JP2015133948A - 流体供給方法及びノズル - Google Patents

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Abstract

【課題】製造用件に適応するように位置を変更可能なオリフィスを備えたノズルによる流体の適用方法の提供。【解決手段】タバコ産業の装置において、キャリア2の上に流体を少なくとも1つのノズル4で供給する方法であり、前記流体は流体容器10から供給装置11によって前記ノズル4に供給され、前記ノズル4は本体12及び少なくとも1つの可動部材13を備え、前記流体は前記ノズル4の出口オリフィスを通して前記キャリア2上に供給される。前記ノズル4の前記出口オリフィスの相互位置は、調整機構19によって変化させる。【選択図】図2

Description

本発明の対象は流体供給方法及び流体供給用ノズルである。
タバコ産業において、フィルタ、シガレット、シガリロなどの様々なロッド状物品が製造されている。これらの物品は本明細書では概してロッドという。タバコ及びフィルタロッドは連続タバコロッド又はフィルタロッドをそれぞれ個別のロッドに切断する機械で製造される。このように製造されたロッドは次にフィルタシガレットを製造するために使用される短い区分に切断される。現在、単一のフィルタ材料からなるフィルタと、複数の異なる材料からなるフィルタ、いわゆるマルチセグメントフィルタの両方が使われている。1種類のフィルタ材料を含有するロッドは、フィルタ繊維ストランドを包み紙で包んで形成した連続フィルタロッドを切断することによって形成される。マルチセグメントロッドは異なるフィルタ材料の複数のセグメントを包んで形成した連続ロッドを切断することによって形成される。ロッド製造のすべての場合において、前記連続ロッドを切断するために、周囲にナイフが設けられた回転カッティングヘッドが使用される。単一の材料からなるフィルタの場合も複数のセグメントフィルタからなるフィルタの場合も、フィルタの中身、例えば成分は包み紙に関して移動しないことが期待され、一般に使用されるセグメント固定方法はセグメントを通常単一の接着剤通路又は複数の接着剤通路の形態の接着剤によって包み紙に接着するものである。タバコロッドの場合もフィルタロッドの場合も、包み紙の縁を接合する継ぎ目が形成されるが、通常1又は2つの接着剤通路が使用される。現在、タバコ製造業者は種々のフィルタ材料並びに種々のフィルタ包み紙を使用している。フィルタ材料と包装材料を接着剤で接合する観点からすれば、極めて重要な問題は接着すべき表面の間の空間内への接着剤の広がり及び包装材料及びフィルタ材料の構造内への接着剤の浸透である。新しいフィルタ材料並びに新しい種類の包装材料は、新しいフィルタ材料と新しい包装材料の新しい継目を与えるために、これまで使われていた種類の接着剤と異なる粘度及び密度を有する新しい種類の接着剤の使用を必要とする。包装材料(以後キャリアという)はアルミニウム箔又はプラスチック箔とすることもできる。マルチセグメントフィルタロッドを製造するために、滑らかで多孔質のセグメントを多孔室の包み紙を用いて単一のロッド内に加えることができる。接着剤は接着した要素内において浸透の程度が異なり、そのために接着剤が包み紙を通して漏れないように、適正な接着剤通路のパラメータ、特に供給する接着剤の量を維持することが極めて難しいという問題がある。包み紙を通して漏れる接着剤は連続ロッド及び完成ロッドを案内する部材の汚染を生じる。装置の部材に堆積した接着剤は除去しなければならず、そのために製造装置を停止する必要があり、加えてロッドの品質が低下する。製造業者側では、極めて高い圧力の下で極めて厚い接着剤を供給することが要求される。さらに、接着剤は製造装置の出力に適応した可変出力で供給しなければならないことが指摘されている。通常、供給する接着剤の圧力は、変化するロッドの製造速度に応じて供給する接着剤の量を調整するために変更される。既知の解決方法では、変化しやすいロッド製造速度に対応することは、供給される接着剤通路が不安定なパラメータを有し、すなわち、異なる厚さを有し得る。さらに、例えば光学的方法を用いて接着剤通路の品質を直接検査する方法は様々な生産条件における試験に合格しなかった。タバコ産業で使用されているノズルは、欧州特許出願公開第1002468号明細書、米国特許第5,263,608号明細書、欧州特許第1442665号明細書等の文献に開示され、既知の解決方法は、ノズルの出口オリフィスの直径が一定であること並びにノズル間の距離が一定であること及び接着剤通路が設けられるキャリアの長手方向縁までの距離が一定であることを特徴とする。先行技術として知られている米国特許第5,129,356号明細書は、一定の間隔を有する2つのオリフィスが設けられたノズルを開示しているが、それらの出口オリフィスは1種類の接着剤を供給するものである。また、一定の相互位置を有する3つの出口オリフィスを開示する英国特許第1305023号明細書も知られている。
欧州特許出願公開第1002468号明細書 米国特許第5,263,608号明細書 欧州特許第1442665号明細書 米国特許第5,129,356号明細書 英国特許第1305023号明細書
本発明で解決すべき問題は、製造要件に適応するように、位置を変更可能な出口オリフィスを備えた改良型ノズルを開発することであり、また同時に、相互の位置を変更可能な複数の接着剤通路の形成を容易にすることである。
本発明の要旨は、タバコ産業の装置において、少なくとも1つのノズルによってキャリアの上に流体を供給する方法にあり、前記流体は流体容器から供給装置によって前記ノズルに供給され、前記ノズルは本体及び少なくとも1つの可動部材を備え、前記流体は前記ノズルの少なくとも2つの出口オリフィスを通して前記キャリア上に供給される。本発明によるノズルは、ノズルの前記少なくとも2つの出口オリフィスの相互位置が調整機構によって変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルの出口オリフィスによって種々の流体が供給されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記出口オリフィスの少なくとも1つの表面積が変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルの出口オリフィスの表面積が供給される前記流体の圧力に応じて変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルの出口オリフィスの表面積が供給される前記流体の圧力が一定に維持されるように変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルの出口オリフィスの表面積が供給される前記流体の圧力に比例して変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルの出口オリフィスの表面積が、前記流体の種類、前記流体の温度、前記キャリアの移動速度、前記キャリアの種類、前記供給装置の出力などのパラメータの少なくとも1つに応じて変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルの出口オリフィスの表面積が、前記流体の圧力、前記流体の温度、前記キャリアの移動速度及び前記供給装置の出力などのパラメータの少なくとも1つの機能に応じて帰還ループ内で変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルは少なくとも2つの出口オリフィスを備え、前記出口オリフィスの表面積は互いに独立に変更されることを特徴とする。
本発明の方法は、前記ノズルは少なくとも2つの出口オリフィスを備え、前記出口オリフィスの位置が互いに対して及び/又は前記キャリアの縁に対して変更されることを特徴とする。
さらに、本発明の要旨は、タバコ産業の装置内でキャリアの上に流体を供給するノズルであって、前本体及び少なくとも1つの可動部材と、記流体を前記キャリアの上に供給する少なくとも2つの出口オリフィスとを備える。さらに、本発明のノズルは、前記ノズルの前記出口オリフィスの相互位置を変化させる調整機構を備えることを特徴とする。
本発明のノズルは、少なくとも1つの前記ノズルの前記出口オリフィスが変化する表面積を有することを特徴とする。
本発明のノズルは、前記出口オリフィスの相互位置又は前記キャリアの縁に対する位置の変化は、前記出口オリフィスを変位及び/又は回転させることによって達成されることを特徴とする。
本発明のノズルは、前記出口オリフィスの表面が円筒外側面のセクタであることを特徴とする。
本発明のノズルは、前記ノズルの少なくとも1つの出口オリフィスは互いに対して斜めに位置する縁を有することを特徴とする。
本発明の方法及びノズルの使用によって、製造されるロッドの最も高い品質を達成させるために接着剤通路の位置を最適化することが可能となるであろう。
製品規格の変化は、新しいノズルの使用を要するものではないため、生産コストが抑えられる。製造装置の利用効率も向上する。
本発明による方法及びノズルは図面に示す好ましい実施形態について詳細に説明される。
マルチセグメントロッドを製造する製造装置の一部分を示す。 第1の実施形態のノズルを示す。 図2のノズルの断面を示す。 キャリア側から見たノズルの1つの位置における図3のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの別の位置における図3のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの1つの位置における第2の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの別の位置における第2の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの1つの位置における第3の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの別の位置における第3の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの1つの位置における第4の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの別の位置における第4の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの1つの位置における第5の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見たノズルの別の位置における第5の実施形態のノズルを示す。 キャリア側から見た第6の実施形態のノズルを示す。 図14のノズルの複数の可動部材の1つの断面を示す。 図14のノズルの複数の可動部材の断面を示す。 キャリア上に流体路が塗布されたキャリアを示す。
図1はマルチセグメントロッドを製造する装置の一部分を示す。ロッド状セグメント1は図示されてない任意のセグメント供給装置から包み紙2上に供給される。例えば、セグメントを包み紙上に直接置く部材は配達ホイール3とすることができる。マルチセグメントロッドを製造する装置はコンベア5を備え、その上を包み紙2がテープ6と一緒に移動する。セグメント1は包み紙2に関連して接着剤で固定される。セグメントを包み紙の上に置く前に包み紙に接着剤を供給するためにノズル4が使用される。セグメントを包み紙で包み、包み紙を封着すると、連続マルチセグメントロッドが形成され、この連続ロッドはナイフ9が設けられたカッティングヘッド8によって個々のマルチセグメントロッド7に切断される。ノズル4は、接着剤又は溶剤となった流体又は接着剤成分の1つを供給するために使用することができる。接着剤層が既に包み紙に塗布されている場合には、ノズル4によって水を供給することもできる。上記の物質のいずれに関しても概して一般名の「流体」を使用する。流体は流体容器10からポンプ11又は任意の供給装置によって供給される。流体はタバコ産業装置で使用される包み紙又は箔上に又は概してキャリア上に供給される。
図2は本発明の第1の実施形態におけるノズル4を示す。ノズル4はセグメント1を連続マルチセグメントロッドに巻くために使用されるキャリア2に隣接して配置され、キャリアは垂直又は平行に移動することができる。ノズル4は本体12及び該本体内に配置された円筒状可動部材13の形の可動部材を有し、図3に、図2のA−Aにおける本体12及び可動部材13の断面が示されている。可動部材13は内部に形成された長手方向チャネル16及び出口オリフィス14で終端する少なくとも1つの横断チャネル17を有する。オリフィス14は、図4に示す可変表面積を有する出口オリフィス15が形成されるように、本体12の縁部25で部分的に覆われ、ノズル4の出口オリフィス15は円筒外側面のセクタである。出口オリフィス15は、矢印Tの方向に移動するキャリア2と直接接触したままにしても、キャリア2から一定の距離に維持してもよい。出口オリフィス15の表面積の変化は、駆動部材21により駆動されるレバー20を備える図2に示す調整機構19によって強制される可動部材13の回転により達成され、出口オリフィス15の表面積を変化させるための駆動信号は制御ユニット22から到来する。図4及び図5は軸線18を中心に回転する可動部材13の異なる2つの位置にあるノズルを示す。図4及び図5はキャリアを示さないで、その移動方向のみを示している。駆動部材21は電磁式、空気圧式、油圧式又は他の部材とすることができる。
容器10からの流体はポンプ11によってノズル4の可動部材13の内部に形成された長手方向チャネル16の導管23及びさらに横断チャネル17を経て出口オリフィス15に供給される。圧力センサ24が流体をノズル4に供給する導管23に設置され、供給されている流体の現在の圧力を知らせる信号を制御ユニット22に送信する。制御ユニット22はポンプ出力を現在の流体要求に適応するようにポンプ11の出力を制御することができる。供給装置、例えば計量ポンプ11の出力の調整を容易にするために、キャリア2の現在の移動速度を知らせる信号、すなわち、キャリア2上で形成された通路の一定の品質を保証するために必要な流体供給出力に関する、製造装置からの信号が制御ユニットに送られる。さらに、流体の要求が増大すると、ノズル4が制御ユニット22により、出口オリフィス15の表面積が増大するように調整される。キャリア2の速度が低下すると、制御ユニット22は出口オリフィス15の表面積を減少させる。最適には、制御ユニットは、調整機構19によって、ノズル4への入口でほぼ一定の流体圧力が維持されるように可動部材13の位置を制御する。可動部材13の位置の制御は流体圧力、キャリア移動速度又は流体温度を考慮して帰還ループ内で達成することができる。可動部材13の位置、すなわち、出口オリフィス15の表面積の制御はキャリア材料の種類、及び流体の種類又は温度に依存してもよい。
図6及び図7は第2の実施形態におけるノズル4Aを示す。ノズル4Aは本体12と、習動可能部材13Aとして具体化された2つの可動部材及び1つの静止部材13Bを備える。習動可能部材13A及び駆動部材21は調整機構19Aの一部分である。オリフィス15Aの表面積の変化は習動可能部材13Aの軸方向変位により達成される。図7は部材13Aが矢印の方向に変位した後の減少した出口オリフィス15Aを有するノズル4を示す。
図8及び図9は第3の実施形態におけるノズル4Bを示す。ノズル4Bは本体12と、回転可能部材13Cとして具体化された2つの可動部材及び1つの静止部材13Dを備える。部材13C及び13Dはらせん縁部25及び26を有する。出口オリフィス15Bは縁部25,26及び本体12の縁部27,28により形成される。回転可能部材13C及び駆動部材21は調整機構19Bの一部分である。出口オリフィス15Bの表面積の変化は回転可能部材13Cにより達成される。図9は、図8の表面積のオリフィス15Bに対して減少した表面積のオリフィス15Bを有するノズル4Bを示す。回転可能部材13Cは、出口オリフィス15Bの表面積を変化させるためにさらに平面運動をさせることができる。部材13Dが可動部材として具体化される場合には、出口オリフィス15Bをキャリア2の移動方向Tに対応する方向に変位させることをさらに達成することができる。
図10及び図11は第4の実施形態におけるノズル4Cを示す。ノズル4Cは回転可能部材13Eを有し、該回転可能部材はその円筒外側面に位置する三角形の形をしたオリフィス14Dを有する。ノズル4Cの出口オリフィス15Cはオリフィス14Dを縁部27及び/又は28で覆うことによって形成される。レバー20A及び駆動部材21は調整機構19Cの一部分である。出口オリフィス15Cの表面積の変化は回転可能部材13Eを調整機構19Cによって回転させることにより達成される。出口オリフィス15Cの可変三角形表面積は、回転後、三角形の形を維持し、又は、部材13Eの円筒外側面三角形の頂点部が覆われた後に台形の形になる。概して、可変出口オリフィス15Cは互いに対して斜めに位置する2つの縁部を有する。
図12及び図13は第5の実施形態におけるノズル4Dを示す。ノズル4Dは2つの可動部材13F及び13Gを有し、各可動部材は前実施形態と同様の三角形の形のオリフィス14Dを有する。ノズル4Dの出口オリフィス15Cは、オリフィス14Dを縁部27及び/又は28で覆うことによって形成される。可動部材13F及び13Gは摺動可能な部材として具体化される。コネクタ29及び駆動部材21は部材13F又は13Gを軸方向に変位させる調整機構19Aの一部分である。さらに、レバー20A及び駆動部材21は部材13F又は13Gを回転させる調整機構19Cの一部分である。前実施形態と同様に、少なくとも1つの出口オリフィス15C表面積の変化は部材13F及び/又は13Gを回転させることによって達成される。
図13は、部材13Gの出口オリフィス15Cの表面積が増大するとともに部材13F及び13G内のオリフィス15間の距離d1が変化するように部材13Gが回転され且つ変位された位置にあるノズル4Dを示す。出口オリフィス15Cに供給される流体は1つの種類としてもよく、また異なる機能パラメータを有する異なる流体を含有する2つの別々の容器から供給してもよい。
図14は第6の実施形態におけるノズル4Eを示す。ノズル4Eは3つの可動部材30を有し、これらの部材の各々は本体12Aに形成されたスロット31に隣接して位置するオリフィス14Eを有する。オリフィス14Eは縁部32及び33とあいまって出口オリフィス15Dを形成する。図15は図14に示す可動部材30のB−B線上の断面図を示す。出口オリフィス15Dの表面積の変化は部材30をスロット31に対して横方向に、すなわち、キャリア2の移動方向Tに対応する方向に変位させることによって達成される。部材30の変位は、例えば、手動的に調整されるらせん機構19Dによって、又は前実施形態と同様に駆動部材21及び制御ユニット22によって達成することができる。図16は、図12に示すノズル4EのC−C線上の断面を示す。左右の可動部材30はさらにキャリア2の移動方向Tと直交する方向にらせん機構19Dによって変位させることができる。これにより、図17に示すように、流体の塗布方向に沿う通路の間の可変間隔d2とd3が達成される。個々の通路A,B及びCはキャリア2の縁部36から、それぞれe1,e2及びe3の距離に位置する。1種類の流体又は異なる種類の流体を導管23A,23B及び23Cを介して個々の可動部材30に供給することができる。

Claims (15)

  1. タバコ産業の装置において、キャリア(2)の上に流体を少なくとも1つのノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)で供給する方法であって、
    前記流体は流体容器(10)から供給装置(11)によって前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)に供給され、
    前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)は本体(12,12A)及び少なくとも1つの可動部材(13,13A,13C,13E,13F,30)を備え、前記流体は前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)を通して前記キャリア(2)上に供給され、
    前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の相互位置が、調整機構(19,19A,19B,19C,19D)によって変更されること、
    を特徴とする方法。
  2. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)によって様々な流体が供給されること、を特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 少なくとも1つの前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)によって表面積が変更される、ことを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 供給される前記流体の圧力に応じて前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の表面積が変更されることを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の表面積が変更されることで、前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)に供給される前記流体の圧力が一定に維持されることを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の表面積は、供給される前記流体の圧力に比例して変更されることを特徴とする請求項4記載の方法。
  7. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の表面積は、前記流体の種類、前記流体の温度、前記キャリアの移動速度、前記キャリアの種類、前記供給装置の出力などのパラメータの少なくとも1つに応じて変更されることを特徴とする請求項3記載の方法。
  8. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の表面積は、前記流体の圧力、前記流体の温度、前記キャリアの移動速度及び前記供給装置の出力などのパラメータの少なくとも1つの機能に応じて帰還ループ内で変更されることを特徴とする請求項3記載の方法。
  9. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)は少なくとも2つの出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)を備え、前記出口オリフィスの表面積(4,4A,4B,4C,4D,4E)は互いに独立に変更されることを特徴とする請求項1−3のいずれかに記載の方法。
  10. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)は少なくとも2つの出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)を備え、前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の位置が互いに対して及び/又は前記キャリア(2)の縁(36)に対して変更されることを特徴とする請求項1−3のいずれかに記載の方法。
  11. タバコ産業の装置内でキャリア(2)の上に流体を供給するノズルであって、本体(12,12A)及び少なくとも1つの可動部材(13,13A,13C,13E,13F,30)と、前記流体を前記キャリア(2)の上に供給する少なくとも2つの出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)とを備えるノズルにおいて、
    前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の相互位置を変化させる調整機構(19, 19A,19B,19C,19D)を備えることを特徴とするノズル。
  12. 少なくとも1つの前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)が変化する表面積を備えることを特徴とする請求項11記載のノズル。
  13. 前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の相互位置又は前記キャリア(2)の縁(36)に対する位置の変化は、前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)を変位及び/又は回転させることによって達成されることを特徴とする請求項11又は12に記載のノズル。
  14. 前記出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)の表面が円筒外側面であることを特徴とする請求項11又は12に記載のノズル。
  15. 少なくとも1つの前記ノズル(4,4A,4B,4C,4D,4E)の出口オリフィス(15,15A,15B,15C,15D)は互いに対して斜めに位置する縁を有することを特徴とする請求項11又は12に記載のノズル。
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