JP2019500033A - 長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れに導入するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れに導入するための方法に関し、方法は、・材料の連続した流れに導入される細長い物体を保持するためのリザーバを提供するステップと、・細長い物体を、リザーバから、その物体がその長手方向軸が互いに平行にその中に整列されるように配置される移送チャンバに導入するステップと、・細長い物体を、回転可能なホイールにより、移送チャンバから送達チャネルへ単線経路内でその長手方向軸に対して平行な方向に沿って移動させるステップであって、回転可能なホイールが移送チャンバに隣接して配置され、細長い物体を回転可能なホイールの周面と接触させることにより、移送チャンバ内に位置する細長い物体を移動するよう適合されるステップと、・細長い物体を、送達チャネルから、細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置に挿入するステップと、・細長い物体が導入される位置での材料の連続した流れの速度に基づいて、送達チャネルから、細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置への細長い物体の挿入の挿入速度を調整するステップと、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れ、例えば、中空のフィルターまたは中空のフィルターの構成要素の製造用に導入するための方法および装置に関する。中空のフィルターまたは中空のフィルターの構成要素は、エアロゾル形成物品に使用されることが好ましい。

フィルターロッドの製造は、様々な成分の混合物でできたフィルター材料から開始される。紙巻たばこフィルターの製造のための原材料は、一般的にセルロース（例えば、木材から得られるセルロース）である。次に、セルロースはアセチル化され、酢酸セルロースまたは単に「アセテート」と呼ばれる材料にされ、溶解され、かつ連続的な合成繊維として紡がれ、トウと呼ばれる束にされる。このトウは、フィルターとして作用するように一般的に開いていて、可塑化されていて、形作られ、適切な長さに切断されている。可塑剤は、圧力および熱の作用によって単一のユニットの形でくっつくように酢酸セルロース繊維を溶解し、これによってフィルター材料を硬化し、フィルターロッドが形成される。フィルターは一般的に、多くの場合において一片の紙を含む包装材料内に包まれる。

包装紙で包装されていないフィルターの製造も公知である。包装されていないフィルタープラグの製造において、フィルター材料は形成ユニット内で所望の形態に形作られる。使用される材料および成形の工程は、形成ユニットを離れた後でさえもフィルターロッドがその形状を十分な程度で維持するように実現され、これによって（別の方法では形状の安定のために使用される）包装紙を省略することができる。包装されていないフィルタープラグの製造の間に、形成ユニット内のフィルター材料の流れは圧力および熱にさらされる。様々なやり方で（例えば、蒸気などの高温空気、またはマイクロ波エネルギーによって）必要な熱エネルギーをフィルター材料の中へと導入することができる。

さらに、中空のフィルター、すなわちその長手方向軸に沿ってフィルターを通過する貫通穴を含むフィルターを製造することが公知である。

中空のフィルターを形成するため、チューブがフィルター材料に挿入されて、その中に形成される貫通穴の範囲を定める。例として、チューブはカートンのチューブでもよい。中空のフィルターを製造する公知の工程では、チューブは、フィルター材料の流れに手動で挿入される。しかし、チューブの手動挿入は、作業者がチューブを１つ１つ挿入する必要があるため、製造工程が比較的遅くなる。さらに、手動挿入が達成できる精度が比較的低いため不良率が高くなる恐れがある。

したがって、長手方向軸を画定する細長い物体を、例えば、内部貫通穴を有するフィルターまたはフィルターの構成要素を製造するための、フィルター材料へのチューブなどの、材料の連続した流れに導入するための、比較的高速で製造中の廃材が比較的少ない、工程および装置に対するニーズがある。したがって、中空のフィルターを製造する工程と装置の生産性を増大させるニーズもある。

本発明は上記のニーズの少なくとも１つを満たしうる。

本発明は、長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れに導入する方法に関し、その方法は、材料の連続した流れに導入される細長い物体を保持するリザーバを提供するステップ、リザーバから、細長い物体がその長手方向軸が互いに平行にその中に整列させるように配置される移送チャンバに導入するステップ、移送チャンバに隣接して配置され、細長い物体を回転可能なホイールの周面に接触させることにより、移送チャンバに配置される細長い物体を移動するよう適合される回転可能なホイールにより、移送チャンバから送達チャネルへ単線経路内をその長手方向軸に対して平行する方向に沿って細長い物体を移動するステップ、細長い物体を送達チャネルから細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置に挿入するステップ、および細長い物体が導入される位置の材料の連続した流れの速度に基づいて送達チャネルから細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置への細長い物体の挿入の挿入速度を調整するステップを含む。

本発明の方法によれば、細長い物体は、流れの一部になるように材料の流れに挿入可能である。例えば、細長い物体は、フィルタートウ材料と共に中空のフィルター本体を形成するようなチューブであってよい。材料の流れは、フィルターメーカ内で生じてもよい。自動挿入および材料自体の流れの速度に応じる材料の流れへの細長い物体の挿入速度の制御により、もとのままのフィルターメーカの処理速度を維持することができる。というのも、挿入速度は、フィルター材料の流れ速度に適合することができるからである。移送チャンバは、細長い物体がその長手方向軸を互いに平行に維持してその中に整列されるように構成されるので、単線経路を移送チャンバから送達チャネルへ長手方向軸に対して平行な方向に沿って細長い物体を移動する回転可能なホイールに細長い物体を供給することができる。したがい、この「供給装置」は、無方向性の細長い物体を受け取り、方向づけし、高出力レートかつ挿入されるべき材料の流れに対して完璧な方法で中断なくそれらを運搬することを簡単に行える。

細長い物体は、チューブまたは長手方向軸を画定する任意の中空の材料であってもよい。チューブは、単一層または同一材料から作られた複数の層を含む、または異なる材料から作られた層の組み合わせを有するのが好ましいカートン、プラスチックで形成されてもよい。

材料の流れは、フィルター材料の流れ、すなわち、フィルターを実現するために使用される材料の流れであるのが好ましい。中空のフィルター本体を実現するために使用されるフィルター材料は、任意の適切な材料を含んでもよい。好適な材料の例としては、酢酸セルロース、セルロース、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ナイロン、ポリヒドロキシ酪酸塩、ポリプロピレン、紙、熱可塑性物質（澱粉などの）、不織布材料、およびその組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つ以上の材料をオープンセル構造に形成してもよい。フィルター材料は酢酸セルローストウを含むことが好ましい。

フィルター材料は、最終的なフィルターセグメントの中、またはフィルターに組み込まれた１つ以上の追加的な要素の中のどちらかに追加的な材料を含んでもよい。例えば、追加的な材料をフィルターセグメントの繊維質のフィルタートウに組み込んでもよく、または追加的なフィルター要素に組み込んでもよい。例えば、フィルター材料は吸収材材料を含んでもよい。「吸収材」という用語は、吸着剤、吸収剤、またはこれらの両方の機能を遂行し得る物質を指す。吸収材材料は活性炭を含んでもよい。吸収材を、カプセルが埋め込まれたフィルターセグメントの中に組み込んでもよい。しかしながら、吸収材をフィルターセグメントの上流の追加的なフィルター要素の中に組み込むのがより好ましい。別の方法としてまたは追加的に、フィルター材料は接着剤、可塑剤、もしくは風味放出剤、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

フィルター材料は、成分を結合する機能を持つ可塑剤を含むことが好ましい。中空のフィルターの構成要素において、構成要素はフィルタープラグの全体的な構造を弱める貫通穴を含む。例えば、フィルターの圧縮による中空のフィルターの構成要素の変形を回避するために、中空のフィルターを実現する材料は、標準的なフィルタープラグが形成される材料よりも剛直であることが好ましい。この目的のために、包装されていないフィルターの製造のために使用されるものと類似の手順が、包まれることも包まれないことも可能な中空のフィルターの製造のためにも使用されることが好ましい。

フィルター材料はフィルタートウ材料であることが好ましい。

細長い物体は、これによりその他に対して寸法がより大きい物体と考えられる。その物体はいかなる形状と考えられてもよい。例えば、細長い物体は、その高さより直径が小さい円筒であってもよい。細長い物体の長手方向軸は、その主寸法に沿って直行する。長手方向軸は、左右対称軸である必要はない。

細長い物体を含み、本発明の工程を用いて実現されるフィルターは有利なことにエアロゾル形成物品で使用されてもよい。本発明によるエアロゾル形成物品は、フィルター付き紙巻たばこ、またはたばこ材料が燃焼して煙を形成するその他の喫煙物品の形態であってもよい。本発明は、たばこ材料を燃焼ではなく加熱してエアロゾルを形成する物品、および燃焼または加熱を用いずにたばこ材料、たばこ抽出物、または他のニコチン供与源からニコチン含有エアロゾルを生成する物品をさらに包含する。燃焼を用いずにエアロゾルが形成される、または燃焼によって煙が生成されるこれらの物品は、一般に「エアロゾル形成物品」と呼ばれる。本発明によるエアロゾル形成物品は、完全な組み立てられたエアロゾル形成物品でもよく、または、例えば加熱式喫煙装置の消耗部品など、エアロゾルを生成するために組み立てられた物品を提供する目的で１つ以上の他の構成要素と組み合わせられるエアロゾル形成物品の構成要素でもよい。

エアロゾル形成物品は、ユーザーの口を通してユーザーの肺の中へと直接吸入可能なエアロゾルを生成する物品であってもよい。エアロゾル形成物品は、紙巻たばこなどの従来の喫煙物品と似ていてもよく、またたばこを含んでもよい。エアロゾル形成物品は使い捨てであってもよい。エアロゾル形成物品は、別の方法として、部分的に再利用可能であってもよく、また補充可能または交換可能なエアロゾル形成基体を含んでいてもよい。

本発明の工程では、材料の連続した流れに導入される細長い物体を保持するためにリザーバが提供される。チューブなどの細長い物体が、例えば、作業者によって、または機械によって自動的にリザーバに導入される。リザーバのサイズは、細長い物体の大きさに適合されることが好ましく、それにより、同じリザーバおよび装置を別の細長い物体と一緒に使用することができる。単一製造バッチでは、すべての細長い物体がその長手方向軸に沿って同じ長さを有することが好ましい。リザーバに導入される際、細長い物体は長手方向軸が不規則に配向されていてもよいため、すなわち、細長い物体の長手方向軸が所与の固定軸と任意の角度を形成してもよく、細長い物体はリザーバから移送チャンバへ導入され、その中に含有される細長い物体は長手方向軸を互いに平行に維持してその中に整列されるように配置される。したがい、移送チャンバの内部では、細長い物体の長手方向軸が実質的に互いに平行になる、または平行度からわずかに逸脱する程度になる。このように、配向がその中で予め決められていて、同じ場合、細長い物体を扱うこと、およびそれらを材料の流れに挿入することはより簡単である。

細長い物体が実質的に整列されると、移送チャンバから出る。材料の流れに次から次へと挿入するために、大きな隙間なくまたは間断なく続くのが好ましく、その後細長い物体は単線経路に沿って整列される。したがって、細長い物体それぞれを他と分離するために、細長い物体が移送チャンバから送達チャネルへ回転可能なホイールによって１つずつ、それらの長手方向軸に対して平行な方向に沿って移動されることが好ましい。回転可能なホイールは単位時間当たりの単一の細長い物体を移送チャネルから送達チャネルへ移送し、それらを次々と隣に配置し、細長い物体が長手方向軸を互いに平行にして次々と整列される単線経路をこのように形成する。回転可能なホイールは、単線経路に沿って所定の速度を得るように、細長い物体を加速してもよい。細長い物体を加速するために、移送チャンバに隣接して配置される回転可能なホイールは、その周面を用いて細長い物体と接触することにより移送チャンバ内に位置する細長い物体を移動してもよい。

ホイールにより所定の速度を有する整列した細長い物体は、材料の流れに挿入され、それにより、フィルターなどの最終物体を実現することができる。

本発明によれば、材料の流れへの細長い物体の挿入速度は、さらに調整され、その結果、挿入速度は材料の流れの速度に応じるようになる。すなわち、挿入速度は、細長い物体が導入位置または導入点で導入される材料の速度に関連付けられる。

このように、細長い物体は、材料の流れの速度に対する挿入速度を調整して材料の流れに１つずつ自動的に挿入される。したがって、機械の速度に対して挿入速度を適合することは、フィルターメーカなどの細長い物体が挿入される材料の流れをさらに処理することである。単線経路に配置される細長い物体の連続した挿入のため、処理中に中断の必要はないか、またはほとんど必要なくてよい。それによって、製造の改良を達成することができる。フィルターメーカの減速は必要なく、生産性を上げることができる。

この方法は、移送チャンバから送達チャネルへ単線経路内でその長手方向軸に対して平行方向へ運動する細長い物体が、細長い物体が導入される位置で材料の連続した流れの速度以上に加速されるように、回転可能なホイールの回転速度を調整するステップを含むことが好ましい。その静止位置からの細長い物体の第１の加速は、回転可能なホイールにより与えられてもよい。細長い物体は、回転可能なホイールとホイール表面と細長い物体の間の吸引と接触を生成する専用真空ポンプを用いてホイール内で生成された真空との間の摩擦の組み合わせで、ホイールによって移動されてもよい。この速度はすでに材料の流れの速度と同様であり、それにより、こうした流れへの最後の挿入前の速度制御は、実質的に細長い物体の速度のわずかに限られた調整であることが好ましい。このように、挿入速度の間違いの可能性を最小化することができる。

この方法は、単線経路内の２つの隣接する細長い物体の間の送達チャネル内の距離を測定し、測定された距離に応じて回転可能なホイールの回転速度を変更することを含むのが好ましい。材料の流れへ細長い物体を適切に挿入するために、単線経路に沿う細長い物体は、その長手方向軸に沿ってきつく梱包されるのが好ましい。すなわち、細長い物体の軸方向端部は、実質的に線経路内前後の細長い物体の軸方向端部と接触する、または２つの間にわずかな距離しか存在しないことが好ましい。所望の最小の距離は、細長い物体の内部部分のない最小限の数のフィルターを除くため、細長い物体が内部全ての境界を定めるフィルターの長さなど、細長い物体が使用されるある最終製品の長さより小さいことが好ましい。単線経路に沿った細長い物体の間の距離は、例えば、所望の閾値と測定された距離を比較して、その距離が長すぎると考えられる場合、測定されることが好ましく、それにより、ホイールの回転速度が変更されてもよく、例えば、速くなってもよい。

この方法は、移送チャンバ内の細長い物体を振動させることを含むのが好ましい。移送チャンバは、ホッパーとして形状設定されることが好ましい。細長い物体が振動するようなホッパーの運動またはホッパー内部の任意の振動手段により、ホッパー内の物体の方向を変更することが可能になり、その結果、細長い物体は互いに整列している。さらに、移送チャンバは、出口穴を含むことができることが好ましい。出口穴は、ホッパーからホイールへ細長い物体を移送するために使用されてもよい。その穴は、ホッパーの下端にあり、それによりホッパー内の物体が、重力により穴の方へ移動することが好ましい。通常は、例えば、円筒状物体のような非球面物体は、穴に入ることができる所定の方向が必要である。ホッパーまたは振動手段の振動により、出口穴の方向へ物体を移動しやすくできるだけでなく、物体を再配向するのに役立つことができ、そうして、少なくとも細長い物体の一部が穴によって収容されることができる方向に向く。具体的には、出口穴は、穴の断面が上記物体の断面よりわずかに大きい一方向の物体の断面に対応する断面を有してもよい。こうして、ホッパー、振動および穴の組み合わせにより、完全にランダムな方向からより方向づけられた状態に細長い物体を方向づけることができてもよい。上述の円筒状物体では、出口穴内で２つの方向だけが可能になる。すなわち、第１の方向および物体が第１の方向の物体に対して平行であるが反対方向に配列される第２の方向である。円筒形の細長い物体がその長手方向軸に沿って左右対称である場合、第１の方向と第２の方向の物体の間に違いはない。

好ましい実施形態では、穴は、物体の軸長より直径が小さい実質的に円筒形の形状である物体を収容するよう適合される。穴の直径は、少なくとも物体の直径よりわずかに大きいが、物体の軸長より小さい。物体の長さが直径より長い円筒状物体の場合、その円筒状物質は長さ方向のみ穴に嵌合するよう、穴が円筒状物体の直径よりわずかに大きい円形断面を有することが好ましい。

送達チャネルから細長い物体が導入される位置への細長い物体の挿入の挿入速度を調整するステップは、細長い物体が導入される位置で材料の連続した流れの速度と実質的に同一であるように挿入速度を調整することを含むことが好ましい。このように、細長い物体の速度および材料の流れの速度は、実質的に同じであり、材料の流れの中への細長い物体の適切な挿入に材料の流れの減速は必要ない。

回転可能なホイールの周面で細長い物体に接触するステップは、回転可能なホイールの周面に細長い物体を吸着することを含むことが好ましい。ホイールにより、線経路になる方向に沿って円筒状物体などの細長い物体を移動することができることが好ましい。ホイールは、制御された方法で細長い物体を移動するという利点を提供し、その軸周りの回転の最後で実質的に正確な速度を可能にする。ホイールの径方向、すなわち周面には、互いに異なる径位置で径方向に整列して配置される１組のスロットを備えてもよい。スロットは、ホイールの径方向、すなわち周面に細長い物体を引きつけるように、かつホイールの周面に付着するようになる細長い物体を加速させるように真空を生じるよう適合される。

本発明の方法は、長手方向軸に沿って細長い物体の長さに基づいてリザーバの長さを変更することを含むことが好ましい。このように、リザーバは、長手方向軸に沿って異なる長さを有する細長い物体を収容するよう適合される。

本発明はまた、長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れに導入する装置に関し、その装置は、材料の連続した流れに導入される細長い物体を保持するリザーバ、そのリザーバに接続され、その物体がその長手方向軸が互いに平行にその中に整列されるように配置される移送チャンバ、周面を有し、移送チャンバに隣接して配置され、細長い物体を回転可能なホイールの周面に接触させることにより、長手方向軸に対して平行な方向に沿って単線経路内の送達チャネルへ移送チャンバに位置する細長い物体を移動するよう適合される回転可能なホイール、回転可能なホイールの出口を細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置に接続される送達チャネル、および細長い物体が導入される位置の材料の連続した流れの速度に基づいて送達チャネルから細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置への細長い物体の挿入の挿入速度を調整する手段を含む。

本装置の利点については、上記の方法を参照しながら既に概説しており、ここでは繰り返さない。

本発明の装置は、例えば、フィルターメーカとの組み合わせで動作してもよい。例えば、材料の流れがフィルター材料の流れであり、フィルター材料および挿入された細長い物体を、フィルターの製造のためにさらに使用されるフィルター本体へと形成するために、供給経路の終端部に接続され、かつフィルター材料および挿入された細長い物体をロッド状のフィルター本体へと形成して、形成された連続的なフィルター本体を送達するように適合された形成装置が使用される。形成装置は、フィルター材料を連続的なフィルター本体へと形成するために、フィルター材料および挿入された細長い物体が通過できるように適合された管状形成要素を備える。管状形成要素の内壁は連続的なフィルター本体の外面を画定し、かつ中でもその直径を決定することが好ましい。管状要素の内壁はフィルター材料をロッドへと「圧縮する」。

有利なことに、管状要素は実質的に円筒状の断面の内部チャネルを画定し、これは長手方向軸を持ち、管状形成要素の入口をその出口に接続する。供給経路は管状要素の入口において終了することが好ましい。

回転可能なホイールの周面は、細長い物体を移送ホイールの周面の方へ移動させる負圧を生成する１つ以上の吸引開口部を含むことが好ましい。このように、速度または加速度を、少なくとも所与の時間、ホイールの表面に付着してもよい細長い物体へホイールにより与えることができる。

ホイール表面と細長い物体の間の接触は、ホイールの外径の形状とホイール内部の吸引との組み合わせにより達成されてもよい。細長い物体がホイールを通過すると、接触が無くなり、物体は自由に次のステージへ移動する。

その装置は、送達チャネルに移動される単一線の中の２つの隣接する物体の間の距離を測定するよう適合される送達チャネルに接続されるセンサシステムを含むことが好ましい。そのセンサは、回転可能なホイールの速度調整手段に接続されることがより好ましい。このように、ホイールの速度は、同じ線経路内の２つの隣接する細長い物体の間の距離が、普通、ある最終フィルターなど、ある最終製品の長さ未満に比較的短く維持されるように調節することができる。

挿入速度を調整する手段は、１つ以上のプーリを含むことが好ましい。第１および第２のプーリが使用されることが好ましい。第１の方向プーリは、回転可能なホイールと線速度が同じである。第２のプーリは、細長い物体の間の正しい距離および所望の速度に到達するために、ソフトウェアによって、遡及されてもよい。より小さいサイズの１つ以上の追加のプーリが、電動プーリと細長い物体の接触を保証するために、第１または第２のプーリ、あるいは両方に加えて導入されてもよい。

送達チャネルは、細長い物体が材料の連続した流れに導入される位置に単線経路内で細長い物体を誘導する案内レールを含むことが好ましい。このように、材料の流れへの細長い物体の挿入は、実質的に連続していて、最終物体の数、すなわち、挿入された細長い物体が存在しないために廃棄される必要がある挿入された細長い物体を含む物体は、少なくなる。

その装置は、回転可能なホイールの回転速度を調整する手段を備えることが好ましい。上述のように、これらの手段は、センサに接続されて、線経路内の２つの連続した細長い物体の間の距離を検出することが好ましい。
本発明を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１は、本発明の本方法による、本発明の装置を使用して細長い物体が挿入されるフィルターメーカの斜視図である。 図２は、本発明による、細長い物体の挿入のために装置に接続された図１のフィルターメーカの上面図である。 図３は、本発明の装置の第１の部分の斜視図である。 図４は、本発明の装置の第２の部分の斜視図である。 図５は、図３の装置の一部分のさらなる斜視図である。 図６は、図３および５の一部の部品の概略横断面図である。 図７は、本発明の装置の第３の部分の斜視図である。 図８は、本発明の装置の第４の部分の斜視図である。 図９は、本発明の装置または方法により取得された最終製品の断片の側面図である。

図１は、例えばフィルターとしてまたはフィルター構成要素としてエアロゾル形成物品（図示せず）内で使用される、中空のフィルター本体の製造のためのフィルターメーカ５０を示す。

フィルターメーカ５０は、フィルター材料（例えば酢酸セルロースまたはフィルタートウ）を移動方向または供給方向３０（図において矢印で示されている）に沿って移動するための移動装置３を備える。フィルタートウは束（図示せず）から取られてもよい。束から取り出された後、フィルタートウ材料は、異なる圧縮空気ノズル（これも図示せず）からの圧縮空気によって、ほぐされかつ均質化されてもよい。

さらに、フィルターメーカ５０はトリアセチンなどの硬化液または可塑剤で湿らせたフィルター材料の連続的な流れまたは細片を形成するように適合される入口ユニット２を含む。フィルター材料は移動装置３によって、入口ユニット２に供給される。可塑剤を用いたフィルター材料の湿潤は可塑剤ユニット内で行われる。これは図で示されていないが、当技術分野で公知である。可塑剤ユニットは入口ユニット２の上流に位置する。

含浸ユニットの後で、移動装置３は含浸したフィルタートウ材料を、好ましくは円錐形の要素５４を含む入口ユニット２に移動する。入口ユニット２内で、フィルタートウ材料は圧縮空気にさらされる。この手順は、入口ユニット自体の長手方向に沿って実現された入口ユニット２の内部チャネル（図示せず）に沿って押されるフィルタートウ材料の均質化を生じさせる場合がある。内部チャネルは円筒状に形作られることが好ましく、かつこれは長手方向軸を移動方向３０に平行に画定することが好ましい。

入口ユニット２の下流で装置はロッド形成ユニット４を含み、このユニットは入口ユニット２と直列に配置され、かつフィルター材料の流れまたは細片を受け入れるように適合され、またフィルター材料内に存在する硬化材料が反応してフィルター材料を連続的な軸方向に剛直な中空のロッドフィルター本体に変えるように適合される。

ロッド形成ユニット４を出る中空のフィルター本体は、包装されていないアセテートフィルター（ＮＷＡフィルター）であることが好ましい。ロッド形成ユニット４でロッドフィルター本体を成形後、ロッドフィルター本体の拡張を回避するために、例えば標準的なフィルターにおける包装紙の存在なしに、フィルター材料はロッド形成ユニット４の中で、その成形中に十分に大きな安定性を既に得て、これによってフィルター材料は包装紙なしで使用および処理される。

ロッド形成ユニット４は、当技術分野で公知と考えられ、本明細書にてさらに説明しない。

本発明によれば、フィルターメーカ５０に細長い物体１００を挿入するための装置１は、図２に示すように、フィルターメーカ５０に連結される。当実施形態において、装置１はフィルターメーカ５０に連結されるが、装置１は、フィルターメーカのほかに、好ましくはフィルターの製造用に、任意の機械で細長い物体の挿入用に使用されてよい。フィルターメーカ５０の速度は、少なくとも毎分約１５０フィルターであることが好ましく、本発明の方法および装置による細長い物体の挿入は、この出力速度を下げないことが好ましい。

細長い物体１００は、カートンチューブなどの中空のチューブであってもよく、それは、フィルターメーカ５０により製造される中空のフィルターの内部を形成する。すなわち、細長い物体は、チューブ形状で細長い物体の周囲にスリーブを形成するフィルタートウ材料に囲まれて最終製品内に存在する。中空のフィルターなどの最終製品１５０内の細長い物体１００の例を、図９に示す。細長い物体１００は、中空のフィルター１５０を形成する、フィルター材料に挿入されるカートンチューブである。細長い物体１００の長手方向軸Ｘは、チューブの軸である。挿入時の単一の細長い物体１００の長さは、数メートルであってもよい。

装置１は、ここで図３および５を参照すると、細長い物体が挿入されるリザーバ１０を含む。細長い物体は、作業者により手動で、または自動でリザーバ１０内に配置されてもよい。リザーバ１０の長さは可変で、種々のサイズを有する細長い物体、すなわち、その長手方向軸Ｘに沿って種々の長さを有する細長い物体を収容するために調整が実施されてもよい。

移送チャンバ１１は、リザーバに接続される。移送チャンバ１１中で、細長い物体１００は、リザーバ１０内に存在する無秩序、すなわち、ランダムに整列した段階からその長手方向軸を実質的に一方から他方へ平行に維持して整列した段階へ変化する。この整列を得るために、好ましくは移送チャンバ内に振動区域１２が形成され、適切な振動手段が配置される。以下に詳細に記述するように、振動および移送チャンバの形状により、細長い物体は、リザーバ１０内のランダムな二次元度数分布から実質的に単一線分布に整列する。

例えば、移送チャンバ１１は、図６に示すようなホッパーのような形状であってもよい。ホッパーは、その端部の１つに漏斗形状を有する。漏斗形状により、ホッパーのサイズが小さくなり、細長い物体は、その軸が互いに平行に整列された場合だけ、ホッパーの漏斗部に入ることができる。２個の細長い物体が重なるとホッパー１１の形状のような漏斗に入ることができない。ホッパー１１内の細長い物体１００は、ホッパー１１に対する振動手段１２の相対運動により再配置される。ホッパー１１１の漏斗のような形状および振動運動は、ホッパーの出口穴（図示せず）の方へ細長い物体を押す。

細長い物体１００は、一般に、長手方向軸Ｘが中心に延在する円筒形状であることが好ましい。穴は、穴自体に対して垂直に実質的に整列している場合のみ、細長い物体が出ることができる寸法である。したがって、ホッパー１１から出るためには、細長い物体は、同じ方向に沿って整列する必要がある。

図３および７に示すように、ホッパー１１の穴の外側には、回転可能なホイール１８が配置され、交互に整列して穴から出る細長い物体１００と係合する。ホイールは、ホッパーの下部、右側に位置し、出口穴に直接接続される。ホイールは、ホイール１８のリムを画定する円筒面を含む外面（図示せず）を画定する。ホイール１８は、その回転軸がホッパー１１を出る細長い物体の長手方向軸Ｘに対して実質的に垂直になるように配置される。したがい、ホイール１８の上面図は、長手方向の物体を含有する平面上の外面の突起が、実質的にその長手方向軸Ｘに対して平行であることを示す。ホイール１８の回転速度は、図示していない好適な調整器により調節することができる。

したがって、ホイールは、単位時間当たり単一の細長い物体と係合する。細長い物体は、移送チャンバ１１の底面とホイールの外面との間に挟まれる。ホイール１８は単位時間当たり単一の細長い物体と係合するので、細長い物体は、ホッパー１１から１つずつ取り除かれ、送達チャネル１３（図４の拡大図に示す）に移送される。

回転可能なホイール１８により与えられる選択された速度を備える送達チャネル１３に細長い物体１００は供給される。ホイールは、例えば、ホイールの速度を調整することができるように可変速度を有する専用モータ（図示せず）を備えてもよい。ホイール８は、吸引が生成される複数の穴（図示せず）を含むことが好ましい。この吸引は、細長い物体１００をしっかり捕らえ、当初ゼロに等しい速度から定められた予め選択された速度へ細長い物体を送達チャネル１３へ加速するのに役立つ。ホイール１８からの出口および送達チャネル１３の入口で、細長い物体１００の速度は、フィルターメーカ５０の入口ユニット２の入口のフィルター材料の流れの速度より速いことが好ましく、細長い物体１００がフィルター材料の流れに挿入される円錐形の要素５４のフィルター材料の流れの速度より速いことがより好ましい。送達チャネル１３の入口の細長い物体の速度は、例えば、フィルターメーカの速度より約５％速い。

送達チャネル１３は、ホイールにより加速される細長い物体１００がその長手方向軸Ｘに沿って前後に整列している単一レールを含むことが好ましい。したがって、様々な細長い物体が実質的に一方から他方へその軸方向両端で付着して、細長い物体の連続した流れを実質的に形成する単線経路が画定される。フィルターメーカの速度より速い、ホイール１８により与えられる移動チャネル１３の入口での細長い物体の速度値により、送達チャネル内でできるだけ間隔を詰めて細長い物体を配置することができる。

送達チャネル１３は、送達チャネル１３内の単線経路に沿って隣接する細長い物体１００の間の距離を測定するセンサシステム（図示せず）を含むことが好ましい。すなわち、細長い物体１００の間の隙間の長さを測定し、測定された距離を最小にするため、ホイール１８がホイールの速度を変更する、または調整する場合、例えば、モータの制御速度に対するフィードバックとしてこの寸法が送信される。

送達チャネル１３は、装置１をフィルターメーカ５０に接続し、レールは、単線経路を形成して細長い物体５０を１つずつジェットエアノズルとも呼ばれる円錐形の要素５０に供給する。送達チャネル１３内に形成される単線経路内のいずれの湾曲または折り曲げの存在も、細長い物体１００の考えられる損傷を最小化する曲げ半径で実現されることが好ましい。

送達チャネル１３内の細長い物体は、ホイールの速度によって速度が定められ、単線に前後してのみ移動可能である。

細長い物体がジェットエアノズル５４に挿入される前の移動チャネル１３の出口に、例えば、独立したモータにより作動される１対のプーリ１５を含む速度調整ユニット１４が配置される。速度調整ユニットは、フィルターメーカ機器の速度に応じて、より好ましくは細長い物体が挿入される材料の速度に応じて、挿入される細長い物体の速度を調整する。プーリの速度は、速度ジェットエアノズル５４への挿入時の細長い物体１００の速度が、それもまたジェットエアノズル５４に流れ込むフィルター材料の速度に実質的に等しくなるよう調整されることが好ましい。

本発明の方法による、装置１の機能は以下のとおりである。

細長い物体１００は、ランダムな方向でリザーバ１０に挿入され、そこから、好ましくは振動領域１２内の振動手段の助けによりホッパー１１に移送され、そこで整列、すなわち、それらの長手方向軸Ｘを実質的に一方から他方へ平行に維持して配置される。細長い物体１００は、その周面から細長い物体を吸引して細長い物体を加速する回転可能なホイールに引っ張られて１つずつホッパー１１から出る。細長い物体１００は、実質的にその長手方向軸Ｘに対して平行である線経路に沿って加速される。ホイール１８の出口で、細長い物体１００は、単線経路に沿って次々に、ホイール１８により付与された加速により所与の速度で移動する送達チャネル１３に入る。細長い物体の速度は、フィルターメーカのフィルター材料への挿入前にフィルターメーカ内の材料の流れの速度に応じた速度へ細長い物体１００の速度を変更することができる速度調整ユニット１４により送達チャネル１３の出口でさらに調整される。

フィルターメーカ５０で、細長い物体１００は、その中に存在するさらに細長い物体を囲んでもよいフィルター材料の流れに、１つずつ挿入される。

細長い物体のフィルターメーカの材料の流れへの挿入は、連続する細長い物体の間の距離を最小にするために、実質的に連続する。

したがって、本発明の方法および装置は、様々な長さを有する細長い物体の挿入を管理し、細長い物体を整列するよう適合され、その移動および挿入をフィルターメーカに対して連続かつ同期した方法で１つずつ処理することができ、それによって装置の速度を合わせることができる（最低１分当たり１５０ｍ）。

Claims (13)

1. 長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れに導入するための方法であって、
   ・前記材料の連続した流れに導入される前記細長い物体を保持するためのリザーバを提供するステップと、
   ・前記細長い物体を、前記リザーバから、前記物体がその長手方向軸が互いに平行にその中に整列されるように配置される移送チャンバに導入するステップと、
   ・前記細長い物体を、回転可能なホイールにより、前記移送チャンバから送達チャネルへ単線経路内でその長手方向軸に対して平行な方向に沿って移動させるステップであって、前記回転可能なホイールが前記移送チャンバに隣接して配置され、前記細長い物体を前記回転可能なホイールの周面と接触させることにより、前記移送チャンバ内に位置する前記細長い物体を移動するよう適合される、移動させるステップと、
   ・前記細長い物体を、前記送達チャネルから、前記細長い物体が前記材料の連続した流れに導入される位置に挿入するステップと、
   ・前記細長い物体が導入される位置での材料の連続した流れの速度に基づいて、送達チャネルから前記材料の連続した流れに前記細長い物体が導入される位置への、前記細長い物体の挿入の挿入速度を調整するステップと、を含む、方法。
2. ・前記移送チャンバから送達チャネルへ単線経路内でその長手方向軸に対して平行な方向に移動する前記細長い物体が、前記細長い物体が導入される位置での前記材料の連続した流れの速度以上の速度に加速されるように前記回転可能なホイールの回転速度を調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. ・前記単線経路内の２つの隣接する細長い物体の間の前記送達チャネルの距離を測定するステップと、
   ・前記測定された距離に応じて前記回転可能なホイールの回転速度を変更するステップと、を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. ・前記移送チャンバ内の前記細長い物体を振動させるステップを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記送達チャネルから前記細長い物体が導入される位置への前記細長い物体の挿入の挿入速度を調整する前記ステップが、
   ・前記細長い物体が導入される位置での前記材料の連続した流れの速度に実質的に等しくなるように前記挿入速度を調整するステップを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記細長い物体を前記回転可能なホイールの周面に接触させる前記ステップが、
   ・前記回転可能なホイールの周面に前記細長い物体を吸引するステップを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. ・長手方向軸に沿った前記細長い物体の長さに基づいて前記リザーバの長さを変更するステップを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 長手方向軸を画定する細長い物体を材料の連続した流れに導入するための装置であって、
   ・前記材料の連続した流れに導入される前記細長い物体を保持するためのリザーバと、
   ・前記リザーバに接続され、前記物体がその長手方向軸が互いに平行にその中に整列されるように配置される移送チャンバと、
   ・周面を有し、前記移送チャンバに隣接して配置され、前記細長い物体を前記回転可能なホイールの周面と接触させることにより、その長手方向軸に対して平行な方向に沿った単線経路内の送達チャネルに、前記移送チャンバ内に位置する前記細長い物体を移動するよう適合される回転可能なホイールと、
   ・前記回転可能なホイールの出口を、前記細長い物体が前記材料の連続した流れに導入される位置に接続される送達チャネルと、
   ・前記細長い物体が導入される位置での前記材料の連続した流れの速度に基づいて、送達チャネルから、前記細長い物体が前記材料の連続した流れに導入される位置への前記細長い物体の挿入の挿入速度を調整する手段と、を備える装置。
9. 前記回転可能なホイールの前記周面が、前記細長い物体を前記移送ホイールの周面の方へ移動させる負圧を生成する１つ以上の吸引開口部を含む、請求項８に記載の装置。
10. その中を搬送される単線経路内の２つの隣接する細長い物体の間の距離を測定するよう適合される、前記送達チャネルに接続されるセンサシステムを含む、請求項８または９に記載の装置。
11. 前記挿入速度を調整する前記手段が、１つ以上のプーリを含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記送達チャネルが、前記細長い物体が前記材料の連続した流れに導入される前記位置に、単線経路内の前記細長い物体を誘導する案内レールを含む、請求項８〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記回転可能なホイールの回転速度を調整する手段を含む、請求項８〜１２のいずれかに記載の装置。

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