JP2020158220A

JP2020158220A - たばこフィルター用トウのベール及びその製造方法

Info

Publication number: JP2020158220A
Application number: JP2019056679A
Authority: JP
Inventors: 和久岸本; Kazuhisa Kishimoto; 亀田　英樹; Hideki Kameda; 英樹亀田
Original assignee: Toyama Filter Tow Co Ltd
Current assignee: Toyama Filter Tow Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-10-01

Abstract

【課題】プラグ巻上機にてプラグを製造する際にベールの積層面の毛羽立ちを抑えつつ、プラグ品質の変動が小さいたばこフィルター用トウのベールを提供する。【解決手段】たばこフィルター用トウが積層されたベールであって、トウは捲縮を有し、一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ２以上１．４０ｋｇ／ｍ２以下であるたばこフィルター用トウのベール。好ましくはベールの端部で折り返され、反対側の端部で再度折り返され、繰り返し積層されており、折り返し位置１から次の折り返し位置２までのトウの長さが、折り返し位置１と折り返し位置２との距離に対し、２４〜３５倍であり、トウの総繊度が１０，０００ｄｔｅｘ以上、２５，０００ｄｔｅｘ以下であり、トウを構成するフィラメントの単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下であり、セルロースアセテートトウである。【選択図】図１

Description

本発明は、たばこ用フィルターの材料である複数本のフィラメントを束状に合一して捲縮してなるトウを積層し、ブロック形態に圧縮したベール、及びその製造方法に関する。

一般にたばこフィルター用プラグ（以下、プラグ）の製造には、プラグ巻上機が用いられ、原材料であるセルロースアセテートトウは、該トウがブロック形態に積層、圧縮梱包されたベールから引き出され、プラグ巻上機に供給される。

なお、前記ベールは、制御された速度で上流側の工程から供給されるトウを図１の矢印Ｘで示すトウ振り込みシュートの揺動方向と、図１の矢印Ｙで示す、前記トウ振り込みシュートの揺動方向Ｘに対して直交する方向に繰り返し移動する振り込み台車の動作により、梱包容器内に連続的に積層され、梱包容器内へのトウの積載量が所望の量に達した時点で、圧縮し、梱包することにより製造される。なお、図１は梱包容器の上方からみたトウの振り込みによるベールの状態を示す概略図であり、１はベールの外縁を、２は振り込まれるトウを示す。

プラグの製造において、トウがプラグ巻上機に供給される際に、積層されたトウを引き上げるが、その際にトウ同士が縺れたまま引き上がることで、トウ積層面が毛羽立ち、且つ、ベールからの解舒抵抗が変動し、プラグへのトウの充填量が変動するという問題がある。

また、プラグの製造時、トウ積層面が毛羽立つことでプラグ巻上機の清掃頻度が増加するほか、プラグへのトウ充填量が変動すると、たばこフィルターとして用いた際に、安定した通気抵抗が得られず、安定した喫味も得られない問題がある。
しかしながら、トウ積層条件を制御することによってベール積層面の毛羽立ちを抑制し、プラグの品質変動を小さくする方法については、これまで具体的な提案がなされていない。

例えば、特許文献１には、振込シュート先端の速度を、紡糸速度の０．７５〜１．２５倍となるよう揺動させる炭素繊維前駆体トウ並びに耐炎繊維前駆体トウの梱包方法が開示されている。しかしながら、この方法は、振込み初期から段階的に速度を増加させる方法であり、炭素繊維前駆体トウ並びに耐炎繊維前駆体トウでは問題がないが、たばこフィルター用アセテートトウのベールにおいては、ベールの上部と下部とに密度差があるため、ベールから引き出されるときのトウの張力変動が抑えられず、また、捲縮が付与されたトウが縺れたまま引き上がる場合がある。

特許文献２では、トウ振り込みの折り返し部分にトウを案内するときのトウ案内部の搖動速度（Ｖ１）と、Ｖ１以外にトウを案内するときのトウ案内部の搖動速度（Ｖ２）が、Ｖ１／Ｖ２＜０．９５となるたばこフィルター用トウのベール梱包方法が開示されている。
この方法では、ベールから引き出される時のトウの張力変動が抑えられ、プラグの品質変動が小さくなるものの、ベール積層面の毛羽立ちについては、依然解決されていない。

特開２００６−１７６３２８号公報特開２００９−１５５０８３号公報

上述のとおり、従来のトウのベール及びその製造方法では、ベールからトウを引き出す際にトウ同士が縺れたままで引き上がることが発生しやすく、ベールの積層面での毛羽立ちやプラグの品質に変動が生じる。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、プラグ巻上機にてプラグを製造する際にベールの積層面の毛羽立ちを抑えつつ、プラグ品質の変動が小さいたばこフィルター用トウのベールを提供するものである。

１．たばこフィルター用トウが積層されたベールであって、一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ^２以上１．４０ｋｇ／ｍ^２以下であるたばこフィルター用トウのベール。
２．前記トウが、ベールの端部で折り返され、反対側の端部で再度折り返され、繰り返し積層されており、折り返し位置１から次の折り返し位置２までの前記トウの長さが、前記折り返し位置１と前記折り返し位置２との距離に対し、２４〜３５倍である１に記載のたばこフィルター用トウのベール。
３．前記トウの総繊度が１０，０００ｄｔｅｘ以上、２５０００ｄｔｅｘ以下である、１または２に記載のたばこフィルター用トウのベール。
４．前記ベールを構成するトウは、複数本のフィラメントを束状に合一して捲縮を有し、前記フィラメントの単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下である、１〜３のいずれかに記載のたばこフィルター用トウのベール。
５．前記トウがセルロースアセテートトウである、１〜４のいずれかに記載のたばこフィルター用トウのベール。
６．たばこフィルター用トウを、一方向に沿って揺動する振り込みシュート及び前記揺動方向に対し直角方向に動く振り込み台車を用いて梱包容器内に振り込むことにより前記トウを高さ方向に積層し、ベール形状に圧縮するベールの製造方法であって、積層した一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ^２以上１．４０ｋｇ／ｍ^２以下となるように振り込みシュートの揺動速度及び振り込み台車の移動速度を調整し、トウを梱包するたばこフィルター用トウのベール製造方法。

本発明によれば、ベールの積層面の毛羽立ちと、トウが縺れたまま引き上がることによる張力変動を抑えることができ、最終製品である特にたばこフィルター用プラグのトウ充填量の変動が小さくなり、プラグ品質の変動を小さく抑えることが可能となる。

本発明のベールの一例を上方から見た場合の概略図を示す。本発明のベールにおいて、トウの折り返し部を含む振込み方向前後の２つの領域と、中央部の領域とを示す図である。

以下、本発明の代表的な実施形態である、たばこフィルター用トウのベールを例に挙げて更に詳しく説明する。
なお、本明細書中おける「フィラメント」、「トウ」、「ベール」、「プラグ」の各用語を以下の定義とする。
「フィラメント」：紡糸孔から吐出された繊維、一本一本の単繊維を示す。
「トウ」：複数本のフィラメントが束状に合一された繊維束をいう。
「ベール」：トウが所定のサイズの梱包容器内に振り込まれ、高さが数メートル（例えば４メートル）のトウ積層体を数百トンの圧力で圧縮して梱包された梱包体をいい、後述する方法により好ましく製造される。通常３００から８００ｋｇの重量を有し、圧縮圧力に応じる弾性反発力に耐えるためにＰＥＴの複数のストラップなどで結束されている。
「プラグ」：トウが円筒形状に成形され可塑剤を添加されて形状を保持した状態で巻紙に巻かれた円筒形状のもの。このプラグを分割し、切断することでたばこフィルターが形成される。

本発明のベールは、たばこフィルター用トウが積層されたベールであって、一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ^２以上、１．４０ｋｇ／ｍ^２以下である。

前記一層のトウ集積密度（Ａ）は、０．９６ｋｇ／ｍ^２以上、１．２０ｋｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。

前記一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｇ／ｍ^２以上であると、積層されたトウを引き出す際にトウの引き出し地点の移動速度が上昇することで、張力変動が大きくなることを低減し易く、プラグにおけるトウ充填量の変動、並びに通気抵抗の変動が大きくなることを低減し易くなる。

前記一層のトウ集積密度（Ａ）が、１．４０ｇ／ｍ^２以下であると、積層されたトウ同士がより折り畳まれて倒れ込んだ状態で圧縮・梱包されにくくなるため、プラグ製造時にベールから積層されたトウを引き出す際にトウ同士が縺れたまま引き上がることが生じ難くなる。これによりベールの積層面の毛羽立ちや、張力変動によるプラグ品質低下が生じ難い。
トウ集積密度（Ａ）は、実施例に記載のとおり、圧縮梱包されたベールから、一層分のトウを引き出し、切り取った後、その重量Ｍ（ｋｇ）を測定し梱包容器の開口部面積Ｓ（ｍ^２）で除した値（ｋｇ／ｍ^２）である。なお、一層とは、梱包容器が、図２の矢印Ｙで示す方向の往復移動方向において、移動方向が反転した時点から、次の反転する時点までに積層された部分をいう。

本発明のベールは、前記トウが、ベールの端部で折り返され、反対側の端部で再度折り返され、繰り返し積層されており、折り返し位置１から次の折り返し位置２までの前記トウの長さが、前記折り返し位置１と前記折り返し位置２との距離に対し、２４〜３５倍であることが好ましい。
前記トウの長さが、前記距離に対し２４倍以上であると、トウ同士が縺れたまま引き上がることが発生し難く、３５倍以下であると、トウを引き上げる際の張力変動を少なくし易くなる。
これらの観点から、前記トウの長さは、前記距離に対し２５倍以上３２倍以下がより好ましい。

またベール製造の際、ベールの一層のトウ集積密度（Ａ）を変更するため、振込シュートの振り込み速度を変更するとき、トウが遠心力により振られることで積層面が傾くことがある。このため、トウの梱包容器への積層範囲は積層面が傾かない範囲内で制御することが望ましい。

本発明のベールは、前記トウの総繊度が１０，０００ｄｔｅｘ以上、２５，０００ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。
前記トウの総繊度が１０，０００ｄｔｅｘ以上であれば、トウ同士が縺れたまま引き上がることが発生し難く、２５，０００ｄｔｅｘ以下であれば、隙間ができにくく、効率良く圧縮梱包し易くなる。
これらの観点から、前記トウの総繊度は１３，０００ｄｔｅｘ以上、２３，０００ｄｔｅｘ以下がより好ましく、１５，０００ｄｔｅｘ以上、２０，０００ｄｔｅｘ以下がさらに好ましい。

本発明のベールは、フィルター製造の安定性、たばこの喫味の点から、前記ベールを構成するトウが、セルロースアセテートからなるものが好ましい。
また前記ベールを構成するトウは、複数本のフィラメントを束状に合一して捲縮を有し、前記フィラメントの単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。
前記単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下であれば、捲縮が付きやすく、効率良く梱包できる。
この観点から、前記単繊維繊度は、９ｄｔｅｘ以下がより好ましく、８ｄｔｅｘ以下がさらに好ましい。
下限値は、単繊維切れが少なくできる観点から、３ｄｔｅｘ以上が好ましく、４ｄｔｅｘ以上がさらに好ましい。

本発明のベールは、好ましくは、たばこフィルター用トウを、図１に示す前記トウ振り込み方向Ｘに対して直交する方向Ｙに繰り返し移動する振込シュートの動作により、梱包容器内に連続的に積層され、梱包することにより製造される。
一方向（図１の矢印Ｘで示すトウ振り込み方向）に沿って揺動する振り込みシュート及び前記振り込み方向Ｘに対し直交する方向（図１の矢印Ｙで示す方向）に移動する振り込み台車を用いて梱包容器内に振り込むことにより前記トウを高さ方向に積層し、梱包容器内へのトウの積載量が所望の量（通常、３００ｋｇ以上１２００ｋｇ以下程度の重量）に達した時点で、ベール形状に圧縮し、梱包する製造方法であって、積層した一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ^２以上１．４０ｋｇ／ｍ^２以下となるように振り込みシュートの揺動速度及び振り込み台車の移動速度を調整し、トウを梱包することにより製造される。
前記一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｇ／ｍ^２以上であると、積層されたトウを引き出す際にトウの引き出し地点の移動速度が遅くなり、張力変動を小さくし易く、プラグにおけるトウ充填量の変動、並びに通気抵抗の変動を小さくすることがし易くなる。

振込シュートの揺動速度は、振り込まれたトウの長さが、積層された状態の長さに対して２４〜３５倍になるように調整するのが好ましい。
こうすることで、トウ同士が縺れたまま引き上がることを少なくでき、ベールからトウ引き上げ時の張力変動を小さくできる。
また、振り込み台車は、振込シュートの揺動方向（Ｘ方向）に対し直交する方向（Ｙ方向）に往復移動され、トウをジグザグに振り込んで行く。
積層した一層のトウ集積密度（Ａ）は、振り込みシュートの揺動速度及び振り込み台車の移動速度で調整する。

ベール１を、図１に矢印Ｘで示すトウ２の振込み方向に図２にＬ２の長さの部分（図２の切断位置３）で切断し、トウ２の折り返し部を含む振込み方向前後の２つの領域（ベール振り込み折り返し部分）と、中央部の領域（ベール中央部付近）でのトウ集積密度は、トウ積層面が傾かない範囲内で、トウ案内部の振り込み速度およびトウ案内部自体の移動速度を変更し、制御することができる。

以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
本実施例で採用した測定方法及び評価方法は以下の通りである。
（トウ集積密度（Ａ）の測定方法）
圧縮梱包されたベールから、一層分のトウを引き出し、切り取った後、その重量Ｍ（ｋｇ）を測定し梱包容器の開口部面積Ｓ（ｍ^２）で除した値（ｋｇ／ｍ^２）をトウ集積密度（Ａ）とした。
（プラグの通気抵抗）
プラグの通気抵抗は、コレスタ法に準拠して測定し、その標準偏差（ｍｍＷＧ）を求めた。

（ベール積層面の毛羽立ちの評価方法）
１層の積層面にある毛羽立ちの内、１０ｍｍ以上立っている毛羽立ちの数（個／面）を測定した。

（ベール積層面の状態の評価方法）
ベール積層面の状態を、積層面の傾きがない状態を○とし、積層面の傾き及び／又は崩れがある状態を×として評価した。

（実施例１）
単繊維繊度が６．５ｄｔｅｘ、総繊度が１８，１５０ｄｔｅｘの捲縮を付与したセルロースアセテートのトウを、Ｘ−Ｙ方向に（Ｘ）１０００ｍｍ×（Ｙ）８５０ｍｍの開口部を有する梱包容器内に振り込みシュート及び振り込み台車を用いて振り込み、積層し、圧縮梱包したベールを作製した。
この際、ベールの一層のトウ集積密度（Ａ）が０．９６ｋｇ／ｍ^２となるように振り込み台車のＹ方向の往復時間を１１６秒とした。また、振り込みシュートのＸ方向の往復時間を６．４秒とした。
このベールを作製する際のベール積層面の状態と、ベールからトウを引き出し、プラグ巻上機（ハウニ社製、ＡＦ１／ＫＤＦ２）にてプラグを巻き上げた際の、プラグ通気抵抗の標準偏差およびベール積層面の毛羽立ち数を測定した結果を表１に示した。

（実施例２）
ベール一層のトウ集積密度（Ａ）＝１．２０ｋｇ／ｍ^２となるように振り込み台車の往復移動時間及び振り込みシュートの往復時間を表１の通りとした以外は実施例１と同様にしてサンプルを作製した。
このベールを作製する際のベール積層面の状態と、ベールからトウを引き出し、プラグ巻上機（ハウニ社製、ＡＦ１／ＫＤＦ２）にてプラグを巻き上げた際の、プラグ通気抵抗の標準偏差およびベール積層面の毛羽立ち数を測定した結果を表１に示した。

（比較例１）
ベール一層のトウ集積密度（Ａ）＝１．６０ｋｇ／ｍ^２となるように振り込み台車の往復移動時間及び振り込みシュートの往復時間を表１の通りとした以外は実施例１と同様にしてサンプルを作成した。
このベールを作成する際のベール積層面の状態と、ベールからトウを引き出し、プラグ巻上機（ハウニ社製、ＡＦ１／ＫＤＦ２）にてプラグを巻き上げた際の、プラグ通気抵抗の標準偏差およびベール積層面の毛羽立ち数を測定した結果を表１に示した。
ベール積層面の毛羽立ち数が多くなった。

（比較例２）
ベール一層のトウ集積密度（Ａ）＝０．８０ｋｇ／ｍ^２となるように振り込み台車の往復移動時間及び振り込みシュートの往復時間を表１の通りとした以外は実施例１と同様にしてサンプルを作製した。
このベールを作製する際のベール積層面の状態と、ベールからトウを引き出し、プラグ巻上機（ハウニ社製、ＡＦ１／ＫＤＦ２）にてプラグを巻き上げた際の、プラグ通気抵抗の標準偏差およびベール積層面の毛羽立ち数を測定した結果を表１に示した。
ベール積層面の崩れがあり、プラグ通気抵抗のばらつきが大きい結果となった。

１ベール
２トウ
３切断位置
Ｘトウ振込み方向
Ｙトウ振込み方向に直交する方向
Ｌ１ベールの折り返し方向の長さ
Ｌ２折り返し部分の領域の長さ

Claims

たばこフィルター用トウが積層されたベールであって、前記トウは捲縮を有し、一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ^２以上１．４０ｋｇ／ｍ^２以下であるたばこフィルター用トウのベール。
前記トウが、ベールの端部で折り返され、反対側の端部で再度折り返され、繰り返し積層されており、折り返し位置１から次の折り返し位置２までの前記トウの長さが、前記折り返し位置１と前記折り返し位置２との距離に対し、２４〜３５倍である請求項１に記載のたばこフィルター用トウのベール。
前記トウの総繊度が１０，０００ｄｔｅｘ以上、２５，０００ｄｔｅｘ以下である、請求項１または２に記載のたばこフィルター用トウのベール。
前記ベールを構成するトウは、複数本のフィラメントを束状に合一して捲縮を有し、前記フィラメントの単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のたばこフィルター用トウのベール。
前記トウがセルロースアセテートトウである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のたばこフィルター用トウのベール。
たばこフィルター用トウを、一方向に沿って揺動する振り込みシュート及び前記揺動方向に対し直交する方向に動く振り込み台車を用いて梱包容器内に振り込むことにより前記トウを高さ方向に積層し、ベール形状に圧縮するベールの製造方法であって、積層した一層のトウ集積密度（Ａ）が、０．８５ｋｇ／ｍ^２以上１．４０ｋｇ／ｍ^２以下となるように振り込みシュートの揺動速度及び振り込み台車の移動速度を調整し、トウを梱包する、たばこフィルター用トウのベール製造方法。