JP4512398B2 - 有端の繊維を調製する方法と、フィルタ製造時に使用するための有端繊維の調製装置 - Google Patents

Description

本発明は、たばこ加工産業のフィルタを製造する際に使用するための有端の繊維の調製方法に関する。本発明は更に、有端の繊維をばらばらに分離するための少なくとも１つの装置と、少なくとも１つの配量装置を備え、少なくとも１つの配量装置から少なくとも１つの分離するための装置に有端の繊維を搬送するための少なくとも１つの手段が設けられている、たばこ加工産業のフィルタを製造する際に使用するための有端の繊維用の調製装置に関する。

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。切断された小片はドラム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ドラムからコンベヤベルトに運ばれる。それによって、続いて他の搬送ドラムに供給され、小片はこの搬送ドラム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。
英国特許第７１８３３２号公報

そこで、本発明の課題は、非常に均質なフィルタが製造可能であり、製造すべきフィルタの特性の高い可変性を可能にする、たばこ加工産業のフィルタを製造する際に使用するためのフィルタ材料を調製する方法とフィルタ材料の調製装置を提供することである。

この課題は、たばこ加工産業のフィルタを製造する際に使用するためのフィルタ材料を調製するための方法において、
有端の繊維を分離装置に供給し、
繊維をばらばらに分離し、
この分離の少なくとも一部が多数の穴を有する装置の穴を通過させることによって行われ、
ばらばらに分離された繊維を連続体形成装置の方に搬送する
ことによって解決される。

フィルタ材料として有端の（有限のまたは最終的な）材料を使用し、連続体（次にこの連続体からフィルタが形成される）を形成する前にこの繊維をほぼ完全に分離することによって、非常に均質なフィルタ特性が得られる。この場合、繊維のほぼ完全な分離は内在的に重要である。というのは、その後再び分離された繊維からなるフリースに形成される分離された繊維だけが、一様で均一な密度を有するフリースを製造することができるからである。

ばらばらに分離された繊維からなる流れの外観は、吹雪、すなわち繊維の均一で安定した分配を空間的にも時間的にも有する繊維の流れに似ている。特に繊維の完全な分離は、互いに連結された繊維の群が実質的に存在しないことを意味する。繊維をばらばらに分離した後で初めて、繊維の複合体、例えばフリース状の構造体が再び作られる。続いて、繊維群をほぐし、繊維を個々の繊維に分離することにより、ブリッジや中空室を含まないフリースが製造される。

分離された繊維の搬送の少なくとも一部が空気流によって行われると、分離された繊維は、繊維群を形成しないで搬送される。本発明による方法の特に有利な実施形では、ばらばらに分離された繊維の分離の少なくとも一部が空気流によって行われる。これによって、分離程度が非常に高い。繊維を分離するために、多量の空気が使用される。流動床範囲において余剰空気が繊維流から少なくとも部分的に分離除去される。

繊維の分離の少なくとも一部が多数の穴を有する装置の穴を通過させることによって行われる分離の際に高い効率が達成可能である。繊維の供給の少なくとも一部が空気流によって行われると、予備分離された繊維が供給の際にほぼ分離されたままである。好ましくは分離された繊維と、繊維の（ほぼ完全な）分離の前に調製された繊維群は実質的に、搬送空気または空気流によってのみ供給される。

少なくとも２つの分離ステップが設けられていると、繊維の高い分離程度が達成される。好ましくは、複合体内に存在する有端の繊維の予備分離が行われる。そのために、好ましくはハンマーミルまたは梱分解機が使用される。ハンマーミルは、繊維フェルトが供されるときに使用される。梱分解機は、繊維の梱が供されるときに使用される。

本発明による方法の有利な実施形では、少なくとも１つの配量ステップが設けられ、この配量ステップによって繊維の量が特に予備設定可能に配量される。この場合、予備配量および／または主配量を設けることができる。予備配量によって、調製すべき繊維の流量をおおまかに調節する。主配量によって、微調節が可能である。

少なくとも１つの配量ステップが分離ステップと同時に行われると、特に効果的で迅速な方法が可能である。

好ましくは異なる種類の繊維が使用されるので、異なるフィルタ特性を有するフィルタを製造することができる。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、多成分繊維、特に二成分繊維が重要である。重要な成分については特に、本出願人のドイツ連邦共和国特許出願第１０２１７４１０．５号明細書が参照される。

好ましくは異なる種類の繊維が混合される。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。

本発明による方法の特に有利な実施形では、第２または第３の配量ステップと共にあるいはこの配量ステップに続いて、完全な分離が行われる。この分離は特に予備配量を設ける場合に第３の配量ステップの後で行われる。繊維長さが製造すべきフィルタの長さよりも短いと特に有利である。繊維長さに関しては更に、本出願人のドイツ連邦共和国特許出願第１０２１７４１０．５号明細書の内容全体が参照される。この明細書は本願の開示内容に含まれる。従って、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、本発明による調製の後できわめて均質なフィルタが製造可能である。

前述の種類のフィルタ材料を調製するための本発明による方法を含む、たばこ加工産業のフィルタを製造するための方法の場合好ましくは、続いて更に、繊維連続体が形成され、この繊維連続体がフィルタロッドに分割される。

たばこ加工産業のフィルタを製造するための方法の場合好ましくは、遅くとも連続体形成の際に、ばらばらに分離された有端の繊維からなるフリースが形成される。有端の繊維から連続体を形成するために、繊維は流動床を経て搬送され、吸引ベルトコンベヤに供給される。これによって、フリースは吸引ベルトコンベヤの表面で形成される。吸引ベルトコンベヤは、比較的に小さな直径を有する有端の繊維を吸引ベルト上に保持するために、特別に形成されている。連続体形成はたばこ連続体の連続体形成にほぼ一致している。この場合、たばこ繊維と比較して大きさと構造が異なる有端の繊維の材料を、均質な連続体にするために、適当な手段または振動が加えられる。そのために特に、本出願人の本願と同日付け欧州特許出願第０３００７６７５．６号明細書（発明の名称“フィルタ連続体を製造する方法と装置”）が参照される。

本発明の課題は更に、たばこ加工産業のフィルタを製造する際に使用するためのフィルタ材料用調製装置によて解決される。この調製装置は、フィルタ材料をばらばらに分離するための少なくとも１つの装置と、少なくとも１つの配量装置を備え、少なくとも１つの配量装置から少なくとも１つの分離するための装置にフィルタ材料を供給するための少なくとも１つの手段が設けられている。この場合、有端の繊維を含むフィルタ材料を調製するように、調製装置が形成され、有端の繊維を分離するための少なくとも１つの装置がほぼ完全な分離を可能にする。

本発明による調製装置によって、調製されたフィルタ材料で作られたフィルタが非常に均質な特性で実現可能である。

供給のための手段は好ましくは空気流を含んでいる。それによって、一層均質なフィルタを製造することができる。

本発明による調製装置の特に有利な実施形では、繊維をばらばらに分離するために、空気流が装置を通っておよび／または装置内に流れることが必要である。これによって、分離程度が非常に高くなる。分離するための装置が多数の穴を備え、繊維がこの穴を通って装置からばらばらに分離されて出ると、きわめて効果的な調製が達成される。

きわめて簡単に実現することができる配量装置は落下シャフトを備え、この落下シャフトから、回転するロールが繊維を搬出する。配量装置の下側範囲に、１対の引き込みロールが設けられていると、フィルタ材料をやさしく配量することができる。

分離するための装置が少なくとも１個の回転要素と通路を備えた少なくとも１つの要素と空気流との協働によって、繊維の分離を可能にすると、きわめて良好で均一な分離が達成される。配量装置または少なくとも１個の配量装置は好ましくは、付加的に分離機能を有する。それによって、調製装置全体の分離程度が更に高まる。混合装置が設けられていると、いろいろな材料およびいろいろな繊維を調製することができる。繊維はセルロース繊維、熱可塑性澱粉からなる繊維、亜麻の繊維、麻の繊維、羊毛繊維および木綿繊維または既に上述したように多成分繊維である。混合装置は好ましくは付加的に、繊維の分離および／または配量を可能にする。この場合、調製装置をきわめてコンパクトに構成することができる。特に有利な本発明の実施形では、製造すべきフィルタよりも短い長さを有する有端の繊維を調製することができるように、調製装置が形成されている。更に、平均繊維直径が１０〜４０μｍ、特に２０〜３８μｍの有端の繊維を調製することができるように、調製装置が形成されている。特に有利な繊維直径は３０〜３５μｍである。

本発明では、フィルタ製造装置が前述の本発明による調製装置を備えている。

本発明によるフィルタは前述の方法によって製造される。

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は、たばこ加工産業のフィルタの調製から連続体製造までの方法の経過を概略的に示している。方法の実施の異なる方式によって、方法は可変実施可能である。図１の例では先ず最初に、繊維準備１が行われる。この繊維準備の場合、第１に、繊維原料の固められたすべての納入形態を風通しのよい羊毛のような状態に移行させることが行われる。この場合、ほぐされた繊維群が生じる。この繊維群のほかに、すでに個々の繊維も発生する。繊維準備１は例えば図２に示す装置で行われる。このような装置はそれ自体公知である。固められた納入形態は例えば繊維梱と繊維マット１０または繊維フェルト１０である。繊維梱は通常は梱分解機で包装を解かれ、繊維性マット１０または繊維フェルト１０はハンマーミル１３によって分解される。

固められていない、密に詰められた繊維原料も、繊維準備でほぐされ、風通しのよい羊毛のような状態に膨らまされる。繊維原料用の梱分解機は例えばTruetzschler社から入手可能であり、繊維原料用のハンマーミルは例えばKamas 社から入手可能である。

本実施の形態で任意であってもよい第２のステップとして、予備配量２が行われる。この予備配量２は例えば図３に示す装置によって行われる。予備配量により、繊維材料が大まかに配量され、そして更にばらばらに分離されて群または密のパップの状態の繊維が更にほぐされる。ここでも、完全にばらばらになった他の繊維が生じる。予備配量２の代わりに、主配量または配量４だけを行うことができる。予備配量２が必要であるかどうかは、繊維準備後の材料の性質に依存する。配量３または予備配量２の目的は所定の安定した均一な繊維質量流れを実現することであり、更に一部は予備分離を実施することである。配量４のステップは繊維群を更にばらばらに分離することになる。配量４のステップの前に、混合および／または配量３のステップを設けることができる。このステップにおいて、図１でボックス３に通じる経路によって示すような複数のフィルタ材料と場合によっては結合剤または顆粒活性炭のような添加剤を混合することができる。

更に、異なるように構成されたまたは同じように構成された平行な調製区間および配量区間で方法を実施することができ、それによって異なる繊維原料を平行に調製し、配量することができる。混合の目的は、個々の繊維成分と異なる添加物を均質に混合することである。混合および／または配量は例えば図５に示す装置によって行われる。主配量は例えば図４に示す装置によって行われる。

混合および／または配量のステップにおいて、異なる繊維材料は連続的にまたは不連続的に互いに混合される。図５に一例として、連続的な混合装置１１１が示してある。この混合装置１１１は繊維原料のための緩衝貯蔵機能を発揮する。混合および／または配量のステップにおいて、いろいろな繊維を互いに混合することだけなく、固体または液体の形態の添加剤を添加することもできる。この添加剤は繊維を互いに結合する働きをし、および／または繊維フィルタのろ過特性に良好な影響を与える。

混合装置１１１からの排出は定められて行われる。それによって、配量機能が付与される。その場合、配量４を混合および／または配量５によって迂回することができる。配量４の後または混合および／または配量５の後で、繊維材料は分離６のステップに供給される。ばらばらに分離する目的は、残っている繊維群を個々の繊維に完全にほぐすことである。これは、それに続く連続体製造７のステップにおいて、個々の繊維を新たに群化し、最適なフリース構造体を生じるために役立つ。このフリース構造体には、ブリッジや中空室が含まれない。この場合、繊維一本一本を積み重ねてフリースを形成することが重要である。それによって、図１に従い、３つまでの配量ステップを使用することができる。他の配量段階は、ばらばらにする分離の手前で行うことができる。

分離によって生じた繊維流は、空気内または空気流内を案内される個々の繊維からなっている。繊維を一緒に案内する空気流の外観または繊維を含んだ空気流は吹雪に非常に似ている。連続体製造のために、ばらばらに分離された繊維は例えば流動層によって特別な吸引ベルトコンベヤの吸引ベルトに供給される。連続体製造７の場合、一定の横断面の連続体が生じる。この場合、横断面は特に一定の正方形であり、同時に均一な密度が得られる。遅くとも連続体の形成時に、繊維はフリース状の構造になる。完成した繊維フィルタ連続体は充分な硬さ、引張り抵抗、一定重量、残留物および再加工性を有する。

図２は繊維準備装置１１４を示している。繊維フェルト１０は引き込みロール１１によって、ハンマー１２を備えたハンマーミル１３の作用範囲に運ばれる。ハンマーミル１３のハンマー１２はケーシング１４内に収納されている。ハンマー１２は切断範囲１５において繊維フェルトに当たり、繊維群１６を形成する。この繊維群１６は空気流１７によって管１８の中を搬送される。繊維群を含む空気流１９が生じる。ここで、一部の繊維は既にばらばらに分離されている。ハンマーミル１３のハンマー１２が落下方向に回転するので、繊維はハンマーミル１３のケーシング１４から接線方向にロータ回転方向に放出される。

図３には、予備配量装置１１３が概略的に示してある。繊維材料４１を含む空気流は分別機２０に供給される。この分別機が繊維材料４１を空気流から分離するので、繊維材料４２はシャフト２１から貯蔵容器２２に落下する。貯蔵容器２２の下側部分には２個のスパイク付きロール２３が配置されている。このスパイク付きロール２３はゆっくりと回転し、繊維材料を第３のスペイク付きロール２４に供給する。第３のスパイク付きロール２４は高速回転し、繊維材料から繊維群を破り取る。この繊維群はホッパー２５内に達し、このホッパー内で下方に滑る。ホッパー２５の下端にはロータリーフィーダ２６が配置されている。繊維群はロータリーフィーダ２６の区画室内に滑り、通路２７に搬送される。通路２７内に空気流２８が発生させられる。この空気流は通路２７に放出された繊維または繊維群を一緒に運ぶ。空気流２８は繊維群に供給される、方法から戻された繊維も一緒に運ぶ。空気流２９は繊維と繊維群を含んでいる。繊維と繊維群の混合物２９が空気流によって運ばれる。回転する部品、すなわちスパイク付きロール２３，２４とロータリーフィーダ２６の回転数を変えることにより、質量流量を調節することができるので、予備配量を実現することができる。

図４は主配量を可能にする配量装置を概略的に示している。繊維と繊維群の混合物２９は空気流によって、分別機３０、例えば回転式分別機に搬送される。そこで、繊維と繊維群の混合物は空気流から分離される。分離された繊維材料３１はシャフト３２内に達し、このシャフト内を下方へ引き込みロール３４まで落下する。複数対のロールあるいは１対の引き込みベルトまたは複数対の引き込みベルトを設けることができる。シャフト３２の区間内に振動要素３３が設けられている。この振動要素によって、引き込みロール３４への繊維と繊維群の混合物３１の隙間のない供給が可能である。

引き込みロール３４は繊維材料をスクレーパ３５の間の、このスクレーパによって形成された配量通路３６内に搬送する。回転するロール３７、例えばスパイク付きロールは繊維材料から繊維を破り取り、この繊維を通路３８に供給する。通路３８内には、繊維または繊維材料４０を含んで矢印方向に搬送する空気流３９が生じる。引き込みロール３４の回転数を介して、配量通路３６の質量流量が設定される。

図５には、混合装置１１１が概略的な斜視図で示してある。いろいろな繊維材料４３，４４と他の繊維材料または液状または固体の添加剤４５が混合室４６に入れられる。繊維材料はセルロース繊維、熱可塑性澱粉、亜麻の繊維、麻の繊維、羊毛繊維、木綿繊維または多成分繊維、特に二成分繊維である。これらの繊維は製造すべきフィルタの長さよりも短い長さを有し、例えば２５〜３０μｍの範囲の太さを有する。例えばStraEnso Pulp AB社のセルロース繊維stora fluff EFを使用することができる。このセルロース繊維は３０μｍの平均横断面と、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、Trevira GmbH社の６ｍｍの長さのTrevira 2553,0 dtex 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。人造繊維の他の例として、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更に繊維を互いに粘着させる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。

混合室４６に入れられた繊維材料４３，４４または適当な添加剤４５はロール５０〜５２に供給される。このロールは充填および混合過程の間適当な回転数で回転する。ロール５０〜５２の位置は好ましくは水平および垂直に調節可能である。それによって、ロール相互の軸線間隔が調節可能である。更に、複数のロールが異なる階層に配置することができる。混合すべき成分はロール５０〜５２によって捕らえられ、加速され、混合室４６内で完全に渦流化される。渦流化によって、成分が完全に混合される。混合室４６における混合すべき成分の滞留時間は、篩４７の幾何学的な性状によって調節することができる。更に、混合室４６内における混合すべき成分の滞留時間は、篩４７の開口を部分的にまたは完全に閉鎖するシフトシールドによって決定される。シフトシールドは図に示していない。

繊維混合物５３または混合物５３は篩４７の開口から室５４に供給される。これは連続的にまたは間欠的に行うことが可能である。室５４は好ましくは揺動可能であり、その中を空気流５５が流通する。空気流５５は混合物５３を捕らえ、一緒に運ぶ。混合物を含む空気流５６は室５４から出て、混合物５３を更に案内する。

図６には、配量装置１１２と関連して分離装置１１５が概略的に示してある。配量装置１１２は図４の配量装置にほぼ一致している。この場合、振動要素３３が落下シャフト３２の分離された区間として示してあり、スクレーパ３５は図４と幾分異なる形をしている。回転するロール３７によって配量通路３６から取り出された繊維材料は分離室６１に直接供給される。引き込みロール３４の回転数によって、配量通路３６の質量流量が決定される。分離装置全体を空気が流通する。この流れ１３３は流動床端部の負圧によって引き起こされる。この負圧は一方では吸い出し管７１を通って案内される空気流７２と、他方では吸引ベルトコンベヤ内の流れによって生じる。この吸引ベルトコンベヤは流動床端部６９に配置され、この図６には示していない。

分離室６１内において繊維または繊維群はロール６０の範囲内で通気穴６２を通過する空気流６３または空気流入６３による流れまたは重力の影響を受けて移動する。ロール６０またはロール６０の列はばらばらに分離された繊維（および部分的にばらばらに分離された繊維）を捕らえ、この繊維を加速し、分離室６１の篩６４に当てる。適当な篩出口面を有する篩の代わりに、穴あき金属薄板または丸棒格子を使用することができる。

機械的な応力によって、繊維群は個々の繊維にほぐされ、最後に篩６４を通過する。すなわち、繊維は充分に分離され後で篩を通って案内される流れ１３３によって捕らえられ、篩６４を通過するかまたは吸引される。ロール６０の回転数と、流れ１３３の面積と強さは、篩６４の穴の分離室６１の質量流量を決定する。

ばらばらに分離された繊維６５は流動床６６に達する。この流動床では、繊維はノズルリップ６７として形成された空気ノズルから出る空気流６８によって捕らえられ、流動床６６上を移動する。複数のノズルリップ６７を設けることができる。流動床端部６９に作用する負圧は、ばらばらになった繊維を流動床端部６９の方に搬送するのに充分な流れ１３３を生じる。流れ１３３は一部は流動床端部６９の流れ分割部材７０によって繊維流から分離され、吸い出し管７１内に達する。負圧とノズルリップ６７によって生じる流れは分離室６１から空気を奪う。空気６３は分離室６１内の通気穴６２から補充される。

流動床範囲において、ばらばらに分離された繊維は、その前に分離する働きをする流れ１３３の空気流内で搬送される。これは流動床までほぼ垂直に行われ、その後流動床に沿って行われる。流れ１３３は他の空気流、例えば空気流６８によって補充することができる。

流動床６６には吸引ベルトコンベヤが接続している。この吸引ベルトコンベヤはこの図６には示していない（これについては特に図１０，１２参照）。吸引ベルト上には、ばらばらに分離された繊維がまかれる。２個の吸引ベルトまたはそれ以上の吸引ベルトを使用することができる。

図７は本発明による分離装置の他の実施の形態を示している。図６の実施の形態と異なり、この実施の形態では、ロール６０が１個だけ設けられている。更に、空気ノズル７３によって発生する複数の空気流７４が分離室６１内に設けられている。図７に示した空気ノズル７３よりも多い空気ノズルを使用することができる。この空気ノズルは室の外周面だけでなく、分離室６１内にも分配しなければならない。空気ノズルはロール６０に繊維を供給する。１個のロールの代わりに、複数のロールを使用することができる。１個のロール６０の機能と複数のロール６０の機能は図６のロールの機能に一致している。空気流７４によって、分離室６１内に強い渦流が発生する。従って、図６の実施の形態と比べて繊維の分離が改善される。ばらばらに分離された繊維６５は図６の実施の形態と同様に篩６４を通過する。

図８には、本発明による分離装置１１５の他の実施の形態が示してある。この場合、空気流は流動床端部６９に作用する負圧と、ノズルリップ６７から流れる空気流６８とによって発生する。複数のノズルリップを使用することができる。主空気流は篩６４の上方で始まり、ミキサセトラ列８２，８３と篩６４を通過する。その後で、主流は流動床範囲６６に達し、流動床６６の端部まで流動床を通過する。

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３１は、篩６４の上方でケーシング内に達する。この繊維材料または混合物は図８の図示と異なり、水平に対して或る角度、例えば４５°で傾斜していてもよい。繊維と繊維群の混合物３１は重力の作用を受けておよび主空気流の作用を受けて撹拌具８２，８３の範囲内に達する。ミキサセトラ列８２，８３は傾斜した撹拌具を駆動する並べて配置された撹拌棒からなっている。撹拌具は互いに９０°だけずれている。異なる角度だけずらしてもよい。ばらばらに分離されていない繊維群は回転する撹拌具によって引き裂かれ、加速され、そしてケーシングの篩６４に打ち付けられる。篩６４の代わりに、穴あき板または丸棒格子を使用することができる。繊維群または繊維群混合物３１は、個々の繊維にほぐされて主空気流内の篩６４を通過するまで、篩６４の方へ加速される。その後で、繊維は前述の実施の形態の場合のように流動床６６に達し、図８に示していない吸引ベルトコンベヤに達する。図８に示した分離装置は少なくともミキサセトラ列８２，８３が欧州特許第０６１６０５６号公報（デンマークのM ＋JFibretech A/S）によって知られている。この欧州特許第０６１６０５６号公報の開示内容全部がこの特許出願に取り込まれる。

本発明による分離装置１１５の他の有利な実施の形態が図９に概略的な斜視図で示してある。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が、空気流７６によって篩ドラム７８に搬送される。これはケーシング７９の側方の穴７７から行われる。繊維材料は篩ドラム７８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８０が生じる。流動床端部６９に作用する負圧と空気流６８によって引き起こされる流れが、環状流れ８０に垂直にまたはほぼ垂直に重ねられる。流動床端部６９における負圧は、流動床端部６９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７１によって搬送される空気流７２の負圧とによって発生する。普通の流れは篩ドラム７８の上方で始まり、篩ドラム７８の外壁穴を通過する。普通の流れはそして、流動床範囲６６に達し、流動床を端部６９まで通過する。この端部において、普通の流れの一部がくさび７０で繊維から分離される。

ばらばらになっていない繊維材料はドラム７８内で、ドラム７８の内壁面に達する。ドラム７８は時計回り８１に回転する。ドラム内壁面に蓄積された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８５に供給される。分離ロール８５は反時計回り８４に回転する。その代わりに、時計回りに回転させてもよい。分離ロール８５または針ロール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、外壁穴を通過するまで、すなわち空気流（普通の流れ）によって捕らえられ、篩ドラム７８を通って案内されるかまたは吸い出されるまで行われる。篩ドラム７８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７１から排出される。

図９には、繊維流れ７５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６７から出る空気流６８によって捕らえられ、流動床端部６９に供給される。これは、流動床６６に達するばらばらになった繊維の、空気流６８による搬送と同様に行われる。複数のノズルリップを設けてもよい。

ドラム７８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８０によってその都度平行なドラム７８に達する。ばらばらにするために、繊維は篩ドラム７８の開口１３２を通過する。実質的にばらばらになった繊維だけが開口１３２を通過する。従って、開口１３２はばらばらに分離された繊維だけを通過させるように形成されている。

図９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。

図１０は連続体製造機械１１０を概略的に示している。

図１１は連続体製造機械１１０の一部を矢印Ａ方向に見た平面図であり、図１２は図１０の連続体製造機械１１０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はシャフト３２を経て配量装置３４に達する。この配量装置はこの実施の形態では回転するロール３２を備えた引き込みロール対３４である。材料充填１００の方向は図１１に概略的に示すように、図１１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は分離室６１内で分離される。吸い出し管７１内の空気流れと吸引ベルトコンベヤ８９内の空気流７２′によって発生した流動床６６上の空気流は、ばらばらになった繊維６５を搬送する。吸い出し管７１内の空気流れ７２はその方向が図１１に示すように図１１において図の平面から上向きである。空気流７２は余剰の繊維も搬出する。空気流７２′は吸引ベルト８９上に落下した繊維６５を保持する働きをする。

ばらばらになった繊維６５は流動床６６上を流動床端部６９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８９が配置されている。吸引ベルトコンベヤ８９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７２′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６５を吸引し、空気を通す吸引ベルトコンベヤ８９の吸引ベルトに繊維を固定保持する。

ばらばらになった繊維６５は空気を通す吸引ベルトコンベヤ８９の吸引ベルト上に注がれる。吸引ベルト１１６は連続体製造機械１１０の方に、すなわち図１０において左側に移動する。連続体製造機械１１０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８６が吸引ベルト上に形成される。注がれた繊維流８６は異なる厚さであり、吸引ベルトコンベヤ８９の注ぎ領域の端部でトリミング装置８８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８８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８６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８６の一部を除去するので、余剰の繊維８７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８６はトリミングされた繊維連続体９０と余剰繊維８７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９０は吸引ベルト１１６上で保持され、連続体製造機械１１０の方に移動する。トリミングされた繊維連続体９０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９２によって圧縮される。圧縮ベルト９２の代わりに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１１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１１には圧縮ベルト１０１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１０１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、圧縮ベルト９２が設けられている。圧縮ベルト９２の代わりに、ローラを設けることができる。

トリミングされて圧縮された繊維連続体９１は連続体製造機械１１０に移送される。この移送は、圧縮された繊維連続体９１を吸引ベルト１１６から剥がし、連続体製造装置１１０の成形ベルト上に繊維連続体９１を載せることによって行われる。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９１の方に向けられるノズル９３によって補助される。このノズルを空気流９４が通過する。

連続体製造機械１１０内で繊維フィルタ連続体９５が発生する。この場合、被覆材料帯９９がボビン９８によって繊維材料の周りに普通のごとく巻かれる。被覆材料帯９９で被覆する際に圧縮された繊維連続体９１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、繊維フィルタ連続体９５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９６において表面を加熱されて溶着される。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。硬化装置９６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。繊維連続体を冷却すると、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９５が繊維フィルタロッド９７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９７に切断した後で行ってもよい。

図１２に示した空気流１０２は、前述の実施の形態の空気流のように、繊維材料を搬送する働きをする。

図１３には、本発明による分離装置の第５の実施の形態が斜視図で概略的に示してある。この分離装置は図９の分離装置に似ている。図９の実施の形態に加えて、顆粒配量装置１２０が設けられている。顆粒配量装置１２０は分離装置１１５の全幅にわたって篩ドラム７８の間から分離装置１１５に顆粒をまく。まかれた顆粒１２１は篩ドラム７８の範囲において、篩ドラム７８から出る繊維と混合される。ばらばらに分離された繊維と顆粒からなる混合物が生じる。この混合物は、搬送方向において吸引連続体端部７９の前方に配置された吸引連続体コンベヤまで、流動床上の空気流で搬送される。

図１４は本発明による他の分離装置１１５の概略的な横断面を示している。この実施の形態では、空気の案内が改善されているので、均一な繊維流れ７５または７５′が発生する。空気流１２２は篩ドラム７８の上側範囲において装置内に達する。篩ドラム７８から出るばらばらに分離された繊維は通路１２３，１２４に達し、空気流によって流動床６６の範囲まで下向きに案内される。流動床の下側範囲において、繊維流７５は繊維流７５′と合流する。この範囲では、搬送空気の大部分が繊維流から分離される。これは空気流１２２′によって示してある。そのために、吸い出し管１２５が流動床６６のロール室内に設けられている。繊維流７５′は両繊維流７５の合流の後で、流動床６６と分別機１２７によって形成された通路内に達する。ここでも、方法の実施に応じて、フリースを形成してもよいし、繊維を更にばらばらに分離することができる。繊維流７５′は吸引ベルトコンベヤ８９に作用する負圧によって、流動床端部６９および吸引ベルトコンベヤ８９まで搬送される。

図１５は図１４に似た概略的な断面図である。図１４の実施の形態に加えて、顆粒配量装置１２０が篩ドラム７８の上方に配置されている。顆粒１２１は２本の取り出し管からそれぞれの篩ドラム７８に供給される。通路１２３，１２４に搬送される繊維と顆粒の流れ１２８は流動床６６の下側範囲で合流して繊維と顆粒の流れ１２８′を形成する。

図１６は分離装置１１５の本発明による他の実施の形態を示している。流動床端部６９の近くで顆粒配量装置１２０から顆粒１２１が添加される。顆粒１２１は加速要素１２９に達する。この加速要素はロール、ブラシまたはノズルであってもよい。加速された顆粒１２１は管１３０を通って流動床の垂直区間１３１内に達する。

フィルタ材料を調製するための方法経過を概略的に示す図である。 繊維を準備するための装置を概略的に示す図である。 予備配量するための装置を概略的に示す図である。 主配量するための装置を概略的に示す図である。 混合ドラムを概略的に示す図である。 第１の実施の形態の分離装置を備えた配量装置を概略的に示す図である。 第２の実施の形態の分離装置を備えた主配量装置を概略的に示す図である。 第３の実施の形態の分離装置を概略的に示す図である。 第４の実施の形態の分離装置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１０の一部をＡ方向に見た図である。 図１０の一部をＢ方向に見た概略的な側面図である。 第５の実施の形態の分離装置の概略的な斜視図である。 分離装置の他の実施の形態の概略的な横断面図である。 顆粒の供給を付加的に示す、図１４と同様な概略図である。 顆粒供給が他の範囲で行われる、図１５と同様な概略図である。

符号の説明

１ 繊維準備
２ 予備配量
３ 混合および／または配量
４ 配量
５ 混合および／または配量
６ 分離
７ 連続体製造
１０ 繊維フェルト引き込みロール
１２ ハンマー
１３ ハンマーミル
１４ ケーシング
１５ 切断範囲
１６ 繊維群
１７ 空気流
１８ 管
１９ 空気流
２０ 分別機
２１ シャフト
２２ 貯蔵容器
２３ スパイク付きロール
２４ スパイク付きロール
２５ ホッパー
２６ ロータリーフィーダ
２７ 通路
２８ 空気流
２９ 繊維と繊維群の混合物
３０ 分別機
３１ 繊維と繊維群の混合物
３２ シャフト
３３ 振動要素
３４ 引き込みロール
３５ スクレーパ
３６ 配量通路
３７ ロール
３８ 通路
３９ 空気流
４０〜４４ 繊維材料
４５ 添加剤
４６ 混合室
４７ 篩
５０〜５２ ロール
５３ 繊維混合物
５４ 室
５５ 空気流
５６ 繊維を含む空気流
６０ ロール
６１ 分離室
６２ 通気穴
６３ 空気入口
６４ 篩
６５ ばらばらになった繊維
６６ 流動床
６７ ノズルリップ
６８ 空気流
６９ 流動床端部
７０ 流れ分割部材
７１ 吸い出し管
７２ 空気流
７３ 空気ノズル
７４ 空気流
７５ 繊維流
７６ 空気流
７７ 開口
７８ 篩ドラム
７９ ケーシング
８０ 環状流れ
８１ 篩ドラムの回転方向
８２ ミキサセトラ列
８３ ミキサセトラ列
８４ 分離ロールの回転方向
８５ 分離ロール
８６ 繊維流
８７ 余剰の繊維
８８ トリミング装置
８９ 吸引ベルトコンベヤ
９０ トリミングされた繊維連続体
９１ 圧縮された繊維連続体
９２ 圧縮ベルト
９３ ノズル
９４ 空気流
９５ 繊維フィルタ連続体
９６ 硬化装置
９７ 繊維フィルタロッド
９８ ボビン
９９ 被覆材料帯
１００ 材料供給
１０１ 圧縮ベルト
１０２ 空気流
１０３ 空気流
１１０ 連続体製造機械
１１１ 混合装置
１１２ 配量装置
１１３ 予備配量装置
１１４ 繊維準備装置
１１５ 分離装置
１１６ 吸引ベルト
１２０ 顆粒配量装置
１２１ 顆粒
１２２ 空気流
１２２′ 空気流
１２３ 通路
１２４ 通路
１２５ 吸い出し管
１２６ 分離要素
１２７ 分別機
１２８ 繊維と顆粒の流れ
１２８′ 繊維と顆粒の流れ
１２９ 加速要素
１３０ 管路
１３１ 垂直な流動床区間
１３２ 開口
１３３ 流れ

Claims (29)

1. たばこ加工産業のフィルタ（９５，９７）を製造する際に使用するためのフィルタ材料（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を調製するための方法において、
   有端の繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を分離装置（１１５）に供給し、
   繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）をばらばらに分離し、
   この分離の少なくとも一部が多数の穴（１３２）を有する装置（４７，６４，７８）の穴（１３２）を通過させることによって行われ、
   ばらばらに分離された繊維（６５，７５）を連続体形成装置（８９）の方に搬送することを特徴とする方法。
2. ばらばらに分離された繊維（６５，７５）の搬送の少なくとも一部が空気流（５５，５６，６８）によって行われることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）の分離の少なくとも一部が空気流（６３，６８，７２，７２′，７６，１２２，１２２′）によって行われることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. 繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３）の供給の少なくとも一部が空気流（１７，１９，２８，２９，３９，５５，５６，６３）によって行われ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. 少なくとも２つの分離ステップ（２〜６）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 複合体（１０）内に存在する有端の繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）の予備分離が行わ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つの配量ステップ（２〜６）が設けられ、この配量ステップによって繊維の量が予備設定可能に配量されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 少なくとも１つの配量ステップ（２〜６）が分離ステップ（２〜６）と同時に行われることを特徴とする、請求項７記載の方法。
9. 異なる種類の繊維（４３，４４）が使用されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
10. 異なる種類の繊維（４３，４４）が混合されることを特徴とする、請求項９記載の方法。
11. 少なくとも１つの添加剤（４５）が添加されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
12. 第２または第３の配量ステップ（３〜６）と共にあるいはこの配量ステップに続いて、完全な分離（６）が行われることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか一つに記載の方法。
13. 繊維長さが製造すべきフィルタ（９７）の長さよりも短いことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
14. 平均繊維直径が１０〜４０μｍであることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか一つに記載のフィルタ材料（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を調製するための方法を含む、たばこ加工産業のフィルタ（９５，９７）を製造するための方法において、
    繊維連続体（９５）が形成され、この繊維連続体がフィルタロッド（９７）に分割されることを特徴とする方法。
16. フィルタ材料（１０，２９，３１，４０〜４４，５３）をばらばらに分離するための少なくとも１つの装置（１１５）と、少なくとも１つの配量装置（１１１〜１１４）を備え、少なくとも１つの配量装置（１１１〜１１４）から少なくとも１つの分離するための装置（１１５）にフィルタ材料（１０，２９，３１，４０〜４４，５３）を供給するための少なくとも１つの手段（１７，１９，２８，２９，３９，５５，５６，６３）が設けられている、請求項１５記載の方法に基づきたばこ加工産業のフィルタ（９５，９７）を製造する際に使用するためのフィルタ材料（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）用調製装置において、
    有端の繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を含むフィルタ材料（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を調製するように、調製装置が形成され、分離のための装置（１１５）が有端の繊維をほぼ完全に分離することができることを特徴とする調製装置。
17. 供給のための手段（１７，１９，２８，２９，３９，５５，５６，６３）が空気流を含んでいることを特徴とする、請求項１６記載の調製装置。
18. 繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）をばらばらに分離するために、空気流が装置（１１５）を通っておよび／または装置（１１５）内に流れることが可能であることを特徴とする、請求項１６または１７記載の調製装置。
19. 分離するための装置（１１５）が多数の穴（１３２）を備え、繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）がこの穴を通って装置（１１５）からばらばらに分離されて出ることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一つに記載の調製装置。
20. 配量装置（１１１〜１１４）が落下シャフト（３２）を備え、この落下シャフトから、回転するロール（３７）が繊維を搬出することを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか一つに記載の調製装置。
21. 配量装置（１１１〜１１４）の下側範囲に、１対の引き込みロール（３４）が設けられていることを特徴とする、請求項２０記載の調製装置。
22. 分離するための装置（１１５）が少なくとも１個の回転要素（５２，６０，７８，８２，８３，８５）と、通路を備えた少なくとも１つの要素（４７，６４，７８）と空気流（６３，７４，７６，８０）の協働によって、繊維の分離を可能にすることを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の調製装置。
23. 配量装置（１１１〜１１４）が付加的に分離機能を有することを特徴とする、請求項１６〜２２のいずれか一つに記載の調製装置。
24. 混合装置（１１１）が設けられていることを特徴とする、請求項１６〜２３のいずれか一つに記載の調製装置。
25. 混合装置（１１１）が付加的に、繊維（１０，２９，３１，４０，４４，５３）の分離および／または配量を可能にすることを特徴とする、請求項２４記載の調製装置。
26. 製造すべきフィルタ（３７）よりも短い長さを有する有端の繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を調製することができるように、調製装置が形成されていることを特徴とする、請求項１６〜２５のいずれか一つに記載の調製装置。
27. 平均繊維直径が１０〜４０μｍの有端の繊維（１０，２９，３１，４０〜４４，５３，６５，７５）を調製することができるように、調製装置が形成されていることを特徴とする、請求項２６記載の調製装置。
28. 請求項１６〜２７のいずれか一つに記載の調製装置を備えたフィルタ製造装置。
29. 請求項１５記載の方法によって製造されたフィルタ（９７）。

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