JP3714561B2 - たばこ加工産業における填充材料連続体を被覆する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被覆材料テープに所定の表面領域で接着剤層を塗布形成することにより糊付けし、連続体およびこの被覆材料テープを縦軸線方向で一緒に案内し、被覆材料テープを連続体の周囲に巻付け、実際に軸平行なオーバーラップ継ぎ目に沿って閉じることによって行う、たばこ加工産業における填充材料連続体を被覆材料テープで被覆するための方法に関する。
【０００２】
更に本発明は、連続体と被覆材料テープとを一緒に縦軸方向で案内するための送り手段、接着剤層を被覆材料テープの少なくとも一つの縁部領域に塗布形成するための接着剤塗布手段および被覆材料テープを連続体の周囲に長手方向で巻付けるかつ被覆材料テープを糊付けされた縁部領域によって形成されるほぼに軸平行なオーバーラップ継ぎ目に沿って連続的に閉じるための形成装置とを備えた、たばこ加工産業における填充材料を被覆材料テープで被覆するための装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
填充材料連続体とは、たばこ繊維、たばこ代用品或いは場合によっては他の添加物を含んでいるシガレット、シガリロ、葉巻等を作るためのたばこ連続体を意味する。また填充材料連続体とは、相前後して供給される異なる連続体部分から合成された連続体をも意味する。フイルタ材料、例えばセルローアスセテートトウから成るフイルタ連続体も填充材料連続体として被覆材料でくるむことが可能である。被覆材料としてはシガレット被覆紙、フイルタ紙および類似のたばこ加工産業において使用される被覆材料が使用される。このような填充材料連続体は通常連続した方法でくるまれ、形成装置を過させられる。填充材料連続体は形成工程の間被覆材料テープ上に載置され、この被覆材料テープは形成装置内で長手方向で連続して填充材料連続体の周囲に添えられて形を整えられ、オーバーラップ継ぎ目に沿って閉じられる。被覆材料テープはオーバーラップ継ぎ目に沿って糊付けされており、従って連続体の被覆部を閉じる際接着継ぎ目が形成され、引続きこの接着継ぎ目は使用される接着剤の種類に応じて（例えばホットメルト接着剤の場合は）冷却されるか、或いは（例えば分散接着剤の場合は）加熱される。
【０００４】
被覆材料テープ上に塗布される接着剤の量は、一方ではオーバーラップ継ぎ目が確実に接着するのに十分であるように、しかし他方ではオーバーラップ継ぎ目から溢れ出ないように、連続体被覆部の表面に塗布されかつ目につかないように調整される。接着剤の配量は、接着剤がオーバーラップ継ぎ目を閉じる直前に形成装置内で被覆材料テープ上に塗布されるのなら問題とならない。しかし、構造上、場所上或いは他の理由から接着剤塗布手段を被覆材料テープ案内部の上流側で形成装置の手前に設けることが不可能である場合は、どのような機械速度にあってもオーバーラップ継ぎ目の確実な接着は保証されない。何故なら接着剤が既に形成装置への途上で固化してしまい、その作用を失ってしまうからである。従って、オーバーラップ継ぎ目における接着剤の有効性を保証するには特別な処置が必要である。例えば、ホットメルト接着剤を使用した際、形成装置内に加熱部材を設け、この加熱部材がオーバーラップ継ぎ目を貼付ける以前に被覆材料テープ上の完全に固化した或いは部分的に固化した接着剤層を再び活性化することが知られている。この処置はもちろん付加的な機械構造上の経費を要し、また引続いてオーバーラップ継ぎ目を冷却するのに種々の要件を充足しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、冒頭に記載した様式の方法および装置を更に改善することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は冒頭に記載した様式の方法にあって本発明により、接着剤塗布手段を、使用する接着剤および接着される被覆材料テープの性質に依存して、被覆材料テープ上にその単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤量が、速度が最も低速な場合はその際の最大の接着剤量値から連続的に或いは段階的に限界速度に相当する定格な接着剤量になるまで減少されように、他方被覆材料テープ上にその単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤量が、速度が最も高速な際の最小の接着剤量値から連続的に或いは段階的に限界速度以下の定格接着剤量の約６０％になるまで増大されるように、制御することにより、付着可能な適量を塗布して被覆材料テープにより充填材料連続体を被覆することによって解決される。
【０００７】
このような構成により、被覆材料テープの単位長さおよび単位面積当たりの接着剤塗布量を、如何なる時点にあってもオーバーラップ継ぎ目の最適な接着が保証されるように調節することが可能となる。この際本発明による他の構成により、接着剤は被覆材料テープを填充材料連続体連続体と合体する以前に縁部糊付けとしてこの被覆材料テープ上に塗布される。更に本発明により、接着剤の塗布量は被覆材料テープの速度が増大すると共に減少される。即ち、本発明により、被覆材料テープの速度が低い場合、高い速度の場合よりも多量の接着剤が被覆材料テープに塗布される。これにより、被覆材料テープの低い速度にあってもオーバーラップ継ぎ目内にこの継ぎ目の確実な接着を保証するだけの十分な量の接着性の接着剤が存在することとなる。他方被覆材料テープの速度が高速の場合に接着剤塗布量を低減することにより、過大量の接着剤がオーバーラップ継ぎ目内に塗布されることがなく、継ぎ目を閉じた際接着剤が流出することがなく、連続体被覆部の表面が汚れることがない。
【０００８】
本発明による他の構成により、接着剤としてホットメルト接着剤が被覆材料テープに塗布される。
【０００９】
冒頭に記載した様式の装置にあって、本発明の根底をなす課題は、被覆材料テープの走行速度、その材質、接着剤の種類等のデータを記憶している記憶手段と被覆材料テープの走行の速度信号を測定する測定手段とに結合されている制御機構が設けられており、この制御機構が接着剤供給ポンプと接着剤供給ノズルとにより形成されている接着剤塗布手段と結合されており、かつこの接着剤塗布手段を被覆材料テープに与えられる被覆材料テープの表面積当たりの接着剤塗布量が被覆材料テープの走行速度に依存してその速度が増大 するにつれて減少し、速度が減少するにつれて増大するように制御し、これにより付着可能な適量が被覆材料テープ上に塗布されるように構成されていることによって解決される。
【００１０】
本発明による装置の他の有利な構成は特許請求の範囲の請求項７から１２に記載した。 以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明を詳しく説明する。
【００１１】
【実施例】
図１には、本発明による実施例として、フイルタ連続体、特にシガレット或いは類似の喫煙可能な物品のためのフイルタを製造するための装置を概略側面図で示されている。この装置は二つの主要装置要素、即ち無端のフイルタ材料、即ちフイルタトウのためのフイルタトウ調製装置１と被覆されるフイルタロッドを造るための加工装置２とから成る。
【００１２】
フイルタトウ調製装置１は、無端のフイルタトウ連続体４をこり６から連続的に引出すためのロール対３を備えている。フイルタトウ連続体はこり６から引出された後、転向ローラ５を経て案内されてロール対３に至る途上でこのフイルタトウ連続体の繊維を解じょしかつ弛緩する二つの空気ノズル７と８を通過する。ロール対３に続いて他の二つのロール９，１１が設けられており、これらのロール対の間にこれらのロール９，１１の間で拡幅して案内されるフイルタトウ連続体４に軟化剤を塗布するための塗布装置１２が設けられている。
【００１３】
ロール対３と９は延伸装置を形成している。ロール対３の回転数はロール対９の回転数よりも低く、伝動機構１４により変更可能であり、この伝動機構の変速率は調整モータ１６により変更可能である。ロール対３と９の速度比はフイルタトウ連続体４の延伸率の度合となる。図示した実施例にあってはロール対３のロールは制動ロールとして駆動される。これらのロールを摩擦挙動により制動ロールとして作用するスリップロールとして形成することも可能である。
【００１４】
全てのロール対３，９および１１はベルト駆動機構１３ａ〜１３ｃを介して主モータ１３により駆動される。この主モータ１３の代わりに、これらのロール対のために別個に制御可能な一つ或いは多数の単独の駆動機構を設けることも可能である。
【００１５】
調製された軟化剤を噴霧されたフイルタ連続体４は填充材料連続体４４を形成し、この填充材料連続体はロール対１１を経てフイルタトウ調製装置１から加工装置２の供給ホッパー１７に達する。この供給ホッパー内でこの填充材料連続体はまとめられ、ボビン１８から引出されて接着剤塗布装置１９の様式の接着剤塗布手段により接着剤が塗布された被覆材料テープ２１上に載置される。被覆材料テープ２１とまとめられた填充材料連続体４４は形成ベルト２２上に達し、この形成ベルトは両材料を形成装置２３を経て導き、この形成装置は被覆材料テープ２１をフイルタトウ材料から成る填充材料連続体の周囲に巻付け、その際無端のフイルタ連続体２４を形成する。このフイルタ連続体は継ぎ目接合板もしくは冷却区間２６を通過し、この冷却区間内においてオーバーラップ継ぎ目内の接着剤が固化される。
【００１６】
継ぎ目接合板は、被覆材料テープ上に塗布される接着剤が湿式接着剤である場合は上記の位置に設けられる。その際継ぎ目接合板内で接着継ぎ目が乾固される。被覆材料テープ２１上にホットメルト接着剤が塗布される場合は冷却区間２６が設けられる。このホットメルト接着剤は固化のためこの冷却区間２６内において冷却される。引続きフイルタ連続体からカッタ装置２７により連続的にフイルタロッド２８が裁断され、このフイルタロッドは加速装置２９により載置ドラム３１内に引渡され、この載置ドラム内で横軸線方向の移送方向に転向されて送られる。フイルタロッドは載置ドラム３１から載置ベルト３２に達し、この載置ベルトから次の加工ステーションに或いは貯蔵ステーションに供給される。
【００１７】
図２においては、接着剤塗布装置１９として形成された本発明による接着剤塗布手段が拡大図で示されている。被覆材料テープ２１は転向ローラ３３と３４を巡って案内され、接着剤供給ノズル３６により接着剤が塗布される。この接着剤の塗布は被覆材料テープ２１の縁部糊付け部として塗布が行われて糊付け層３７を形成する（図３参照）。
【００１８】
接着剤供給ノズル３６は接着剤供給装置、例えば接着剤供給ポンプ３８と結合されており、この接着剤供給ポンプは接着剤を接着剤貯蔵部３９から接着剤供給ノズルに圧送する。接着剤供給装置、即ち接着剤供給ポンプ３８は制御機構４１に接続されており、この制御機構は接着剤供給ノズル３６により被覆材料テープに与えられる接着剤の量を制御する。この制御機構４１は被覆材料テープ２１の速度を検出するための測定手段４２と記憶手段４３と結合されている。
【００１９】
正常の作業にあっては、即ち機械速度が定格の速度である場合は、接着剤供給ポンプ３８の駆動とその圧送出力は制御機構４１で制御され、この圧送出力が被覆材料テープ２１上にこの被覆材料テープの単位面積当たりおよび単位長さ当たり所定の定格量の糊が塗布されるのに必要とするだけの量の糊が接着剤供給ノズル３６に供給される。接着剤供給ポンプ３８はこの作業相にあって実際に機械の速度と被覆材料テープの走行速度と同期して働き、従ってこの接着剤供給ポンプによって与えられる糊塗布量は被覆材料テープの速度にほぼ比例する。この際、被覆材料テープ２１上に単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤の量、即ち定格な接着剤の量は一定であり、オーバーラップ継ぎ目の形成装置２３（図１）内での確実な接着が保証されるように調節さている。機械速度は測定手段４２によって測定され、その測定値は制御機構４１に与えられ、この制御機構はこの測定値に即応して接着剤供給ポンプ３８を制御する。
【００２０】
機械速度が記憶手段４３内に予め与えられている速度限界値を下回った際、制御機構は接着剤供給ポンプ３８により高い圧送出力を与え、従って被覆材料テープ２１の速度が限界速度以下にある場合接着剤塗布量が増大し、相応してより多量の接着剤が被覆材料テープの縁部に塗布され、接着層が厚くなる。縁部糊付け部３７におけるこの接着剤量の増大により、機械速度が低くなった場合でも、即ち接着剤塗布とオーバーラップ継ぎ目の閉鎖−この閉鎖の間に既に接着剤の乾燥と固化が始まっている−との時間が比較的長い場合でも接着能のある接着剤が十分にオーバーラップ継ぎ目内に達することが保証される。これにより速度が低い場合でも、オーバーラップ継ぎ目が確実に閉じられる。これは機械駆動の始動相にあっても、停止相にあっても、また生産作業時に障害が発生した場合−この際速度が所定の速度限界値を下回る−でも言えることである。
【００２１】
接着剤塗布手段１９は、単位面積当たり塗布される接着剤量が速度限界値以下に速度が変わった場合には高い水準で、速度限界値を上回った場合は低い水準でそれぞれ一定して与えられるように、制御される。この場合接着剤供給ポンプの圧送率は速度限界値に達した場合のみ切換えられ、その際接着剤供給ポンプは切換え後機械の速度と同期して更に回転する。
【００２２】
しかし、接着剤塗布手段の制御は、単位面積当たりの接着剤量が、速度が限界値以下の場合所定の関数に従った速度の低減と共に増大するか、或いは逆の場合は接着剤量が低減するように行われる。この場合、被覆材料テープ上にその単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤量は、この接着剤量が定格な量になるまで、速度が最も低速な場合その最大の量値から連続的に或いは段階的に限界速度に相当するまで減少され、逆の場合被覆材料テープ上にその単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤量は、この接着剤量が定格な量になるまで、速度が最も高速なその最小の値から連続的に或いは段階的に限界速度に相当するまで増大される。即ち、塗布される接着剤の層は速度の増大と共にますます薄くなる。この構成は、接着剤の量が時々刻々と変わる状況および条件に連続的に適合し得ると言う、利点を有している。接着剤の量のその都度の最適量は経験によって定められ、本質的に紙の種類と接着剤の種類に依存している。
【００２３】
本発明をフイルタ連続体製造機においてフイルタ紙上にホットメルト接着剤を塗布するのに適用するのが特に有利である。被覆材料テープの速度が限界速度を下回っている場合の接着剤量の増量は、塗布された接着剤の形成装置内での活性化を行わなくて済み、しかも速度が低い場合でもオーバーラップ継ぎ目の確実な接着を保証する。一方接着剤塗布量は、連続体の外側被覆が流れ出る接着剤により汚されない程度に与えられる。
【００２４】
機械を始動させた際、速度が限界速度以下の低速である場合、先ず接着剤量が被覆材料テープ２１の単位面積当たり多量に塗布される。次いで限界速度に達したら、高速にあって連続体を付加的な熱供給を行うことなく形成装置内で確実に閉じるのに十分なだけの所定の定格量に切換える。
【００２５】
最適な接着剤量は経験によって決定される。限界速度以下での接着剤量の増大は定格接着剤量の約６０％以下であることが分かった。最適な接着剤量はこの値以上であっても、以下であってもよい。この最適な接着剤量は本質的に使用する接着剤および接着される被覆材料テープの性質に依存している。この際ホットメルト接着剤以外に湿式接着剤、澱粉接着剤、分散接着剤等も上記と同じ利点をもって使用することができる。
【００２６】
本発明はフイルタ連続体を製造するのに適用した実施例で説明した。同様な方法で本発明をシガレット連続体の製造にも或いは被覆しない他のたばこ連続体の製造にも使用することができる。この場合、填充材料連続体はたばこ或いは同じ喫煙可能な材料から成り、シガレット連続体製造機の連続体形成ユニットにおいて造られる。この際、填充材料連続体の被覆はシガレット連続体製造機、例えば本出願人の製造にかかわる『ＰＲＯＴＯＳ』型シガレット連続体製造機の形成装置内で行われる。被覆材料テープとしてはシガレット連続体用被覆紙テープが使用される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の利点は、特別な機械構造的な処置を行うことなく広い速度範囲において常にオーバーラップ継ぎ目の確実な接着が保証されることである。低い速度における接着剤量の増大は、形成装置内において付加的に接着剤の再活性化を行うことなくオーバーラップ継ぎ目内への接着性の接着剤の十分な到達を保証する。これにより、形成装置および機械内において順次行われる連続体の加熱と冷却から生じる材料に対する負荷も回避される。本発明はホットメルト接着剤を使用した際に特に有効であるが、他の種類の接着剤を使用しても利点が得られる。何故なら、接着剤はこのような方法にあって被覆材料テープの速度が低くなればなるほど、ますます乾燥と固化が強力に行われるからである。即ち、本発明により機械の始動相にあって不十分なオーバーラップ継ぎ目の接着により生じる不良品による損失が回避される。この際本発明は、塗布される接着剤量をオーバーラップ継ぎ目から流出する接着剤による汚化が十分に回避されるように決定することを可能にする。このことは特に、多孔性の被覆材料テープ、例えばフイルタ製造における多孔な性質を有する種類の紙を処理する場合に重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置を有するフイルタ製造機の概略図である。
【図２】 本発明による装置の一実施例の概略図である。
【図３】 縁部に接着剤が塗布された被覆材料テープの平面図である。
【符号の説明】
１ 調製装置
２ 加工装置
３、９、１１ ロール対
４ フイルタ材料テープ
５，３３，３４ 転向ローラ
６ こり
７，８ 空気ノズル
１２ 塗布装置
１３ モータ
１３ａ〜１３ｃ ベルト駆動機構
１４ 伝動機構
１６ 調整モータ
１７ 供給ホッパー
１８ ボビン
１９ 接着剤塗布手段
２１ 被覆材料テープ
２２ 形成ベルト
２３ 形成装置
２４ フイルタ連続体
２６ 継ぎ目接合板／冷却区間
２７ ナイフ装置
２８ フイルタロッド
２９ 加速装置
３１ 載置ドラム
３２ 載置ベルト
３６ 接着剤供給ノズル
３７ 縁部塗布部
３８ 接着剤供給ポンプ
３９ 接着剤貯蔵部
４１ 制御機構
４２ 測定手段
４３ 記憶手段
４４ 充填材料連続体

Claims (12)

1. 被覆材料テープに所定の表面領域で接着剤層を塗布形成することにより糊付けし、連続体およびこの被覆材料テープをそれらの縦軸線方向で一緒に案内し、被覆材料テープを連続体の周囲に巻付け、ほぼ軸平行なオーバーラップ継ぎ目に沿って閉じることによって行う、たばこ加工産業における填充材料連続体を被覆材料テープで被覆する方法において、
   接着剤塗布手段（１９）を、使用する接着剤および接着される被覆材料テープの性質に依存して、被覆材料テープ（２１）上にその単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤量が、速度が最も低速な場合はその際の最大の接着剤量値から連続的に或いは段階的に限界速度に相当する定格な接着剤量になるまで減少されように、他方被覆材料テープ（２１）上にその単位面積当たり或いは単位長さ当たり塗布される接着剤量が、速度が最も高速な際の最小の接着剤量値から連続的に或いは段階的に限界速度以下の定格接着剤量の約６０％になるまで増大されるように、制御することにより、付着可能な適量を塗布して被覆材料テープにより充填材料連続体を被覆することを特徴とする方法。
2. 接着剤を、被覆材料テープを連続体と合体する以前に、この被覆材料テープ上に塗布することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 接着剤をオーバーラップ継ぎ目を閉じるための縁部糊付け材として被覆材料テープの縁部に塗布することを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. 被覆材料テープの速度が定格である場合は定格量の接着剤を塗布すること、および被覆材料テープの速度が定格速度よりも低い所定の限界速度以下の場合は定格の接着剤量以上にこの接着剤量を増大させることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. 接着剤としてホットメルト接着剤を被覆材料テープに塗布することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. 連続体と被覆材料テープとを一緒にそれらの縦軸方向で案内するための送り手段、接着剤層を被覆材料テープの少なくとも一つの縁部領域に塗布形成するための接着剤塗布手段および被覆材料テープを連続体の周囲に長手方向で巻付けかつ被覆材料テープを糊付けされた縁部領域によって形成されるほぼ軸平行なオーバーラップ継ぎ目に沿って連続的に閉じるための形成装置とを備えた、たばこ加工産業における填充材料を被覆材料テープで被覆するための装置において、
   被覆材料テープ（２１）の走行速度、その材質、接着剤の種類等のデータを記憶している記憶手段（４３）と被覆材料テープ（２１）の走行の速度信号を測定する測定手段（４２）とに結合されている制御機構（４１）が設けられており、この制御機構（４１）が接着剤供給ポンプ（３８）と接着剤供給ノズル（３６）とにより形成されている接着剤塗布手段（１９）と結合されており、かつこの接着剤塗布手段（１９）を被覆材料テープ（２１）に与えられる被覆材料テープの表面積当たりの接着剤塗布量が被覆材料テープの走行速度に依存してその速度が増大するにつれて減少し、速度が減少するにつれて増大するように制御し、これにより付着可能な適量が被覆材料テープ上に塗布されるように構成されていることを特徴とすることを特徴とする装置。
7. 制御機構（４１）が接着剤塗布手段（１９，３８）により被覆材料テープ（２１）に与えられる接着剤量を被覆材料テープの速度が低い場合は増大させ、被覆材料テープの速度が高い場合は低減するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 制御機構（４１）が所定の限界速度を現示するデータを記憶するための記憶手段（４３）を備えていること、および制御機構が接着剤塗布手段（１９，３８）の供給量を制御して、被覆材料テープの速度が限界速度以上である場合は定格の接着剤量の塗布が行われ、被覆材料テープの速度が限界速度以下である場合は多量の接着剤量の塗布が被覆材料テープ（２１）に行われるように構成されていることを特徴とする請求項６或いは７に記載の装置。
9. 制御機構（４１）が所定の限界速度を現示するデータを記憶するための記憶手段（４３）を備えていること、および制御機構が適用手段（１９，３８）の供給量を制御して、適用手段から被覆材料テープ（２１）に与えられる接着剤の量が被覆材料テープの速度が上昇して限界速度に増大した際は連続的に所定の多量の接着剤量からそれより僅かな定格接着剤量に低減するようにし、反対に被覆材料テープの速度が下降して限界速度より低くなった際は連続的に所定の少量の接着剤量から定格接着剤量に増大させるように構成されていることを特徴とする請求項６或いは７に記載の装置。
10. 接着剤塗布手段（１９，３８）が接着剤供給ノズル（３６）を備えていることを特徴とする請求項６から９までのいずれか一つに記載の装置。
11. 填充材料連続体（４４）の送り手段として、調製されたフイルタ繊維トウ（４）から成る無端のフイルタ繊維トウ連続体（４６）を形成装置（２３）に移送するトウ調製装置（１）が設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項６から１０までのいずれか一つのに記載の装置。
12. 填充材料連続体の送り手段として、補集されたばこ繊維から成る無端のたばこ連続体を形成装置に送るシガレット連続体製造機の連続体形成ユニットが設けられていることを特徴とする請求項６から１１までのいずれか一つに記載の装置。

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