依存するとの考えをベースとしている。取得した、添加剤を温めるための加熱器の発熱量に従って、吹付ノズル又は吹付機構が詰まっているのか、或いは引き続き動作可能であるのか否かを決定することができる。例えば、発熱量が少なすぎると確認された場合、対応するノズルが詰まっている可能性がある。こうすることによって、移送されているフィルタートウ帯状体にトリアセチンを吹き付ける際における噴霧システムの簡単な機能の監視が実現される。発熱量の監視を行うことによって、確認した発熱量にもとづき、吹付システムの動作の正常性が監視されることとなるので、移送されているフィルタートウ帯状体へのトリアセチンの吹付品質も同時に改善される。

例えば、一つの加熱器を用いて、一つ以上の吹付機構、例えば、吹付ノズル用の添加剤を温めるので、特に複数の加熱器の発熱量を監視する。

有利な改善構成では、実際値として検知した発熱量を所定の目標値と比較する。これにより、製造の信頼度の確かな監視が保証される。例えば、フィルタートウ帯状体へのトリアセチンの最適な吹き付けを実現する目標値を設定している、或いは設定する。この目標値の決定は、動的に行うことも、経験的な知見をベースとすることも可能である。目標値を動的に形成する場合、吹付システムが動作している間の発熱量の時間的な変化を監視して、例えば、平均化する。

更に、目標値を、複数の加熱器の発熱量の平均値として算出するのが有利である。こうすることによって、得られた発熱量の可能な変動に応じて、目標値の動的かつ連続的な適合が達成される。目標値の平均値計算は、例えば、すべての加熱器による発熱量の平均によって行うことができる。

これに代わる別の平均では、この平均から、発熱量の（下方又は上方の）極値を除外する。このため、目標値は、加熱器の最大発熱量と加熱器の最小発熱量を除いた、複数の加熱器の発熱量の平均値として算出される。

更に、有利には、加熱器の発熱量の実際値と目標値との差分が所定の通りとなった場合、警報通知の発出と表示の両方又は一方が行われ、その結果、操作者には、トリアセチンを吹き付ける際の変動が、一つ以上の吹付ノズルで起こされている、或いは起こっており、この場合、変動は、まだトリアセチンのほぼ均一な吹付が、十分に保証される許容範囲内に有る。

実際値が、この許容範囲外に有る場合、有利な改善構成では、加熱器の発熱量の実際値と目標値との（第二の）差分が所定の通りとなった時に、添加剤の吹き付けを中断する。これにより、製造の停止が行われ、吹付システム又は吹付ノズルの障害探索を行うとともに、場合によっては、管路の清掃又は吹付ノズルの交換によって、障害を取り除く。同時に、製造の停止によって、欠陥の有るフィルター連続体又はフィルター連続体の部分を取り除くのが低減される。

少なくとも一つのノズルを用いて、添加剤をフィルター材料帯状体に吹き付ける場合、添加剤の均一な吹き付けが実現される。複数のノズルが有る場合、吹き付けが、より一層改善される。

更に、一つのノズルに対する添加剤を、それぞれ一つの加熱器で温めるのが有利である。この場合、一つの加熱器が、ちょうど一つのノズルに割り当てられる。

特に、加熱器のポジスターを用いて、又は加熱用カートリッジを用いて、添加剤を温める。加熱部品として、ポジスターを用いることは、軟化剤の過熱と軟化剤が発火する可能性を排除することを保証するものである。加熱部品として使用するポジスターは、電圧を印加した際に、達成可能な最高温度が、軟化剤の引火点より十分に下のままであるように選定される。例えば、加熱用カートリッジ内に加熱部品としてポジスターを用いることは、温度が上昇した場合に、加熱温度が、軟化剤の引火点に到達しない程度に、加熱部品の電気抵抗を増大させることを実現するものである。ポジスター部品は、ＰＴＣ加熱部品とも称され、その場合、抵抗が、材料の温度により変化する。ポジスターの抵抗は、温度が上昇するにつれて増大する。従って、ポジスターは、所謂、正の温度係数（positive temperature coefficient）を有する。

更に、有利には、添加剤として、トリアセチンをフィルター材料帯状体に吹き付ける。トリアセチンは、フィルター棒状体又はフィルター連続体を製造する際における好適な軟化剤及び結合剤として実証されている。

更に、この課題は、少なくとも一つの吹付機構を用いて、たばこ加工産業の動いているフィルター材料帯状体に添加剤、有利には液体の添加剤を吹き付ける装置であって、その際この添加剤用の加熱器を備えている装置において、この加熱器の発熱量を監視する機器を配備することによって改善した装置によって解決される。

有利な改善構成では、発熱量を監視する機器が、測定設備を備えることを提案し、その結果一つの加熱器又は複数の加熱器の発熱量が容易に検知される。

複数の加熱器が配備されている場合、測定設備が、発熱量を測定するために、複数の測定器を備えるのが有利である。

更に、測定設備が、計算機ユニットと表示器の両方又は一方を備えるのが有利であり、その結果、検知した発熱量に関する測定データが互いに比較されて、記録される。表示器は、故障している吹付ノズルに関する警報通知又は指示を表示する役割を果たす。

更に、一つの吹付機構に対して、それぞれ一つの加熱器を配備するのが有利である。

特に、ポジスターを用いて、或いは加熱用カートリッジとして、加熱器を構成する。

更に、添加剤をフィルター材料に吹き付けるために、吹付機構として、少なくとも一つのノズルを配備し、その際、添加剤、特にトリアセチンの均一な吹付を保証するために、これらの少なくとも一つのノズルに対して、一定の圧力を印加することが可能である。

この課題の別の解決法は、この発明による前述した装置を備えた、たばこ加工産業のフィルター材料帯状体を処理する設備によって実現される。繰り返しを避けることとし、明確には、前述した吹付装置のための実施構成を参照されたい。

この課題の別の解決法は、前述した種類の装置において、加熱用カートリッジ又は所謂オイル予熱器を使用することである。オイル予熱器は、例えば、ダンフォス（Danfoss ）社の「ＦＰＨＢ ３」の名称で知られている。このオイル予熱器は、ＰＴＣ加熱部品を備えている。この発明では、添加剤又はトリアセチン用の加熱部品又は加熱器としてのＰＴＣ部品の発熱量を監視し、その結果、動いているフィルタートウ帯状体へのトリアセチンの均一な吹き付けが実現される。

以下において、この発明について、図面と関連した実施例にもとづき、例を挙げて述べるが、この発明の一般的な技術思想を制限するものではなく、この発明の文章で詳しく説明されていないその他の詳細に関しては、図面を参照されたい。

以下において、図面では、同じ構成要素又は同様の部分には、同じ符号を付与しており、その結果、それぞれ新たな用語が不要となっている。

図１には、平坦に広げられたフィルタートウ２又はフィルター材料帯状体に軟化剤、例えば、トリアセチンを吹き付けるための装置１が図示されている。フィルタートウ２は、移送方向Ｆにもとづき、右から左に運ばれる。

この装置１は、たばこ加工産業の模式的に示したフィルタートウ処理設備Ｖの構成要素である。出願人のこのような装置は、例えば、ＡＦ２、ＡＦ３、ＡＦ４の名称で知られている。

装置１の下方領域には、噴霧ノズル３が、互いに所定の間隔を空けて配置されている。噴霧ノズル３は、それぞれ精密な噴霧円錐４を形成する。噴霧ノズル３は、均一で一定の噴霧模様を形成するために、有利には、等間隔で平面に配置される。噴霧ノズル３を用いて、軟化剤の細かく、霧状の中空円錐形の飛散を実現している。このためには、特に、所謂軸方向中空円錐ノズル（Axial-Hohlkegeld⁷sen）が適している。

最適な液滴の大きさと速度を保証するために、噴霧ノズル３は、一つ以上の供給源から一定に保持された系圧力を供給されている。発生した噴霧模様のために、噴霧円錐４を覆うことができる。噴霧ノズル３は、フィルタートウ２の下に配置されており、通過して行くフィルタートウ２に対して、下方から吹き付けている。噴霧ノズル３とフィルタートウ２の間には、特にモーターで駆動される、移動可能なカバー薄板７が配置されており、その結果、噴霧円錐４の噴霧面を限定して、吹付面１２に渡っての軟化剤の吹き付けを実現している。更に、吹付面１２は、その大きさを変更可能である。吹付面１２の大きさは、用途とフィルタートウの種類又はフィルタートウの量に応じて拡大又は縮小することが可能であり、その場合、噴霧ノズル３は、依然として一定の供給圧力を印加されている。このことは、全体として一定の噴霧模様を形成するものである。

更に、噴霧ミスト４の軟化剤粒子のフィルタートウ２へのより良い付着を実現するために、電源１０、特に高圧電源を配備しており、その結果、噴霧粒子は、電荷を持つようになる。フィルタートウ２に電荷を印加することは、例えば、特許文献５に開示されている。

軟化剤のフィルタートウ２への吹付量の制御は、必要に応じて、噴霧円錐４の噴霧面をより大きく又はより小さく覆う移動可能なカバー薄板７によって行われる。カバー薄板７は、例えば、しなやかなばね鋼板として構成され、モーターとスピンドルの両方又は一方により、フィルタートウの方向に動かされる。

フィルタートウ２の上には、ロール９によって回転される、装置１の全長に渡って回転するベルト５が構成されている。このベルト５は、フィルタートウ２の方を向いた面で、フィルタートウ２によって取り込まれなかった軟化剤を回収する。このベルト５は、ベルト５上の余ったトリアセチンを取り去るために、方向転換した後、掻き落しエッジ６の下に誘導される。この場合、ベルト５の速度は、有利には、軟化剤の液滴が、方向転換の際に剥がれ落ちてしまう限界値以下とする。従って、ベルトの速度は、有利には、フィルタートウの速度より大幅に低い。この装置１の出口には、互いに平行に配置された噴霧ミスト用の柵８が形成されており、この柵は、出来る限り少ない軟化剤が、装置１から放出されることを実現するものである。有利には、この装置１は、筐体を備える。

ベルト５により回収された軟化剤の分量は、ベルト５に対して交差して配置された掻き落しエッジ６によって掻き落される。この場合、軟化剤の液体は、この装置１の下方の領域に再び達する。この場合、下方の周縁部の液体は、勾配を付けることも可能な一種の桶又は受け皿に集められる。吹き付けの際に余った分量は、戻り管１１を通して排出されて、噴霧ノズルに供給するための貯蔵タンクに戻される。

図２ａと２ｂには、この装置１の模式的な斜視図が図示されており、ここでは、見易くするために、相応の部分を省略している。噴霧ノズル３は、フィルタートウ２の下に規則的な間隔を空けて配置されており、二次元の噴霧面又は吹付面１２を形成している。軟化剤の供給圧力を一定にすることによって、噴霧ノズル３を用いて、軟化剤のフィルタートウ２への均一な吹き付けが実現される。ベルト５の上側の掻き落しエッジ６は、ベルト５の進行方向に対して交差して配置されており、その結果、ベルト５により回収された液体は、ベルトの少なくとも片側に運ばれて、このエッジで下に落とされ、受け桶又は受け皿に収容される。図２ｂに示した通り、カバー薄板７は、移動可能であり、その結果、吹付面１２を拡大又は縮小することができる。

図３には、一列に並んで配置された複数の吹付けノズル又は噴霧ノズル３の配列が模式的に図示されている。各噴霧ノズル３は、それぞれ加熱用カートリッジ３１上に配置されている。これらの加熱用カートリッジ３１は、供給されたトリアセチンを所定の温度に温めており、その結果、トリアセチンは、次に噴霧ノズル３によって霧状化される。各加熱用カートリッジ３１は、その内部に、それぞれポジスター３２とサーモスタット３３を備えている。加熱用カートリッジ３９又はポジスター３２の発熱量を電気的に検出するために、ポジスター３２とサーモスタット３３は、それぞれ測定器３５と接続されている。更に、発熱量の測定値を相互に比較、処理するために、これらの測定器３５は、計算機ユニット３６と接続されている。

それぞれ加熱用カートリッジ３１に供給された、加熱用カートリッジ３１を貫流するトリアセチンの液体が温められるのに応じて、加熱量カートリッジ３１が、温めるために取り入れる電力が少なくなる。従って、温かいトリアセチンの液体を加熱する、或いは温めるのに必要な電力消費量は少ない一方、冷たいトリアセチンの液体の電力消費量は大きい。

測定器３５を用いて監視している発熱量は、計算機ユニット３６に伝えられ、その結果、伝えられた加熱量から、更なる、或いはそれに続く比較測定に対する目標値として、平均値を求める。例えば、最も高い値と最も低い値の発熱量を除いて、確認した発熱量の値のすべてを取り入れることによって、平均値を求める。検知した発熱量の実際値が、目標値の所定の範囲を上回った、或いは下回った場合、警報を発して、表示する。警報通知は、計算機ユニット３６から表示器３４に送られる。実際値と目標値との差分結果が、大きい方の許容範囲外である限り、トリアセチンのフィルター材料への吹き付けが中断される。この場合、場合によっては、トリアセチン用の供給管を清掃するか、或いは場合によっては、詰まった吹付ノズルを交換することができる。

この発明の対象によって、吹付機構又は吹付ノズルの動作の監視が実現されるので、トリアセチンを動いているフィルター材料帯状体に吹き付ける際の製造の信頼度が改善される。こうすることによって、各個別の吹付ノズルの簡単な動作の監視が実現される。

吹付装置の横断面図 図１の装置の断面の斜視図 図１の装置の断面の斜視図 測定設備を備えた吹付ノズルの模式図

符号の説明

１ この発明による装置
２ フィルタートウ
３ 噴霧ノズル
４ 噴霧円錐
５ ベルト
６ 掻き落し用エッジ
７ カバー薄板
８ 柵
９ ロール
１０ 電源
１１ 戻り管
１２ 吹付面
１３ 受け皿
３１ 加熱用カートリッジ
３２ ポジスター
３３ サーモスタット
３４ 表示器
３５ 測定器
３６ 計算機ユニット
Ｆ 移送方向
Ｖ フィルタートウ処理設備

Claims (20)

1. 少なくとも一つの吹付機構（３）を用いて、たばこ加工産業の動いているフィルター材料帯状体（２）に添加剤、有利には液体の添加剤を吹き付ける方法であって、その際この添加剤を加熱器（３１）を用いて温める方法において、
   加熱器（３１）の発熱量を監視することを特徴とする方法。
2. 複数の加熱器（３１）の発熱量を監視することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 発熱量の実際値と目標値を比較することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 当該の目標値を、複数の加熱器（３１）の発熱量の平均値として算出することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 当該の目標値を、加熱器の最大の発熱量と加熱器の最小の発熱量を除いて、複数の加熱器（３１）の発熱量の平均値として算出することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 加熱器（３１）の発熱量の実際値と目標値の差分が所定の通りとなった場合、警報通知の発出と表示の両方又は一方が行われることを特徴とする請求項３から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 加熱器（３１）の発熱量の実際値と目標値の差分が所定の通りとなった場合、添加剤の吹き付けを中断することを特徴とする請求項３から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 少なくとも一つのノズル（３）を用いて、フィルター材料帯状体（２）に添加剤を吹き付けることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. 一つのノズル（３）に対する添加剤を、それぞれ一つの加熱器（３１）によって温めることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 加熱器（３１）のポジスター（３２）を用いて、或いは加熱用カートリッジ（３１）を用いて、添加剤を温めることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
11. 添加剤として、トリアセチンを吹き付けることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
12. 少なくとも一つの吹付機構（３）を用いて、たばこ加工産業の動いているフィルター材料帯状体（２）に添加剤、有利には液体の添加剤を吹き付ける装置であって、その際この添加剤用の加熱器（３１）を配備している装置において、
    この加熱器の発熱量を監視する機器を配備していることを特徴とする装置（１）。
13. この装置（１）が、発熱量を監視するために、測定設備（３５）を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の装置（１）。
14. 測定設備（３５）が、発熱量を測定するために、複数の測定器（３５）を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の装置（１）。
15. 測定設備（３５）が、計算機ユニット（３６）と表示器（３４）の両方又は一方を備えていることを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか一つに記載の装置（１）。
16. 一つの吹付機構（３）に対して、それぞれ一つの加熱器（３１）を配備していることを特徴とする請求項１２から１５までのいずれか一つに記載の装置（１）。
17. 加熱器（３１）が、ポジスター（３５）を用いて、或いは加熱用カートリッジ（３１）として構成されていることを特徴とする請求項１２から１６までのいずれか一つに記載の装置（１）。
18. 吹付機構（３）として、少なくとも一つのノズル（３）が配備されていることを特徴とする請求項１２から１７までのいずれか一つに記載の装置（１）。
19. 請求項１２から１８までのいずれか一つに記載の装置（１）を備えた、たばこ加工産業のフィルター材料帯状体（２）を処理する設備（Ｖ）。
20. 請求項１２から１８までのいずれか一つに記載の装置（１）において、加熱用カートリッジ（３１）を使用すること。

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