JP2008526192A - 空洞の粒子充填を用いた並列シガレットフィルタ結合技術 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質で、処理速度が速く、労力の必要性を低減し、かつ材料無駄を低減した装置及び方法を提供する。
【解決手段】シガレットフィルタを形成するための装置は、単一又は複数サイズのフィルタ構成要素を形成するための単一又は複数（１４、１６）のホッパーシステムを含む。空間をその間に有するフィルタ構成要素は、部分的に包まれ、次に、媒体がフィルタ構成要素間の空間内に堆積する少なくとも１つの媒体付加ホイール（３６）に搬送される。カバーキャップ（５０）が形成されて、媒体ホイールの下流の部分包装フィルタ構成要素の上に置かれ、それによってフィルタ構成要素を完全に包む。その後、完全に包まれたフィルタ構成要素は、チッピング紙を用いてタバコロッドに接合される。シガレットフィルタを形成する方法も開示する。
【選択図】図１

Description

本出願関連の相互参照
本出願は、全ての有用な目的に対して２００４年１２月３０日出願の米国特許仮出願出願番号第６０／６４０，５３１号の恩典を請求するものであり、その明細書及びその図面は、本明細書において引用により組み込まれている。

タバコ製品の生産ラインは、多くの場合、望ましい最終結果を得るために連続した又は一連のドラムを通じた連続方式で長いロッド状物品を処理する段階を伴う。そのような生産ラインは、一例として商標「ＰＲＯＴＯＳ」の下でドイツ、ハンブルグ所在の「Ｈａｕｎｉ Ｍａｃｈｉｎｅｎｂａｕ ＡＧ」から入手可能な機械のような単純なタバコ加工装置（シガレットロッドメーカ又は「メーカ」）と、一例として商標「ＭＡＸ」の下でドイツ、ハンブルグ所在の「Ｈａｕｎｉ Ｍａｃｈｉｎｅｎｂａｕ ＡＧ」から入手可能な機械のようなフィルタロッド装置（チッピングマシン）と、パッキングマシンとを含むことができる。

連続した流れで製造されるフィルタアセンブリへの粒子の送出に関連していくつかの特許がある。例えば、Ｈａｌｌに付与された米国特許第４４１１６４０号は、プラグが連続方式で給送されるフィルタマウスピースを形成するための装置を開示している。分離手段を使用して間隙が形成され、それらの間隙に媒体ホイールによって材料が充填される。Ｂｕｄｊｉｎｓｋｉ、ＩＩ他に付与された米国特許第５２２１２４７号は、同様の装置及び方法を教示している。

フィルタ結合の組立技術に関連する特許もある。例えば、Ｒｕｄｓｚｉｎａｔに付与された米国特許第３３０６３０６号は、フィルタ構成要素を生産するための公知の２ホッパー設計を教示している。標準サイズのフィルタロッドが、２つのホッパーから一連の切断用、千鳥配置用、分散用、及びアラインメント用ドラムに給送される。どのホッパーと対応するドラムをフィルタが通過するかに応じて、第１又は第２のサイズのフィルタが生産されることになる。Ｈｉｒｏｓｅ他に付与された米国特許第４８１５４８１号はまた、機械を通してフィルタチップ及びチップの半切れを給送し、これらの２つの構成要素をシガレットと共に接合するための２ホッパー設計を教示している。

Ｓｔｅｌｚｅｒ他に付与された米国特許第３３０８８３２号は、同一材料の２ロッド状外側フィルタと粒状材料の中間又は内側フィルタとを含む最終又は単位長さのフィルタマウスピースを形成する生産方法を開示している。同じく開示されているのは、より複雑なフィルタを形成するための単位サイズの複数の中間フィルタを形成する方法及び装置である。
米国特許出願公開第２００３／００３４０８５号は、計量した顆粒状粒子を空洞に充填するための装置及び方法を教示している。

対照的に、本発明は、フィルタ構成要素の並列結合、並列方法での空洞の充填、及び紙キャップの追加を提供する。
フィルタ構成要素を結合するのに使用される従来技術の制限の１つは、構成要素の互いに対する、並びにフィルタアセンブリの最終切断部に対する構成要素の位置決め（位置）である。複数の構成要素を直列の流れに移行する工程は、意図しない間隙、誤った長さの構成要素、又は構成要素の完全な欠如が存在する結果をもたらすことが多い。これらの問題に加えて、直列フィルタアセンブリが紙に包まれて密封された状態で、連続した直列フィルタアセンブリは、次に、ある一定の長さに切断される。この切断工程は、切断の位置決めとフィルタの全長という不適合製品を生成する２つの付加的な領域を作り出す。対照的に、本発明は、これらの問題全てではないとしても、大部分を解消する技術を提供する。構成要素間の意図しない間隙の問題は、これらの技術で完全には解消されないが、完成品に与える影響を最小にすることになる。従来の工程では、フィルタ構成要素間の意図しない間隙は、直列流れ全体の位置を変化させ、最終切断の位置決めに影響を及ぼしかねない。対照的に、本発明が提供する処理は、構成要素の不整合なアセンブリが１つのフィルタアセンブリのみに影響を及ぼすことになることを保証する。検査技術は、不適合アセンブリを識別して除去することを可能にすることになる。

更に、空洞を充填する従来技術によれば、これらの粒子が、ポケット領域の外側ではあるがフィルタ外被の下で最終的に捕捉される可能性は、許容限界を超えている。これらの粒子は、フィルタがシガレットと結合されてチッピング紙で包まれた時に、例えば、最終的にフィルタの露出端部近くの区域にあることにより、消費者に見えるようになるであろう。従来技術は、この可能性を除くためにいくつかの異なる方法を使用した。この散乱に関してフィルタを検査する技術、又は製品の端部を塞ぐためにフィルタアセンブリを付加的な中実アセテートフィルタ構成要素と結合することは、従来技術で使用された２つの方法の例である。これらの方法は、両方とも高価であり、生産の無駄を増大し、製造工程全体を複雑にする。

本発明が提供する技術は、粒子の散乱をほぼ完全に解消する。空洞充填処理の前に第１の包装紙がフィルタ構成要素アセンブリに取り付けられるために、紙とフィルタ構成要素の間に粒子が捕捉される可能性が最小になる。ドラムから移送された全ての粒子が最終的に空洞にあるとは保証されていないが、フィルタアセンブリの表面上に粒子が静止することができる区域はない。紙キャップが付加された状態で、粒子は空洞に保持される。

結合したフィルタを組み立てる従来の方法は、生産性に関連するいくつかの要素によっても制限されている。プラグフィルタアセンブリを作るために２つの異なる構成要素の結合する処理では、紙を付加してフィルタアセンブリを切断することができるようにアセンブリを直列流れの中に移送するのに使用する技術は、通常は、４００メートル／分未満に制限される。構成要素の構造が複雑さを増し、又は粒子を充填した追加の空洞が導入されると、この最大速度は、２５０メートル／分未満に低下する。一例として典型的な１０８ミリメートルフィルタを使用すると、これらの従来の工程は、毎分１，９００から３，８００個のフィルタアセンブリを生産することができ、制限要素は、送出ドラムから空洞に粒子を送出する機能になる。過去の経験は、これらの従来の工程が３００メートル／分の線速度まで有効かつ効率的に作動することができることを示している。対照的に、本発明は、毎分８，０００フィルタまでを生産することができる並列方法を提供する。
最後に、本発明は、特に機械始動時と機械停止時における材料の無駄を有意に低減する処理を提供する。不適合フィルタの最小化による無駄の低減も実現されるはずである。

米国特許仮出願出願番号第６０／６４０，５３１号 米国特許第４４１１６４０号 米国特許第５２２１２４７号 米国特許第３３０６３０６号 米国特許第４８１５４８１号 米国特許第３３０８８３２号 米国特許出願公開第２００３／００３４０８５号 米国特許第５５３３６１０号

本発明は、フィルタ構成要素が並列方法で組み立てられ、紙で包まれ、かつ空洞が充填されることになる、粒子で充填された空洞を有する結合シガレットフィルタを生産することになる新しい機器群を提供する。本発明は、フィルタ構成要素を組み立て、包装紙を付加し、１つ又は複数のポケットに粒子を充填する方法を全て並列形式で提供する。その結果は、高品質で、処理速度が速く、労力の必要性を低減し、かつ材料無駄を低減した装置及び方法である。

機器群が空洞充填結合フィルタを生成すると考えられるこの第１の実施形態に加えて、第２の実施形態は、この結合技術をシガレット組立工程に融合させ、フィルタを結合し、空洞に粒子を充填し、次にフィルタアセンブリをタバコロッド構成要素と融合して、全てを１つの機器群又はモジュールでシガレット作製を完了する。
上述のものに加えて本発明の新しい特徴及び利点は、同じ参照文字が同じ部分を意味する添付図面と共に好ましい実施形態の以下の詳細説明を読むことにより当業者には容易に明らかであろう。

図１のフィルタ構成要素アセンブリは、フィルタ構成要素を処理して完成結合フィルタを形成する本発明の一実施形態を示している。ここで、図１の方法及び装置をより詳細に以下に説明する。
フィルタアセンブリ１０は、構成要素ホッパー１４、１６を通じて機械に入ると考えられる基本構成要素から結合された複数セグメント１２の組合せである。完成フィルタアセンブリは、１つだけの又は複数の独特な基本フィルタ構成要素１２の組合せにすることができるであろう。この種の結合技術の例は、本明細書において引用により組み込まれている本出願人に譲渡された米国特許第５５３３６１０号に説明されているような「Ｈａｕｎｉ Ｍｕｌｆｉ −ＧＣ」又は「Ｄｕａｌ Ｈｏｐｐｅｒ Ｍａｘ」である。

結合技術により、結合フィルタの形成のための第１のフィルタロッドの準備が可能になる。フィルタロッドは、ホッパーシステムを通じて給送され、そこでそれらは、切断され、千鳥に配置され、整列させられ、分離され、かつそれ以外に処理されて、長さを含む所定の特性を備えた構成要素が得られる。フィルタ構成要素は、次に、それらがいずれかの所定の構成に配置される第１のドラム１８上に置かれる。構成要素は、真空又は他の固定手段によって第１のドラムの溝２０の所定位置に保持され、第２のドラム２２に搬送される。

フィルタアセンブリを構成する複数のフィルタ構成要素の組立と整列に続いて、あらゆるシガレットチップ組立機械に対して典型的な既存の技術を利用して、アセンブリに包装紙２４を付加することができる。例えば、構成要素は、第２のドラムに移送して、そこで構成要素を部分的に包むことができる。部分包装は、第１のプラグ外被供給装置２６から第２のドラムにプラグ外被２４を給送することによって形成される。プラグ外被は、パターン化した糊の付加のような接着剤付加２８を行い、部分包装に対するフィルタ構成要素の配置を助けることができる。第２のドラムのドラム溝に紙が接触する時に、個別ナイフ３０を備えたホイールが紙と接触して紙を部分包装パッチ３２に切断する。この処理は、フィルタアセンブリの円周周りの紙を部分的にのみ包む。包装の分量は、製品が必要とすると考えられる粒子充填の分量に依存するであろう。部分包装は、フィルタアセンブリの円周周りの円弧の２５０及び３００度の間を覆うことができる。

部分的に包んだ構成要素は、次に、搬送装置３４に移動する。図１に示す搬送装置は、溝付きポケットを備えたベルトを含むが、処理のその後の段階を通して部分包装ロッドを移動させるあらゆる手段を含むことができると考えられる。回転ドラムの表面上を移動していたフィルタアセンブリは、それが直線的に移動するドラムからベルトまで移送されるのと同じ相対速度を維持する。フィルタアセンブリがベルト構成に移る時に、部分包装フィルタアセンブリは、アセンブリの包まれない部分が上向きになるように（すなわち、包まれない区域が溝付きポケットの底部と正反対になるように）位置決めされる。

処理のこの時点で、部分包装フィルタ構成要素１２の間に空間が残る。部分包装物は、粒子をフィルタ構成要素の間のポケットに送出することができるように搬送手段に沿って平行であるが直線的な方向に搬送される。粒子の送出は、自由落下ダンプ、ポケット付きチェーン、又はポケット付き充填ドラムのようないくつかの方法で行うことができるであろう。一例によれば、真空アシスト計量ドラム（又は、「媒体ホイール」）３６を使用することができる。ドラム３６は、フィルタにほぼ整列した、より具体的には、フィルタ構成要素間のポケットに整列した空洞及び溝を有することができる。真空アシスト計量ホイールは、その周囲に沿って、ホイールがホッパーを通して回転する時に粒子をポケットに吸引する真空プレナムと連通状態になる１つ又はそれよりも多くの列のポケットを含む。更に回転すると、真空が中断されて粒子が放出される。ドラム充填技術は、ドラムの幅にわたってポケット３８の数を増すことを含むいくつかの方法のいずれかで修正することができる。図１は、フィルタアセンブリが４つの空洞を有するので粒子がフィルタアセンブリに送出される４つのポケットを示しているが、他の構成も考えられている。第１のポケット付き充填ドラム３６は、フィルタ当たり１つ又はそれよりも多くのポケットを充填するチャコール及び／又は香料のような１つ又はそれよりも多くの添加物を受け入れるように設計することができる。顆粒状媒体が、次に、部分包装物に残されたポケット内に移送される。

部分包装アセンブリは、次に、第２のポケット付き充填ドラム３８に輸送することができる。このようなドラムを使用して、空洞が完全に充填されるのを保証し、又は異なるポケットに異なる粒子を送出することができると考えられる。後者の場合には、シガレットロッドに取り付けられた部分である完成フィルタセグメントは、複数のフィルタ構成要素と粒子が堆積した２つの空洞とによって構成されるであろう。

望ましい種類と量の顆粒がポケット内に移送された状態で、フィルタアセンブリは、平行な方向にドラム４０まで継続し、そこでフィルタアセンブリに包装紙４２が付加される。第１のプラグ包装作業と同様の方法で、第２のプラグ外被供給装置４４から第３のドラム４０にプラグ外被４２を給送することによって第２のプラグ包装が形成される。プラグ外被は、部分包装部に対するフィルタ構成要素の配置を助ける付加された接着剤４６を含むことができる。プラグ外被が第３のドラムに接触する時に、ナイフホイール４８が紙に接触して紙をキャップ用紙パッチ５０に切断する。この紙キャップの幅は、フィルタアセンブリの包まれていない円周の分量に依存すると考えられる。紙キャップは、通常は、元の外被を各側で１０度だけ上包装するであろう。すなわち、部分包装部は、紙キャップ５０と接触してキャップ付きプラグ外被を形成する。

紙キャップの付加に続いて、アセンブリは、直線移動ベルトからポケット付き回転ドラムまで移送して戻されるであろう。アセンブリは、次に、通常の圧延処理を通過して紙キャップの適正な付着を保証することができる。完全なフィルタアセンブリは、次に、公知の検査装置を更に通過し、機械から結合フィルタを取り外すコンベヤに移送される前に、フィルタ構成要素の各々の有無を確認することができるであろう。

図２に示す代替的な実施形態では、同じ技術を使用してフィルタアセンブリを構成し、特に、フィルタアセンブリを包装し、空洞を充填し、紙キャップを付加し、完成品を検査する。しかし、図２に示すフィルタアセンブリは、１対のタバコロッドに取り付けられる必要な構成要素を含む。
図１に対して説明したものと同様のフィルタアセンブリの検査に続いて、２倍幅のフィルタアセンブリ１０を、次に、フィルタをタバコロッド６２に合流させることができる合流ドラム６０に移送することができる。

合流ドラムは、単一の分離したタバコロッド６２を受け入れる。ロッドは、第１の２重タバコロッド６４を第１のタバコ処理ドラム６６に給送することによって形成される。２重ロッドは、合流ホイール６０で実施する合流作業に対してそれらを整列させるために、図２に示すように６８で切断されて、次に分離される。
フィルタアセンブリは、切断して分離した２重シガレット対の間の間隙内に給送される。この時点から、典型的なシガレットフィルタ組立技術を使用して、２重シガレットアセンブリを一緒に押してチッピング紙７０を付加する。例えば、チッピングパッチ７２は、チッピング紙供給装置７４からチッピングパッチドラム７６にチッピング紙を給送することによって形成することができる。チッピング紙がドラムに接触する時に、個別ナイフ７８を備えたホイールが紙に接触し、紙をチッピング紙パッチ７２に切断する。完成フィルタ１０及びタバコロッド６２は、チッピング紙７０に接触し、周方向に折り曲げられてチップ付き２重シガレットを形成する。チップ付き２重シガレットは、次に、付加的なドラム８０、８２、８４に沿って搬送することができ、そこで２重シガレットは、８６で半分に切断され、互いに相対するフィルタ端部を備えた２つの単独のシガレットを形成する。シガレットは、次に、いずれかの所定の方法でシガレットをパッケージ化することができるように、それらを同じ方向に向ける装置を通して給送することができる。

完成品に対して典型的な検査技術を使用し、あらゆる不適合製品を製品の流れから取り除くことができる。シガレットロッドに結合される前に検査したフィルタアセンブリはまた、フィルタアセンブリが仕様に適合しないと判断された場合は、処理の最後で生産の流れから取り除くことができる。
図３は、粒子を送出するために充填チェーン又はベルト１０２を使用する空洞充填に対する代替的な実施形態１００を示している。それ以外は、この実施形態は、図１に示すものと同様であり、同じ部分を識別するために同じ参照文字を使用している。この実施形態は、特に図１及び２に関連して上述した方法及び装置と共に使用することができると考えられる。

開示した実施形態によって方法及び装置を詳細に説明したが、この開示は、本発明を制限することを意味するものではなく、本発明から逸脱することなく、開示した詳細な実施形態の態様を調節又は変更することができると考えられる。例えば、本発明によって得られる恩典を変更せずに、他のフィルタ構成要素のサイズ及びレイアウトを考えることができるであろう。

本発明の第１の実施形態による多重構成要素シガレットフィルタ製造工程及び装置を概略的に示す図である。 装置の特定位置での詳細を示す図１の拡大部分を示す図である。 ２重フィルタ結合を処理して完成シガレットを生成する本発明の第２の実施形態の概略図である。 空洞充填装置がポケットを備えた粒子充填チェーン又はベルトである本発明の第３の実施形態の概略図である。

符号の説明

１４、１６ ホッパーシステム
３６ 媒体付加ホイール
５０ カバーキャップ

Claims (17)

1. シガレットフィルタを形成するための装置であって、
   フィルタ構成要素の組を形成するための単一又は複数のホッパーシステムと、
   前記フィルタ構成要素の組を部分的に包むための部分包装手段と、
   前記部分包装フィルタ構成要素の組を移送するための搬送手段と、
   前記部分包装したフィルタ構成要素の組の中に媒体を分配するための少なくとも１つの媒体ホイールと、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 前記フィルタ構成要素は、該構成要素間に空間を有して部分的に包まれ、
   前記媒体ホイールは、前記フィルタ構成要素間の前記空間内に媒体を分配する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記フィルタ構成要素間の前記空間内に媒体を分配するための一方が他方の下流にある２つの媒体ホイールを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. カバーキャップを供給して、該キャップを前記媒体ホイールの下流の前記部分包装フィルタ構成要素上に置き、それによって該フィルタ構成要素を完全に包むための完全包装手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. シガレットロッドを送出して前記完全包装フィルタ構成要素に整列させるためのシガレットロッド供給手段と、該フィルタ構成要素及びタバコロッドをチッピング紙を用いて互いに接合するための手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 計量ホイールが構成されて、前記フィルタ構成要素が回転ドラムの溝に沿って配置された時に該構成要素間の前記空間に媒体を移送するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
7. 前記搬送手段は、ドラムの外側上に、フィルタ形成中に前記フィルタ構成要素を保持して移送するように構成されて配置された縦方向の溝を備えた複数の回転ドラムを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. シガレットフィルタを形成する方法であって、
   フィルタ構成要素の組を形成する段階と、
   前記フィルタ構成要素の組を部分的に包む段階と、
   前記部分包装したフィルタ構成要素の組を搬送する段階と、
   １つ又はそれよりも多くの媒体ホイールを使用して、前記部分包装したフィルタ構成要素の組の中に媒体を分配する段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
9. 前記フィルタ構成要素を互いに離間させる段階、及び該空間を媒体で充填する段階を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記部分包装フィルタ構成要素の上にカバーキャップを置くことによって該フィルタ構成要素を完全に包む段階を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記完全包装フィルタ構成要素にタバコロッドを接合する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記完全包装フィルタ構成要素の各端部にタバコを接合し、該フィルタ構成要素を半分に切断して、それによって１対のシガレットを生成する段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記分配する段階は、離間したフィルタ構成要素が回転ドラムの溝に沿って配置された時に該構成要素間の前記空間に媒体を移送する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
14. 前記搬送する段階は、前記フィルタ形成処理中に前記フィルタ構成要素を回転ドラムの溝の間で移送する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
15. 請求項８に記載の方法に従って構成されたフィルタにタバコロッドを結合する段階、
    を含むことを特徴とする、シガレットを製造する方法。
16. 各々がフィルタ構成要素の所定の配置を有するフィルタロッドを生成する方法であって、
    搬送の経路に沿った離間した位置で、かつ前記所定の配置に従って、該搬送の経路に沿って互いに対して相互に平行な関係で移動されるフィルタロッド構成要素の組を反復的に確立する段階と、
    前記搬送経路に沿った位置で各組に対して粒子状材料を給送する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法に従って作られたフィルタロッドにタバコロッドを結合する段階、
    を含むことを特徴とする、シガレットを製造する方法。

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