JP4512397B2 - フィルタロッド製造用のフリースを製造する方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、たばこ加工産業のフィルタロッド製造用のフリースを製造する方法と装置に関する。第１の変形のこの装置は、少なくとも１種類のフィルタ材料の繊維をばらばらに分離可能である少なくとも１個の分離装置と、フリースを形成するために、ばらばらになった繊維を降下させることが可能であるコンベヤとを備えている。上記装置の他の変形は、少なくとも１種類のフィルタ材料の繊維をばらばらに分離可能である少なくとも２個の分離装置を備え、各々の分離装置に搬送シャフトが設けられている。

たばこ加工産業のフィルタを製造するためにフィルタ材料を調製する方法と、フィルタ材料を調製する装置は特許文献１によって知られている。この場合、たばこ切断機械によって、材料の小片が製造され、この小片は紙巻きたばこ連続体製造装置に似た連続体製造装置に供給される。この場合、不所望な味覚を防止し、小片が製造されたフィルタの端片から落下しないようにするために、小片に化学的な製剤が浸透させられる。切断された小片はロールによってスパイク付きロールの作用範囲に運ばれ、スパイク付きロールによってロールからコンベヤベルトに運ばれる。それによって、続いて他のスパイク付きロールに供給することができる。小片はこのスパイク付きロールから他のスパイク付きロールまたは打ち当てロールによってたたき出されて成形部に供給される。この成形部内でフィルタ連続体が被覆帯によって形成される。紙、セルロース、織物、人造材料等のような材料からなる小片は、切断されたたばこと類似の構造を有する。

小片の形状に基づいて、均質な特性を有するフィルタを製造することは困難である。更に、フィルタ特性の調節の可変性は非常に制約される。

冒頭に述べた装置と冒頭に述べた方法は例えば特許文献２によって知られている。この特許文献では、充填材料の中断されていない繊維からなる帯または流れをスパイク付きロール上に案内することにより、紙巻きたばこフィルタ用充填物質が発生する。このスパイク付きロールは、繊維がスパイクによって不規則な長さの片に引き裂かれ、ロールから任意の方向に放出されるような回転数で駆動される。引き裂かれた繊維はコンベヤベルト上に降下し、中断されない支持帯に移送される。この支持帯は同じフィルタ物質または異なるフィルタ物質からなっている。支持帯と充填物質は成形されてフィルタ連続体になる。フィルタ連続体を形成するために、支持帯が連続体成形機械に供給される。この機械では、支持帯の側方が圧縮され、連続体が形成される。それによって、連続体を縦軸方向に搬送すると、フィルタ連続体が製造される。フィルタ連続体を製造した後で、続いて、フィルタ連続体はフィルタロッドに切断される。
英国特許第７１８３３２号公報 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１３０８２７号公報

本発明の根底をなす課題は、品質が改善される、たばこ加工産業のフィルタロッドまたはフィルタ連続体を製造するためのフリースを製造する方法と装置を提供することである。

この課題は、分離装置で少なくとも１種類のフィルタ材料の繊維をばらばらに分離し、 ばらばらに分離された繊維を、搬送方向に移動するコンベヤに供給し、
ばらばらに分離された繊維をコンベヤに降下させ、それによってフリースが形成される、
たばこ加工産業のフィルタロッドを製造するためのフリースを製造する方法において、 分離装置が回転軸線回りに回転する少なくとも１個の分離要素を備えていることによって解決される。

本発明による方法により、コンベヤ上に繊維を均一に降下させることができるので、コンベヤ上に形成または降下するフリースの品質が高まり、それに伴いフリースによって形成される繊維連続体の品質と、繊維連続体によって形成されるフィルタロッドの品質が高まる。

回転軸線がコンベヤの搬送方向にほぼ平行に向いていると、繊維を非常に均一に降下させることができる。

少なくとも２種類の繊維が互いに分離された分離装置でばらばらに分離され、特に各分離装置で１種類の繊維が分離されると、分離の効果、ひいては分離率が高まる。分離された繊維がコンベヤの直前で合流すると合目的である。それによって、方法実施時に、繊維の事前混合を省略することができる。

課題は更に、互いに分離された分離装置で少なくとも２種類のフィルタ材料の繊維をばらばらに分離し、
ばらばらに分離された繊維をコンベヤに供給し、この場合ばらばらに分離された繊維がコンベヤの直前で合流し、
合流した繊維をコンベヤに降下させ、それによってフリースが形成される、
たばこ加工産業のフィルタロッドを製造するためのフリースを製造する方法によって解決される。

本発明の方法によって、形成されるフリースの品質が高められる。というのは、互いに分離された分離装置における、少なくとも２種類のフィルタ材料の繊維の分離（この場合、特に各分離装置で１種類のフィルタ材料が分離される）により、分離率が高まるからである。それに伴い、降下したフリース内の繊維の分布が均質になる。従って、フリースの品質が高められると共に、それによって成形されるフィルタ連続体と、それから後で切断されるフィルタロッドの品質が高められる。

分離装置がそれぞれ少なくとも１個の分離要素を備え、この分離要素がコンベヤの搬送方向にほぼ平行に向いた回転軸線回りに回転すると、コンベヤ上における繊維の均一な分布が達成される。本発明による方法の有利な実施形では、繊維またはフィルタ材料の降下が上側からコンベヤ上に行われる。これによって、コンパクトな方法の実施が可能である。

１種類の繊維が、多成分繊維、特に二成分繊維であると、フィルタ連続体またはフィルタロッドをきわめて効率的に製造することができる。この材料に関しては、本出願人の欧州特許出願第03 004 594.2号（発明の名称“紙巻きたばこフィルタとその製造方法”）の内容全体が参照される。多成分繊維または二成分繊維は、フィルタ連続体またはフィルタロッド内の繊維の簡単な連結を可能にする。そのために、多成分繊維、特に二成分繊維は、コアと、異なる材料のチューブをを備えている。この場合、充填材料はコア材料よりも低い融点を有する。この場合、フィルタ内での繊維のきわめて確実な連結が生じる。そのために、フィルタ材料として供されるかまたはフィルタまたはフィルタロッドを製造する繊維の混合物あるいはフィルタが、チューブ材料の溶融点よりも幾分高い温度にもたらされる。これにより、フィルタ成分を接着することができる。

適当な二成分繊維の場合、チューブがポリエチレン（ＰＥ）からなり、コアが例えばポリエステルまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなっていてもよい。チューブの溶融点は１２７°Ｃであり、コアの溶融点は２５６°Ｃである。これにより、非常に形状安定性のある二成分繊維が与えられる。この繊維のチューブ材料はコア材料よりも低い融点を有する。例えば使用上有利なTrevira 社の２５５タイプの二成分繊維は、3.0dtxの繊度と、３〜６ｍｍの切断長さと、ＰＥＳ（ポリエステル製の化学繊維）製のコアと、コポリエチレン製の外套またはチューブを備えている。この場合外套またはチューブは付着を高めるように改良されている。すなわち、小さな表面張力を生じる添加剤を含んでいる。

エネルギーを供給した後で、フィルタ材料は少なくとも接触個所で、多成分繊維または二成分繊維に付着または接着可能である。チューブの溶融温度よりも高い温度の場合、チューブが軟化または溶融するので、接触個所においてフィルタの他の成分との付着連結または接着連結が生じる。フィルタ成分が冷えた後で、非常に形状安定性のあるフィルタが生じる。

少なくとも１種類の顆粒および／または粉末がコンベヤの直前に供給されると、フィルタ品質を改善したフィルタロッドを生じることができる。本発明の範囲内において、用語顆粒は押出し物も含んでいる。好ましいフィルタ材料としてありはフィルタ材料の好ましい組成として、８０〜９５重量％の活性炭顆粒と、５〜２０重量％の繊維、特に二成分繊維が含まれている。例えば二成分繊維、セルロース繊維および活性炭繊維のような種々の繊維からなるフィルタを製造することができる。この場合、二成分繊維の成分または割合は５〜２０重量％であり、セルロース繊維の割合は２０〜９５重量％である。残りは例えば活性炭繊維からなっている。

繊維の搬送および／または分離は好ましくは、実質的にコンベヤの範囲において負圧で排出可能な搬送空気によって行われる。

本発明は更に、少なくとも１種類のフィルタ材料の繊維をばらばらに分離可能である少なくとも１個の分離装置と、フリースを形成するために、ばらばらになった繊維を降下させることが可能であるコンベヤとを備えた、たばこ加工産業のフィルタロッドを製造するためのフリースを製造する装置に関し、少なくとも１個の分離装置が少なくとも１個の回転する分離要素を備えていることを特徴とする。回転する分離要素はきわめて高い繊維分離率を達成し、それによって製造されたフリースの密度が非常に均一である。

分離要素の回転軸線がコンベヤの搬送方向に対してほぼ平行に向いていると、フリースの一層均一な密度が得られる。分離ドラムを特別に配向したことにより、繊維を非常に均一に分離してコンベヤに供給することができる。この理由から、製造されたフリースの品質、ひいてはそれから製造されるフィルタロッドの品質が高まる。

少なくとも２個の分離装置が設けられ、この分離装置が互いに分離されている、繊維の分離程度が高まる。分離装置は搬送方向に並べて配置され、搬送方向に直列に配置されていない。分離装置はその都度１種類の繊維を分離するように形成されている。そのために例えば分離装置に含まれる分離ドラムは異なるように形成された篩を有する。この篩はその都度の繊維、例えば直径および／または長さに適合可能である。繊維の搬送方向下流側で、それぞれ１つの搬送シャフトが分離装置に接続配置されている。ばらばらに分離された繊維はコンベヤに確実に供給される。

搬送シャフトがコンベヤの直前で室に合流していると、繊維または他のフィルタ材料構成要素の効果的な混合が達成される。顆粒、粉末および／または押出し物のような他のフィルタ材料構成要素は好ましくはそれぞれ、他のシャフトと共に室に合流する搬送シャフトに供給される。

課題は更に、少なくとも１種類のフィルタ材料の繊維をばらばらに分離可能である少なくとも２個の分離装置を備え、各々の分離装置に１つの搬送シャフトが設けられている、たばこ加工産業のフィルタロッドを製造するためのフリースを製造する装置において、分離装置が互いに分離されて形成されていることによって解決される。これによって、繊維の分離程度が高まるので、繊維フリースの品質、ひいてはそれに続いて製造されるフィルタロッドの品質が高まる。そのために更に、例えば異なるように形成された篩を備えた分離ドラムが設けられている。

互いに分離された分離装置が設けられ、分離装置は搬送方向において並べて配置され、直列に配置されない。一方の側の繊維は専ら互いに分離された一方の分離装置に達し、互いに分離された他方の分離装置には達しない。

コンベヤが設けられ、フリースの形成のため分離された繊維を降下させるために、コンベヤが分離装置の下流側に配置および形成され、分離装置がそれぞれ少なくとも１個の分離要素を備え、この分離要素の回転軸線がコンベヤの搬送方向に対してほぼ平行に向いていると、コンベヤ上の繊維フリースへの繊維のきわめて均一な降下が行われる。

搬送シャフトが端部の下流側で室内で合流していると、効果的な混合が可能である。この実施形の場合にも、顆粒、粉末、押出し物または他のフィルタ材料が搬送シャフトを通って室に供給される。

少なくとも１個の分離装置がコンベヤの上方に配置されていると、非常に効果的で省スペース型の装置が実現可能である。この場合、充填材料は上側からコンベヤに直接降下する。

有利なフィルタ製造方法は、次の方法ステップ、すなわち、
ほぼ完全にばらばらに分離された少なくとも１種類の有端の繊維を、コンベヤの方向に搬送空気によって搬送し、
コンベヤの表面に、少なくとも部分的に接触する繊維のフリースを形成し、
繊維フリースを被覆帯に載せ、
繊維フリースを被覆帯によって被覆する
を有する。

すなわち、ほぼ完全にばらばらに分離された繊維を特に搬送空気によってコンベヤの方向に搬送することにより、非常に均質なフィルタ特性を有するフィルタ連続体が製造される。この場合、コンベヤの表面に上に繊維フリースが形成される。コンベヤは本発明の範囲内では特にベルトコンベヤ、とりわけ吸引ベルトである。

被覆材料帯によって繊維フリースを被覆する際に、繊維フリースが好ましい形にされるので、緊密なフィルタ連続体が形成される。繊維フリースを被覆材料帯によって被覆する際または被覆した後で、繊維の接触個所を固定連結するために、エネルギーが繊維フリースと被覆材料帯に作用すると、フィルタを比較的に弾性的に製造することができ、フィルタまたはフィルタ要素の切断エッジから繊維材料が落下しなくなる。

繊維の長さが製造された繊維連続体から切断されたフィルタまたはフィルタ要素よりも短い変形例の場合、きわめて均一なフィルタ特性が達成可能である。１０〜４０μｍ、特に２０〜３８μｍの平均繊維直径を有する少なくとも１種類の繊維が好ましい。従って、有利に使用される繊維は縦長で、比較的に細い。好ましくは活性炭顆粒、トリアセチンまたはラテックスのような添加剤が繊維に添加されると、フィルタ特性をきわめて簡単に調節することができる。活性炭顆粒は例えば繊維を完全に分離する前に添加されるかあるいはコンベヤに搬送される繊維に搬送される。結合剤としてのトリアセチンまたはラテックスは例えばコンベヤの範囲に降下した繊維フリースに添加される。

繊維フリースが被覆帯に載せるステップの前に圧縮されると、きわめて均一な圧縮が保証される。そのために、圧縮は好ましくは垂直および水平に、すなわち例えば上側および下側から並びに繊維フリースの側から行われる。

きわめて簡単な方法の実施では、繊維フリースが被覆帯に載せるために、コンベヤから機械的に、特に圧縮空気によって剥がされる。

繊維フリースは好ましくは被覆帯上に載せる前に成形される。この場合例えば、成形のステップはフリースの搬送方向に対して横方向に半円を形成することである。好ましくは全円または楕円が形成される。

上記のフィルタ連続体製造方法の後で、製造されたフィルタ連続体を切断することによってフィルタまたはフィルタ要素が製造されると合目的である。

更に、フィルタ連続体製造装置は、繊維フリースを形成するために、分離されたフィルタ材料をコンベヤ上に搬送する降下装置と、被覆材料を繊維フリースの周りに巻き付ける成形装置と、コンベヤから成形装置に繊維フリースを移送するための装置を備え、降下装置が搬送空気によってコンベヤへのフィルタ材料の搬送を可能にする。

搬送空気による、分離されたフィルタ材料の搬送により、きわめて均質な繊維フリースが製造可能である。従って、きわめて均質なフィルタ連続体、ひいてはきわめて均質なフィルタまたはフィルタ要素を製造することができる。

少なくとも１個のコンパクト化装置がコンベヤの範囲に設けられていると、フィルタ特性ガプラスの影響を受ける。そのために、コンベヤまたはコンベヤの一部は好ましくはコンパクト化装置の一部である。コンベヤが少なくとも１個の吸引ベルトを備えているときに、フィルタ連続体製造装置がきわめて簡単に実現可能である。加工すべき繊維が吸引ベルトの穴を早く閉塞させるほど小さいときには、付加的な２個の吸引ベルトを用いると有利である。この吸引ベルトはそれぞれ、ほぼ直角に第１の吸引ベルトの両側に配置される。繊維フリースのきわめて効果的な移送は、コンベヤから繊維フリースを剥がす圧縮空気によって行われる。

繊維フリースを移送するための装置が搬送ベルトを備えていると、製造すべきフィルタの特性に関してあるいは製造すべきフィルタの形状に関して繊維フリースを適切に形成することができる。搬送ベルトは好ましくは吸引ベルトである。特に有利な実施形では、搬送ベルトが搬送方向に対して横方向に曲げられている。これによって例えば、横断面が円形または楕円形のフィルタ連続体を簡単に製造することができる。そのために、２個の搬送ベルトが設けられ、その間で繊維フリースを搬送すると有利である。その際、搬送ベルトは、繊維フリースが円形または楕円形に形成可能であるように形成されている。そのために、搬送べるとは例えば半円形または半楕円形である。

繊維フリースの移送装置が繊維フリースを搬送可能なノズルを備えていると、代替的な移送装置が与えられる。ノズルは好ましくは、繊維フリースが円形または楕円形に形成可能であるように形成されている。

次に、図を参照して本発明を説明する。明細書に詳しく示していない本発明のすべての詳細について、この図面が参照される。

図１には、分離装置１０が斜視図で概略的に示してある。この分離装置は、本出願人の他の欧州特許出願第０３００７６７２．３号明細書（発明の名称“フィルタの製造時に使用するための有端繊維を調製する方法と調製装置”）に開示された分離装置１０の変形である。この欧州特許出願の内容全体が本願の開示部に含まれる。この特許出願の対象は、ほぼ完全にばらばらに分離された繊維と、この繊維から製造された均質なフィルタ連続体を得るために、フィルタ製造時に使用される繊維材料を調製することである。そのために特に、図１の分離装置１０が役立つ。場合によっては、フィルタ材料または繊維材料が前もって予備分離および配量される。

実質的にばらばらに分離されていない繊維材料または繊維と繊維群の混合物４９は例えば図４に概略的に示すように、シャフト４４と引き込みロール４６を経てスパイクロール７６の作用範囲に移動する。このスパイクロールは繊維と繊維群の混合物を予備的に分離して放出する。この繊維と繊維群の混合物４９はその後、空気流１９によって図１の篩ドラム２１内に搬送される。これはケーシング２２の側方の穴２０を経て行われる。繊維材料は篩ドラム２１の縦軸線方向に吹き込まれる。繊維材料を両側から反時計回りに吹き込むことによって、周方向の環状流れ２３が生じる。流動床端部１４に作用する負圧と空気流１３によって引き起こされる流れが、環状流れ２３に垂直にまたはほぼ垂直に重ねられる。空気流１３は重くて大きな繊維のための必ずしも必要ではないオプションである。流動床端部１４における負圧は、流動床端部１４に配置された図示していない吸引ベルトコンベヤの負圧と、吸い出し管１６によって搬送される空気流１７とによって発生する。普通の流れは篩ドラム２１の上方で始まり、篩ドラム２１の外壁穴を通過する。普通の流れはそして、流動床範囲１１に達し、流動床を端部１４まで通過する。

ばらばらになっていないか実質的にばらばらになっていない繊維材料はドラム２１内で、ドラム２１の内壁面に達する。ドラム２１は篩ドラム２１の回転方向２４によって時計回りに回転する。ドラム内壁面に蓄積された実質的にばらばらになっていない繊維材料は、回転するドラムによって分離ロール２６に供給される。分離ロール８５は反時計回りに回転方向２５に回転する。その代わりに、時計回りに回転させてもよい。伸長可能な異なるすべての変形回転体を使用することができる。針ロールとして形成可能な分離ロール２６はばらばらになっていない繊維群を捕らえ、引き裂きそして投げつける。繊維群はドラム７８の内壁面に投げつけられる。投げつけは、繊維群が単一繊維にほぐされ、外壁穴を通過できるまで行われる。篩ドラム２１の代わりに、穴あき板または丸棒格子を備えたドラムを設けてもよい。

繊維またはばらばらにされた繊維は空気流によって捕らえられ、ドラムの半径方向の穴を通って案内される。この繊維は空気流によって下方に流動床へ搬送される。繊維を含む流れが流動床に達するや否や、流れは変向され、湾曲した流動床に沿って案内される。繊維に作用する遠心力に基づいて、繊維は湾曲した案内壁に移動し、吸引コンベヤベルトまで流れる。繊維の上方を一緒に流れる空気はくさびまたは分別機７０で分離され、吸い出し管１６から排出される。

図１には、繊維流れ１８が概略的に示してある。ばらばらになった繊維はノズルリップ１２から出る空気流１３によって捕らえられ、流動床端部１４に供給される。複数のノズルリップを設けてもよい。

ドラム２１を１回通過する際にばらばらにならなかったかまたは完全にばらばらにならなかった繊維群は、環状流れ２３によってその都度平行なドラム２１に達する。図１に示した分離装置は少なくとも一部が、デンマーク国または米国のScanweb 社のWO 01/54873 A1またはUS 4,640,810 Aに開示された分離装置に一致している。上記特許出願または米国特許の開示内容全体がこの特許出願の開示内容に含まれる。

分離は実質的に、ドラム２１とロールおよび空気流の協働によって行われ、特にばらばらになった繊維だけがドラム２１の穴を通過できることによって行われる。搬送空気によって与えられる繊維流１８は、ばらばらになった繊維を流動床１４の方に案内する。この場合、流動床１１に対する間隔は遠心力に基づいて小さくなる。繊維から空気を分離するために、流れ分割部材１５が設けられている。

図２は連続体製造機械９を概略的に示している。

図３は図２の連続体製造機械９の一部を図２の矢印Ａ方向に見た平面図であり、図４は図２の本発明による連続体製造機械９を矢印Ｂ方向に見た側面図である。

ばらばらに分離された繊維材料４９はシャフト４４を経て配量装置４６または７６に達する。この配量装置は２個の引き込みロール４６と、引き込みロール４６とスパイク付きロール７６との間に配置された配量通路と、スパイク付きロール７６を備えている。材料充填４７の方向は図３に概略的に示すように、図３の平面から下向きである。ばらばらになっていない繊維材料４９は分離室１０内で分離される。分離は分離ロール２６と空気流５０および格子７７の穴との協働によって行われる。この格子は流動層１１に付設された空間から、分離室１０を分離する。吸い出し管１６内の空気流によって発生した流動床１１の空気流はばらばらになった繊維２７を搬送する。吸い出し管６７内の空気流れ１７はその方向が図３に示すように図３において図の平面から上向きである。空気流１７は余剰の繊維も搬出する。空気流２８は吸引ベルトコンベヤ３２の吸引ベルト４３上に落下した繊維２７を保持および圧縮する働きをする。

ばらばらになった繊維２７は流動床１１上を流動床端部１４の方に移動する。この流動床端部には、図に示すように、吸引ベルトコンベヤ３２が配置されている。吸引ベルトコンベヤ３２内には、連続的な空気吸い出しによって負圧が生じている。この空気の吸い出しは空気流２８によって概略的に示してある。負圧はばらばらになった繊維２７を吸引し、空気を通す吸引ベルトコンベヤ３２の吸引ベルトに繊維を固定保持する。

吸引ベルト４３は連続体製造機械９の方に、すなわち図２において左側に移動する。連続体製造機械９の方に向かって厚さが線形に大きくなる繊維ケーキまたは繊維流２９が吸引ベルト上に形成される。注がれた繊維流２９は異なる厚さであり、吸引ベルトコンベヤの注ぎ領域の端部でトリミング装置３１によるトリミングによって均一な厚さにならされる。トリミング装置３１は例えばトリミングディスクのような機械的なものであってもよいし、例えば空気ノズルのような空気圧的なものであってもよい。機械的なトリミングは紙巻きたばこ連続体製造機械において公知である。空気圧トリミングの場合には、ノズルが繊維流２９の端部に水平に配置され、このノズルから空気噴流が出て繊維流２９の一部を除去するので、余剰の繊維３０が排出される。点状噴流ノズルまたは偏平噴流ノズルを使用することができる。

トリミングの後で、繊維流２９はトリミングされた繊維連続体３３と余剰繊維３０の連続体に分割される。トリミング寸法以下のすべての繊維をノズル噴流によって捕らえて取り除くこともできる。余剰の繊維は繊維調製プロセスに戻され、後で再び繊維連続体を形成する。

トリミングされた繊維連続体３３は吸引ベルト４３上で保持され、連続体製造機械９の方に移動する。トリミングされた繊維連続体３３は圧縮されていない繊維フリースである。この繊維フリースは圧縮ベルト３５によって圧縮される。圧縮ベルト３５の代わりに、例えばプレスディスク５５（例えば図５参照）のようなローラを使用することができる。更に、複数のベルトまたはローラを使用することができる。特に図３に示すように、繊維ケーキの圧縮は側方からも行われる。図３には圧縮ベルト４８が示してある。この圧縮ベルトは互いにテーパ状に走行し、しかも繊維ケーキと共に吸引ベルト速度で走行する。圧縮ベルト４８の歯付き形状は圧縮されていない繊維ケーキにおいて異なる密度の領域を発生する。高い密度の領域では、フィルタ連続体が後で切断される。フィルタ端範囲の高い繊維密度は、この敏感な領域において繊維を緻密に保持し、更にフィルタロッドを加工しやすくする。垂直方向に圧縮するために、図２において圧縮ベルト３５が設けられている。

トリミングされて圧縮された繊維連続体３４は連続体製造機械９に移送される。この移送は、圧縮された繊維連続体３４を吸引ベルト４３から剥がし、成形ベルトまたは被覆材料帯上に繊維連続体３４を載せることによって行われる。被覆材料帯は連続体製造機械９の成形ベルトに取付けられている。成形ベルトは図に示していない。この成形ベルトは、普通のフィルタ連続体製造機械または紙巻きたばこ連続体製造機械においても使用される普通の成形ベルトである。移送は上側から圧縮された繊維連続体３４の方に向けられるノズル３６によって補助される。このノズルを空気流３７が通過する。連続体製造機械９内で繊維フィルタ連続体３８が形成される。この場合、被覆材料帯４２がボビン４１から引き出され、繊維材料の周りに普通のごとく巻かれる。被覆材料帯４２で被覆する際に圧縮された繊維連続体３４の容積を小さくし、円形または楕円形に成形することにより、あるいは後述のように、被覆材料帯で被覆する前に、繊維フィルタ連続体３８内に或る程度の内圧が発生する。

繊維混合物内に含まれる結合成分が硬化装置３９において表面を加熱されて溶着される。繊維混合物に含まれる二成分繊維の外側の層を溶着することができるので、繊維が互いに結合される。そのために特に、本出願人の特許出願DE 102 17 410.5 が参照される。繊維材料として、所望なフィルタ特性に適している多数の繊維を使用することができる。繊維材料として例えば、酢酸セルロース、セルロース、炭素繊維および多成分繊維、特に二成分繊維が適している。適している成分については、本出願人の特許出願DE 102 17 410.5 が参照される。この特許出願は本出願の開示内容に含まれる。

異なる種類の繊維が好ましくは連続体形成前に混合される。更に、少なくとも１つの添加剤が添加される。添加剤は例えば、ラテックスのような結合剤また紙巻きたばこの煙の特に効果的な構成要素を結合する、例えば活性炭顆粒のような顆粒材料である。

使用される繊維の長さが製造すべきフィルタまたはフィルタ要素の長さよりも短いと特に有利である。繊維の長さは０．１〜３０ｍｍ、特に０．２〜１０ｍｍである。製造すべきフィルタの長さは紙巻きたばこのための普通のフィルタまたは紙巻きたばこのマルチセグメントフィルタの場合のフィルタセグメントの長さである。平均繊維直径が１０〜４０μｍ、特に２０〜３８μｍ、とりわけ３０〜３５μｍであると、きわめて均質なフィルタが製造可能である。

硬化装置３９はマイクロ波加熱装置、レーザ加熱装置、ヒータプレートまたはすり接点を含んでいる。結合成分、例えば二成分繊維の外側層またはラテックスを加熱することによって、繊維連続体内の個々の繊維が互いに結合され、表面が溶着する。硬化装置３９は液状形態で添加される結合成分の乾燥を可能にする。繊維連続体を冷却すると、加熱された結合成分の溶着した範囲が再び硬化する。発生した格子状組織は繊維連続体を安定させかつ硬化させる。

最後に、硬化した繊維フィルタ連続体３８が繊維フィルタロッド４０に切断される。繊維フィルタの硬化は繊維フィルタロッド４０に切断した後で行ってもよい。

図５は連続体製造機械９の本発明による実施の形態の概略図である。図６は連続体製造機械９の一部を図５の矢印Ａ方向に見た平面図であり、図７は図５の連続体製造機械９を矢印Ｂ方向に見た側面図である。

図２〜４の連続体製造機械９と異なり、本実施の形態では、ばらばらにされた繊維材料２７が上側から吸引ベルト４３上に搬送方向７４に降下する。図５〜７に概略的に示した分離装置１０は図１の分離装置１０の変形が示してある。分離室４５には篩ドラム２１がある。この篩ドラムは矢印方向に回転する。更に、分離ロール２６がスパイク付きロールの形に形成されている。この分離ロールは図１と異なり、篩ドラム２１内の比較的に中央に配置されている。本実施の形態の場合、スパイク付きロール２６は、ばらばらになっていない繊維材料または付着している繊維群を打って個々の繊維に分離する働きをする。それによって、分離された繊維は篩ドラム２１の出口を通ってッパー５３に達することができる。ばらばらになった繊維２７は空気流と重力によって、吸引ベルトコンベヤ３２の範囲に達する。この場合、吸引ベルトコンベヤは吸引ベルト側壁５７を備えている。

繊維２７の均質な降下は特に、篩ドラム２１が分離ドラム２６を含んでいることによって行われる。この場合、篩ドラムと分離ロールの縦軸線、特に分離ロール２６の回転軸線９１は、吸引ベルトコンベヤ４３の搬送方向９２に対して平行またはほぼ平行に向いている。篩ドラム２１と分離ロール２６のこの特別な配向によって、繊維フリース２９または繊維流２９はコンベヤ４３上に非常に均一に降下する。

適当な繊維流２９が吸引ベルト４３上に降下する。余剰の繊維材料３０はトリミング装置３１によって残りの繊維連続体３３から除去される。トリミングされた繊維連続体３３はプレスベルト車５５によって圧縮される。このプレスベルト車は同時、連続体の搬送方向において吸引ベルト４３′の後側の方向変向部分である。プレスベルト車の直ぐ前方において、圧縮された繊維連続体３４が吸引ベルト４３′によって上側から保持される。そのために、空気流２８によって負圧域５４が発生させられる。吸引ベルト４３′から剥がすことができるようにするために、空気流３７が設けられている。この空気流はノズル３６によって吸引ベルトに当たる。圧縮された繊維連続体３４はノズル３６からの空気流３７によって吸引ベルト４３′から剥がされ、成形部５６に移送される。そのために、圧縮された繊維連続体３４が通常のごとく被覆材料帯４２上に達する。この被覆材料帯は成形ベルト上に搬送される。残りの方法ステップは図２〜４の方法ステップに一致している。

図８には、他の装置の一部が概略的に示してある。吸引ベルト４３は方向変換ローラ５９によって方向変換される。徐々に築かれる繊維流２９はトリミングの後で、トリミングされた繊維連続体３３となる。トリミング装置は図８には示されていない。繊維連続体２９の降下範囲において、分離された繊維２７は下側から繊維連続体上に達する。

続いて、繊維連続体３３は被覆材料帯４２に達する。この被覆材料帯は成形ベルト５８上に達する。成形ベルト５８と被覆材料帯４２はロール５９によって案内される。ローラ６１の範囲において、繊維連続体４４は被覆材料帯４２に達する。この個所に成形部５６の始端がある。この成形部において、被覆材料帯４２が普通の方法で繊維ストランド３３の周りに巻かれる。

図９には、図８の装置が平面図で示してある。この図９には特に、側壁５７の特徴が示してある。繊維連続体２９または３３を画成する側壁５７は、吸引ベルト４３として形成されている。吸引ベルト４３自体は方向変換プーリ５９の周りを方向変換される。特に小さく薄い繊維の場合、１本の吸引ベルトを設けるだけでなく、本実施の形態では３個の吸引ベルトを設ける必要がある。それによって、繊維材料が１個または複数の吸引連続体に保持される。

図１０は、吸引ベルト４３から成形部５６および特に被覆材料帯４２に繊維連続体を移送するための装置を概略的な斜視図である。この図１０に示していない繊維連続体は、方向変換プーリ５９を経て方向変換される吸引ベルト４３の下側範囲から、対向するベルト６２の自由空間内に達する。

特にスチールベルトであってもよいベルト６２はプーリ６３によって方向変換される。ベルト６２の形状によって、対向する２本のベルト６２の間に、丸い中空室が生じる。繊維連続体３４が丸い横断面のこの中空室を通過し、被覆材料帯４２に載る。移送装置によって、繊維連続体３４の予備成形と、場合によっては更なる圧縮が可能である。この実施の形態では、吸引ベルト側壁５７が固定された側壁として形成されている。

図１１は連続体製造装置９の一部を概略的に示している。上側からホッパー５３内に降下する、分離された繊維２７からなる繊維流は、吸引ベルト４３上に達し、そして押圧ベルト６４の作用範囲に達する。この押圧ベルトはプール６５の周りを案内される。圧縮された繊維連続体はノズル６６内に達し、空気流６７によって被覆材料帯４２上に更に搬送される。この被覆材料帯は成形ベルト５８に載っている。続いて、繊維フィルタ連続体３８を形成するために、繊維連続体が通常のごとく被覆材料帯４２によって被覆される。

図１２は他の連続体製造装置９の一部を概略的に示している。吸引ベルト４３によって搬送された繊維連続体３３はノズル６８の作用範囲に達し、方向変換プーリ６５の範囲内において圧縮空気６９が繊維連続体に加えられ、これによって繊維連続体３３を吸引ベルト４３から剥がす。繊維連続体３３に作用するノズルまたは圧縮空気の角度は調節可能である。吸引ベルト４３から繊維連続体３３を剥がした後で、この繊維連続体は環状ノズル７０内に達する。ノズルスリット７１を通って流れる空気６７はノズル構造に応じて、異なる機能を発揮することができる。この機能により、ノズル７０のノズル入口通路内の負圧が、走行する吸引ベルト４３から繊維連続体３３を剥がす。この吸引ベルトはプレスプーリ６５として形成可能である方向変換プーリ６５を経て走行する。更に、繊維連続体への圧縮空気６７の流れによって、成形する第１の中空円錐体７２内に繊維連続体を所定の角度で搬送することができる。変形では、圧縮空気６７は連続体を単一繊維または繊維群にほぐし、単一繊維または繊維群を、成形する第１の中空円錐体７２内に搬送する。繊維連続体または単一繊維および繊維群は圧縮空気によって、成形する第１の中空円錐体７２内に、そして成形する第２の中空円錐体７３に搬送される。成形する第２の中空円錐体７３の下方で、成形ベルト５８がその上に載る被覆材料帯４２と共に走行する。第２の中空円錐体７３は第１の中空円錐体７２よりも先細角度が小さくなっている。成形する第１の中空円錐体７２内には、空気抜き穴が設けられている。この空気抜き穴はノズル空気６９，６７の空気を排出する。

繊維連続体３３が繊維連続体として移送される第１の場合、繊維連続体は成形する中空円錐体７２，７３内で上側から成形され、成形部を走行する成形ベルト５８によって下側から成形される。繊維連続体３３を成形ベルトまたは被覆材料帯４２上に完全に移送することは、中空円錐体７３の下方で行われる。単一繊維と繊維群がノズル空気６９によって補助されて成形する中空円錐体内に押圧される、第２の変形の場合、中空円錐体の先細形状に基づいて、単一繊維と繊維群が堰止められることになる。それによって、新しい繊維連続体が形成される。連続体は第２の中空円錐体７３内に完全に形成され、この第２の中空円錐体７３の端部で成形ベルトまたは被覆材料帯４２に移送される。続いて、被覆材料帯４２が通常のごとく、繊維フィルタ連続体３８を形成するために、連続体の周りに巻かれて閉鎖される。

紙巻きたばこ連続体の製造と異なり、本発明によるフィルタ連続体製造の難点は、微細な繊維からなるフィルタ材料を、例えば活性炭顆粒または活性炭粉末のような添加物を添加してまたは添加しないで、均質なフィルタロッドに形成することにある。使用される材料を最適に搬送、保持および加工するために、いろいろな要素または装置が適切に形成されている。

繊維材料は例えばセルロース繊維、熱可塑性澱粉からなる繊維、亜麻の繊維、麻の繊維、羊毛の繊維、木綿の繊維または多成分繊維、特に二成分繊維である。この繊維は製造すべきフィルタよりも短く、例えば２５〜３０μｍの範囲の太さを有する。例えばStora Enso Pulp AB社の処理されていない stora fluff EF のタイプのセルロース繊維が使用可能である。この繊維は３０μｍの平均横断面を有し、０．４〜７．２ｍｍの長さを有する。例えば二成分繊維のような人造繊維として、６ｍｍの長さを有するTrevira GmbH社のTrevira 255 3,0 dtx HMのタイプの繊維を使用することができる。この繊維は２５μｍの直径を有する。他の人造繊維として、酢酸セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維およびポリエチレンテレフタレート繊維を使用することができる。添加剤として、活性炭顆粒または味覚物質および結合剤のような、味覚または煙に影響を与える材料を使用することができる。結合剤によって繊維を互いに接着することができる。

図１３は、たばこ加工産業のフィルタロッドを製造するためのフリースを製造する本発明による装置の概略的な斜視図である。５個の分離装置８０が設けられている。この分離装置は例えば、詳しく説明した篩ドラムの形をした分離ドラム８１を備えている。分離ドラム８１内には前述のように、分離ロール２６を配置することができる。これは図１３において一例としてのみ示してある。これに関しては図５〜７と図１が参照される。分離ドラム８１は回転軸線９１の回りに回転するように形成可能である。分離ドラム８１は勿論固定可能である。この場合、図１３に示した回転軸線９１と一致する縦軸線が設けられている。更に、１個の分離ロールを分離ドラム８１内に配置することができる。この分離ロールは回転軸線９１または回転軸線９１に対して平行に移動した回転軸線の回りに回転する。分離ドラム８１または篩ドラムは、一種類の繊維を効果的に分離するように形成されている。そのために、篩ドラムの篩の長さと幅を、分離すべき繊維の長さと直径に適合させることができる。

繊維搬送方向の下流側で、分離装置８０に搬送シャフト８２が接続している。搬送シャフトは分離された繊維材料を分離要素８３に供給する。この分離要素は下側範囲に、室８７を備えている。この室内に搬送シャフト８２が開口している。吸引ベルトコンベヤ８４は室８７に接続配置されているかまたは分離要素８３の下側範囲内に配置されている。

室８７内でフィルタ材料が混合される。フィルタ材料が重力と搬送空気によって搬送される。従って、室８７内での搬送空気の渦流化に基づいて、良好な混合が達成される。場合によっては例えば室８７の図示していない他のシャフトを通って供給される顆粒を混合可能である、分離された繊維は、移送範囲８５の後で、吸引ベルトコンベヤ８４の吸引ベルト８６の作用範囲に移送される。ここで、繊維フリース８８が降下する。

繊維フリース８８は図１４に示してある。吸引ベルト８６はが搬送方向９２に移動するので、降下する繊維フリースは搬送方向に厚くなる。

図１４には、混合室８７の範囲を詳細に示す図１３の一部が断面図で示してある。搬送シャフト８２は先ず最初に、上側範囲において平行に向いている。これは図１３の実施の形態に対する変更点である。繊維９０と顆粒８９も示してある。図１４に示すこの実施の形態では、３つの異なる種類の繊維と２つの異なる種類の顆粒が室８７に供給され、続いてコンベヤベルト８６に降下して繊維フリース８８を形成する。搬送空気は吸引ベルト８６の下方でそこの負圧によって吸い出される。

フリース８８の降下の後で、繊維フリースが前述のように連続体成形装置に供給される。そして、フリースを加熱することができる。それによって、例えば使用される二成分がフィルタ材料またはフリースの構成部分としてチューブで溶融するので、二成分の硬化後、空気を通さない固定連結部が生じる。各々の分離装置８０には好ましくは、１種類のみの繊維が供給される。この繊維を分離装置８０に供給する際にもその都度配量が行われる。

分離装置と降下装置の一部の概略的な斜視図である。 フィルタ連続体製造装置を概略的に示す図である。 図２の一部をＡ方向に見た平面図である。 図２の一部をＢ方向に見た概略的な側面図である。 本発明によるフィルタ連続体製造装置の概略図である。 図５の一部をＡ方向に見た平面図である。 図５の一部をＢ方向に見た概略的な側面図である。 簡単化のために一部を省略したフィルタ連続体製造装置の一部を概略的に示す図である。 分離装置を備えていない図８装置の概略的な平面図である。 フィルタ連続体製造装置の実施の形態の一部を概略的に示す斜視図である。 フィルタ連続体製造装置の一部を示す概略図である。 フィルタ連続体製造装置の一部の他の実施の形態の示す他の概略図である。 フリースを製造するための本発明による装置の概略的な斜視図である。 フリースを製造するための本発明による他の装置の一部を示す概略的な断面図である。

符号の説明

９ 連続体製造装置
１０ 分離装置
１１ 流動床
１２ ノズルリップ
１３ 空気流
１４ 流動床端部
１５ 流れ分割部材
１６ 吸い出し管
１７ 空気流
１８ 繊維流
１９ 空気流
２０ 開口
２１ 篩ドラム
２２ ケーシング
２３ 環状流れ
２４ 篩ドラムの回転方向
２５ 分離ロールの回転方向
２６ 分離ロール
２７ 分離された繊維
２８ 空気流
２９ 繊維流
３０ 余剰繊維
３１ トリミング装置
３２ 吸引ベルトコンベヤ
３３ トリミングされた繊維連続体
３４ 圧縮された繊維連続体
３５ 圧縮ベルト
３６ ノズル
３７ 空気流
３８ フィルタ連続体
３９ 硬化装置
４０ フィルタロッド
４１ ボビン
４２ 被覆材料帯
４３ 吸引ベルト
４４ 堰止めシャフト
４５ 分離室
４６ 引き込みロール
４７ 材料充填
４８ 圧縮ベルト
４９ 繊維と繊維群の混合物
５０ 空気流
５２ 吸い出し管
５３ ホッパー
５４ 負圧域
５５ プレスディスク
５６ 成形部
５７ 吸引ベルト側壁
５８ 成形ベルト
５９ 方向変換プーリ
６１ プーリ
６２ ベルト
６３ プーリ
６４ 押圧ベルト
６５ プーリ
６６ ノズル
６７ 空気流
６８ ノズル
６９ 圧縮空気
７０ 環状ノズル
７１ ノズルスロット
７２ 第１の中空円錐体
７３ 第２の中空円錐体
７４ フィルタ材料の搬送方向
７５ 搬送方向
７６ スパイクロール
７７ 格子
８０ 分離装置
８１ 分離ドラム
８２ 搬送シャフト
８３ 分離要素
８４ 吸引コンベヤ
８５ 移送範囲
８６ 吸引ベルト
８７ 室
８８ 繊維フリース
８９ 顆粒
９０ 繊維
９１ 回転軸線
９２ 搬送方向

Claims (9)

1. 互いに分離された分離装置（１０，８０）で少なくとも２種類のフィルタ材料の繊維（２７，９０）をばらばらに分離し、
   ばらばらに分離された繊維（２７，９０）をコンベヤ（３２，４３，８４，８６）に供給し、このばらばらに分離された繊維（２７，９０）がコンベヤ（３２，４３，８４，８６）の直前で合流し、
   合流した繊維（２７，９０）をコンベヤ（３２，４３，８４，８６）に降下させ、それによってフリース（２９，３３，３４，３８，８８）が形成される、
   たばこ加工産業のフィルタロッド（４０）を製造するためのフリース（２９，３３，３４，８８）を製造する方法。
2. 分離装置（１０，８０）がそれぞれ少なくとも１個の分離要素（２１，２６，７６，８１）を備え、この分離要素がコンベヤ（３４，４３，８４，８６）の搬送方向（９２）に平行に向いた回転軸線（９１）回りに回転することを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 上側からコンベヤ（３２，４３，８４，８６）上に降下が行われることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
4. １種類の繊維（２７，９０）が、多成分繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. １種類の繊維（２７，９０）が、二成分繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
6. 少なくとも１種類の顆粒（８９）および／または粉末がコンベヤ（３２，４３，８４，８６）の直前に供給されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. 少なくとも１種類のフィルタ材料の繊維（２７，９０）をばらばらに分離可能である少なくとも２個の分離装置（１０，８０）を備え、各々の分離装置（１０，８０）に１つの搬送シャフト（８２）が設けられており、分離装置（１０，８０）が互いに分離されて形成されている、たばこ加工産業のフィルタロッド（４０）を製造するためのフリース（２９，３３，３４，８８）を製造する装置において、
   搬送シャフト（８２）が端部の下流側において室（８７）内で合流しており、コンベヤ（３２，４３，８４，８６）が設けられ、フリース（２９，３３，３４，８８）の形成のため分離された繊維（２７，９０）を降下させるために、前記コンベヤが分離装置（１０，８０）の下流側における前記室（８７）との接続部に配置および形成されていることを特徴とする装置。
8. 分離装置（１０，８０）がそれぞれ少なくとも１個の分離要素（２１，２６，７６，８１）を備え、この分離要素の回転軸線（９１）がコンベヤ（３２，４３，８４，８６）の搬送方向（９２）に対して平行に向いていることを特徴とする、請求項７記載の装置。
9. 少なくとも１個の分離装置（１０，８０）がコンベヤ（３２，３４，８４，８６）の上方に配置されていることを特徴とする、請求項７又は８記載の装置。

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