JP5050082B2 - 繊維フィルタの製造方法及び製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タバコ加工産業のフィルタ棒を製造するための方法及び装置に関する。
本出願人の特許文献1からは、タバコ加工産業のフィルタもしくはフィルタ棒の製造のためのフリースを製造するための方法が公知である。加えて、タバコ加工産業のフィルタストランド製造装置が開示されており、この場合、フィルタストランド製造装置は、少なくとも1つの、フィルタ材料を配量しつつ排出可能であるフィルタ材料供給装置と、内部でフィルタ材料の供給によりストランドを形成するストランド構成装置とを有する。特許文献1から公知のフィルタストランド製造装置は、更に、フィルタ材料が、流動床内でフィルタ材料供給装置からストランド構成装置に移送可能である。この文献に開示された方法は、以下の方法ステップによって際立っている。即ち、
・個別化されたフィルタ材料を流動床に供給するステップと、
・流動床内のフィルタ材料を本質的に搬送空気流によってストランド構成装置の方向に搬送するステップと、
・フィルタ材料をストランド構成装置上に供給するステップと、
である。
本出願人の特許文献2からは、フィルタ棒の製造のためのフリースを製造するための方法及び装置が公知であり、この場合、方法は、以下の方法ステップによって際立っている。即ち、
・少なくとも1種類のフィルタ材料の繊維を個別化装置内で個別化するステップと、
・個別化された繊維を移送方向に移動するコンベヤに供給するステップと、
・個別化された繊維をコンベヤ上に供給し、これによりフリースを形成する−この場合、個別化装置は、回転軸を中心として回転する少なくとも1つの個別化要素を有し、回転軸は、本質的にコンベヤの移送方向に平行に整向されている−ステップと、
である。
そこで説明されている装置は、互いに別々に形成されている個別化装置が設けられていることによって際立っている。
前記の両特許出願における装置は、有限の繊維を加工するので、フリース、フィルタ棒、及びフィルタは、有限の繊維から、場合によっては顆粒のような別のフィルタ成分から製造される。
欧州特許出願公開第1 464 241号明細書 欧州特許出願公開第1 464 240号明細書 独国特許出願第102 17 410.5号明細書 欧州特許出願公開第1 584 248号明細書
本発明の課題は、フィルタ棒製造方法とフィルタ棒を製造するための装置の効果的な変形例を提供することにある。
この課題は、請求項1に記載の、異なった少なくとも2つの繊種から成る有限長の繊維を有するタバコ加工産業のフィルタ棒を製造するための方法によって解決される。
本発明による方法では異なった繊種の繊維が、個別化ステップの直前で集結及び混合されるので、個別化ステップの前の繊維材料の分解を回避することが得られる。本発明の枠内で、個別化ステップの直前とは、個別化ステップまで別の中間ステップを持たないで混合及び集結が行なわれるか、加工ステップがないか、直接集結及び混合に個別化ステップが接続することを意味する。本発明の枠内で、特に、少なくとも2つの異なった繊種から成る有限の繊維が加工される。好ましくは、混合は、集結によって行なわれるか、集結によって開始する。これにより、特に、集結により混合が開始し、予設定可能な移送経路上を継続的に案内されることも含まれる。
個別化のステップの後、繊維フリースを形成する供給のステップが行なわれる場合、非常に均質なフィルタ棒を製造することができる。個別化ステップは、好ましくは、繊維の加速を含んでおり、これにより、非常に均質な個別化を、更には非常に均質なフィルタ棒を、得ることができる。特に簡単な方法の形態では、加速が、カーダ内で行なわれるか、カーダによって行なわれる。カーダとは、本発明の枠内では、カーディング装置もしくはカーディング装置の一部又はスクレーパと理解し、特に、カーダとは、外周面が天然のオニナベナのように形成されている1つ又は複数のロールと理解する。これらロールは、鋸歯又は台形歯のセットによって形成されていてもよい。相応に微細な刺を有する有刺ロールでもよい。
好ましくは、それぞれの繊維は、集結及び混合のステップの前に混合されていない状態で集結させられる。本発明の枠内に、「混合されていない」の概念は、分類されていることも含んでいる。それぞれの繊維が、集結の前に混合されていない状態で滞留させられる場合は、特に良好な繊維の配量が可能である。繊維は、次に引き続き先ず予備個別化又は個別化をすることができ、次いで集結及び混合され、引き続き、均質なフィルタ棒を製造できるように、再び個別化される。最後の個別化ステップの前に、繊維混合物の滞留が行なわれてもよい。
特に好ましい実施形は、集結させられた繊維が、搬送空気流によって個別化装置に移送される場合である。搬送空気流による移送は、好ましくは繊維の混合の領域で行なわれる。但し、これは、既にまた、異なった繊種の集結の若干前もしくはその直前で行なうこともできる。
個別化装置の特に効果的な形成は、個別化装置が、相前後して配設された複数のロールを有し、これらロールの回転速度が繊維移送方向に増加する場合である。これにより、非常に効果的に、繊維の分解を防止する個別化を行なうことができる。
本発明によれば、個別化ステップは、個別化装置内で行なわれ、個別化装置から流出する個別化された繊維、コンベヤ、特に吸入ストランドコンベヤの方向の、特に重力とは反対方向の運動成分を備えるこれにより、例えば特許文献1による従来技術で必要とされる空気流の量を明らかに低下させることと、僅かな空気しか方法プロセスから取り除く必要をなくすことが可能であり、これにより、方法の実施における簡素化が可能になる。
好ましくは、個別化された繊維は個別化装置から吸入シャフトに直接放出される。好ましくは、吸入シャフトに吸入ストランドコンベヤが接続し、しかも、特に直接接続するので、吸入ストランドコンベヤに、例えば1つ又は複数の吸入ベルトに供給するために、個別化装置の後に非常に短い、繊維のための区間が配置されている。
好ましくは、移送方向で個別化装置の下流で、繊維が、例えば活性炭及び/又は接合剤から成る顆粒のような別のフィルタ材料と混合され、この別のフィルタ材料が、吸入ストランドコンベヤの方向の、特に重力とは反対方向の運動成分を備える。これにより、特に、繊維の別のフィルタ材料との良好な混合が得られ、更には、できるだけ僅かな吸入空気もしくは搬送空気による搬送の可能性が得られる。
相並んで配設された2つの吸入シャフトが設けられているか、1つの吸入シャフトが、相並んで配設された2つの部分吸入シャフトに分割されている場合、2つのフィルタ棒を同時に製造することができるので、フィルタ棒の装入量もしくは生産量を増大させることができる。この場合、これら吸入シャフトは、好ましくは本質的に平行であり、互いに0°〜15°の角度を備える。
課題は、更に、請求項9に記載の、異なった少なくとも2つの繊種から成る有限長の繊維を有するタバコ加工産業のフィルタ棒を製造するための装置によって解決される。この場合、移送シャフトと個別化装置は、繊維の移送方向で直接相前後して位置するか、直接互いに隣に位置する。本発明による装置によって、異なった繊種の特に簡単な混合が可能であり、この場合、繊維の混合物の別の方法もしくは別の加工での分解が回避される。更に、非常に小さい構造の装置が可能になっている。
好ましくは、移送シャフト内に空気流を発生させるための装置が設けられており、この装置は、特に繊維の混合物を移送するために適している。好ましくは移送シャフトを貫通するベンチレータとすることができる、移送シャフト内に空気流を発生させるための装置を設けることにより、更に、材料の非常に効果的な混合が可能である。このため、例えばベンチレータは、繊維が通過する1つ又は複数のベンチレータインペラを備えることができ、これにより、回転方向成分が繊維混合物に供給され、これが、ちょうど非常に良好な混合を可能にする。
それぞれ1つの滞留シャフトが、それぞれの繊維供給シャフトの前に接続されているか、それぞれの繊維供給シャフトに内蔵されている場合、非常に均質な繊維の混合が可能であり、更には非常に良好な予備配量も可能である。
好ましくは、移送シャフトは、滞留シャフトとして形成されている。ベンチレータが移送シャフトを貫通する変形例は、特にベンチレータが移送シャフトに統合されていることを意味する。
好ましくは、個別化装置は、相前後して配設された複数のロールを有し、これらロールの回転速度は、繊維移送方向に増加する。好ましくは、少なくとも1つのロールは、カーダ状に形成されている。このため、ロールは、外周面に好ましくは天然のオニナベナのような構造を、即ち、特に密集しているピン又は刺を有する。ロールは、外周面に鋸歯状又は台形歯状に形成することもできる。相前後して位置するロールのセットは、繊維移送方向に常に繊細に形成することができるので、相前後して位置するロールによって搬送される繊維は、長手方向への整向、平行化、及び個別化を受ける。
好ましくは個別化装置に吸入シャフトが直接接続し、この吸入シャフトは、垂直に整向されており、吸入ストランドコンベヤで終了させられている。これにより、非常にコンパクトな構造の装置が可能である。好ましくは、吸入ストランドコンベヤは、吸入シャフトの上端部に配設されており、これにより、吸入ストランドコンベヤ内で非常に一様な繊維フリースの形成が得られるので、非常に均質なフィルタ棒を生産することができる。好ましくは、非常に大量の装入量と高いフィルタ棒の生産量を可能にするために、2つの吸入ストランドコンベヤか、吸入ストランドコンベヤ内に2つの吸入ベルトが設けられている。
2つの吸入シャフトが設けられているか、1つの吸入シャフトが、繊維移送方向で、吸入ストランドコンベヤか、2つの吸入ベルトを有する吸入ストランドコンベヤの直前で2つの部分吸入シャフトに分割されている場合は、一様な繊維の分配が可能である。
吸入ベルト又は吸入ストランドコンベヤによって収容される繊維の量の一様な分配は、例えば、それぞれの吸入ベルトもしくは吸入ストランドコンベヤを通る空気流もしくは吸入空気流を調整することによって行なうことができる。
図面に関連させた実施例を基にして一般的な発明思想を限定することなく本発明を以下で説明する。本文で詳細に説明されてない本発明による全ての詳細に関しては、図面を参照されたい。
以下の図で、それぞれ同じ又は同じ様式の要素もしくは相応の部分は、同一の符号を備えているので、相応の新たな紹介は省略する。
図1は、第1の実施形の本発明による装置の断面図を示す。繊維処理装置10内で、第1の繊種の繊維12と第2の繊種の繊維13は、第1の供給管14と第2の供給管15を通って第1の滞留シャフト11と第2の滞留シャフト11’に、例えば搬送空気により供給される。第1の繊種12は、例えば多成分繊維、特に2成分繊維とすることができ、第2の繊種13は、セルロースアセテート、セルロース、又は炭素繊維から成る繊維とすることができる。有限の長さを備える種々の繊維材料を使用することができる。種々の繊維材料に関しては、全般的に本出願人の特許文献3を参照されたい。繊維の長さは、好ましくは、製造すべきフィルタ棒の長さよりも短くてよい。従って、長さは、0.1mm〜60mm、特に好ましくは0.2mm〜10mmとすることができる。人工的に製造された繊維の場合、繊維強度は、1〜20dtex、好ましくは2〜6dtexとすべきである。平均繊維直径は、好ましくは10〜40μm、特に20〜38μmとすることができ、特に好ましくは30〜35μmとすることができる。繊維は、好ましくは縮れており、特にジグザグ形であり、10mm毎に10個の曲部を備える。
引込みロール16及び16’によって、繊維12もしくは13は、滞留シャフト11及び11’の繊維の滞留領域から取り出され、打撃ロール17もしくは17’によって叩き出され、第1の繊維供給シャフト19もしくは第2の繊維供給シャフト19’に移送される。集結領域20で、異なった繊種12もしくは13は、1つの繊維混合物32に集結させられる。繊維混合物32は、移送シャフト21に達し、カーディング装置もしくはカーディング装置の一部の引込みロール22の直前で滞留させることができる。繊種12及び13の配量は、例えば、引込みロール16,16’及び/又は打撃ロール17,17’により繊維の取出し速度を制御することによって行なわれる。引込みロール16,16’は、繊維を弾性的に支承された図示されてない窪みに向かって移送するようにして、ゆっくりと作動するように形成することができる。ここでは、繊維は、引き込まれ、図示されてない薄くコンパクトな繊維ケーキとなるように圧縮される。
引込みロール16,16’と窪みの間を下に向かって移送される繊維ケーキは、引き続きくぼみの下端部で高速回転するそれぞれ1つの打撃ロール17,17’によって掻き取られるか、叩き出される。この場合、繊維は、ほぐされ、個別化され、シャフト19,19’に運び込まれる。ここでは、支援を行なう空気流が使用されるが、これは、図1に図示されていない。移送シャフト21の端部で、繊維混合物は、引込みロール22によって捕らえられ、窪み23に向かい、引き続き板バネセット24に向かって移送される。窪み23は、バネにより支承されている。引込みロール22とくぼみ23と板バネセット24の間を移送され、圧縮された図示されてない薄くコンパクトな繊維ケーキが生じる。
繊維ケーキが板バネセット24の作用領域から出たら、繊維ケーキは、高速回転するロール25によって捕らえられ、中継される。ロール25,26及び27は、カーダの場合のように形成されているか、鋸歯又は台形歯のセットを備えている。ロールの回転数は、ロール25からロール27に向かって上昇する。
繊維混合物32の繊維が約180°の回転のためにロール25のセット内に保持された後、繊維32は、反対方向に回転するロール26に接線方向に引き渡される。ロール26は、ロール25よりも高速で回転し、特に微細なカーダ構造もしくは微細な鋸歯又は台形歯のセットを備えるので、引渡しの際に繊維の長手方向への整向、平行化、及び個別化が行なわれる。
繊維32が、ロール26のセット内で約180°外周上で保持された後、繊維32は、更にまた反対方向に回転するロール27に接線方向に引き渡される。ロール27は、ロール26よりも高速で回転し、特に微細なカーディング構造もしくは微細な鋸歯又は台形歯のセットを備えるので、再び、引渡しの際に繊維の長手方向への整向、平行化、及び個別化が行なわれる。繊維32がロール27のセット内で180°だけ保持された後、繊維32は、接線方向に上に向かって通路もしくは吸入シャフト28の空気流44に引き渡される。引き続き、繊維混合物32は、吸入ストランドコンベヤ30の吸入ベルト29に達する。空気流44は、付加的に横方向の吸引部45(図4では45’)を介して吸引ストランドコンベヤ30の前で繊維混合物32もしくは繊維/顆粒混合物から分離することができる。
吸入ストランドコンベヤには、図には示されていないが、例えば特許文献1の図10によるような普通のストランド構成装置が接続する。これに関しては、全般的にこの文献の開示を参照されたい。吸入ストランドコンベヤ30の吸入ベルト29上に繊維ケーキを発生させた後、繊維ケーキは、通常はトリミングされ、生じた繊維、構成された繊維ケーキ、もしくは繊維フリースから所望の横断面形状を有する繊維ストランドを発生させるため、場合によっては包装材料で包み、引き続きフィルタ棒に裁断するために、サイジング装置に供給される。
繊維32を吸入シャフト28に直接投入する代わりに、先ず、分散布への投下を行ない、引き続き特許文献4による吸入シャフトへの吸引を行なってもよく、その場合には、カーディング装置では、好ましくは1つ多いロール又は1つ少ないロールが使用される。
図2は、フィルタ棒を製造するための装置の別の本発明による実施形を示すが、この場合、図1と比較して、集結領域20に直接接続する形でベンチレータ31が設けられている。ベンチレータ31は、移送シャフト21内に搬送空気流を発生させる。搬送空気流の閉じた回路を保証するための措置を設けることができるが、この場合、例えば、移送シャフト21の下の領域に搬送空気口が設けられ、この搬送空気口は、繊維を帯同することなく、再びベンチレータに供給するために、搬送空気を移送シャフト21から導き出すために寄与する。
図2では、更にもう1つの駆動ベルト36が設けられているが、この駆動ベルトは、例えばロール25の駆動機構を意味する。但し、ロール25〜27も、使用される別のロールも、それぞれ1つのモータによる直接駆動によって駆動されてもよい。
図1による実施形と比較して、図2では、もう1つの別のオプションが実現されており、これは、即ち顆粒の繊維混合物への供給を実現する。これは、吸入シャフト28内の吸入ストランドコンベヤ30の吸入ベルトにフィルタ材料を供給する直前に行なわれる。
このため、顆粒容器33から顆粒43が配量ロール34によって配量されて降下シャフトに供給され、この降下シャフトは、チャンバ内で加速ロール35で終了し、この加速ロールは、顆粒を接線方向に吸入ストランドコンベヤ30の方向に吸入シャフトに放出する。これにより、繊維と顆粒の良好な混合が得られる。こうして、吸入ストランドコンベヤ30の吸入ベルト上で繊維フリース41もしくはフィルタ材料フリース41が生じる。
高い生産速度もしくは大量の材料の装入量を可能にし、単位時間当たりのフィルタ棒の数を増大させるために、図3及び4に示されているように2つの吸入ベルト29,29’を設けることが可能である。
このため、図3に図示されているように、吸入シャフト28は、2つの部分シャフト39及び39’に分割することができ、これら部分シャフトは、吸入ストランドコンベヤ30の吸入ベルト29,29’の直前で本質的に平行な2つの部分シャフト39,39’に移行する。図3では、更に、図3では図示されてない顆粒用の投入領域37が設けられている。
図4によれば、2つの完全な吸入シャフト28,28’が設けられており、これら吸入シャフトは、互いに幾らか傾斜しており、この場合は、約3°の角度である。吸入シャフト28,28’は、これらが図4の図平面に対して相対的に図平面に対して垂直に相前後して配設されているように形成されており、これにより、ロール27もしくは35の深さもしくは幅は、それぞれ半分がフィルタ材料を移送シャフト28もしくは28’に供給するために設けられている。その場合、投入領域37は、図4の図平面に対して相対的に前方の移送シャフト28の場合は相対的に短い1つの顆粒シャフト40を備えており、図4の図平面に対して相対的に後の移送シャフト28’の場合は幾らか長い顆粒シャフト40’を備えている。加速ロール35は、ある種のブラシロールとして形成することができる。遠心力により、顆粒はそれぞれの吸入シャフトに放出され、繊維流と混合する。マスフロー及び供給される顆粒の速度が互いに相対的に異なっている場合が好ましい。これにより、良好な混合が得られる。
本発明による構造によれば個別化装置に吸入ストランドコンベヤを直接配設することができるので、フィルタ棒の生産のためのストランド製造機は、著しく短縮する。加えて、さもなければ通常の長さの通路内での搬送流及び混合プロセスをなくすことができないので、空気の消費量が少なくなる。
本発明による装置の概略断面図を示す。 別の実施形の本発明による装置の概略断面図を示す。 別の実施形の本発明による装置の一部を概略図で示す。 更に別の実施形の本発明による装置の一部を概略図で示す。
10 繊維処理装置
11,11’ 滞留シャフト
12 第1の繊種
13 第2の繊種
14 第1の供給管
15 第2の供給管
16,16’ 引込みロール
17,17’ 打撃ロール
19 第1の繊維供給シャフト
19’ 第2の繊維供給シャフト
20 集結領域
21 移送シャフト
22 引込みロール
23 窪み
24 板バネセット
25 ロール
26 ロール
27 ロール
28,28’ 吸入シャフト
29,29’ 吸入ベルト
30 吸入ストランドコンベヤ
31 ベンチレータ
32 繊維混合物
33 顆粒容器
34 配量ロール
35 加速ロール
36 駆動ベルト
37 投入口
38 分岐
39,39’ 部分シャフト
40,40’ 顆粒シャフト
41 繊維フリース
42 搬送空気
43 顆粒
44 移送方向
45,45’ 吸引部

Claims (17)

  1. 少なくとも2つの繊維供給シャフト(19,19’)から1つの移送シャフト(21)に繊維を配量供給するステップと、繊維を個別化する個別化ステップと、コンベヤ(30)に個別化された繊維を供給し、これにより繊維フリース(41)を形成するステップとを有する、異なった少なくとも2つの繊種から成る有限長の繊維(12,13)を有するタバコ加工産業のフィルタ棒を製造するための方法において、
    移送シャフト(21)によって供給される、集結及び混合された繊維(12,13)が、個別化ステップの直前で滞留させられ、相前後して配設された複数のロール(22,25〜27)を有する個別化装置によって個別化され、個別化装置から流出する個別化された繊維(12,13)が、重力とは反対方向のコンベヤ(30)の方向の運動成分を備え、吸入シャフト(28)に直接放出されること、個別化装置のロール(22,25〜27)の回転速度が繊維移送方向に増加することを特徴とする方法。
  2. 少なくとも1つのロール(25〜27)が、カーダ状に形成されていることを特徴とする請求項に記載の方法。
  3. それぞれの繊維(12,13)が、集結及び混合のステップの前に混合されていないことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. それぞれの繊維(12,13)が、集結の前に混合されていない状態で滞留させられることを特徴とする請求項に記載の方法。
  5. 集結させられた繊維(12,13)が、搬送空気流(42)によって個別化装置(22,25〜27)に移送されることを特徴とする請求項1〜のいずれか1つに記載の方法。
  6. コンベヤ(30)が、吸入ストランドコンベヤであることを特徴とする請求項に記載の方法。
  7. 移送方向で個別化装置(22,25〜27)の下流で、繊維(12,13)が別のフィルタ材料(43)と混合され、この別のフィルタ材料が、重力とは反対方向の吸入ストランドコンベヤ(30)の方向の運動成分を備えることを特徴とする請求項のいずれか1つに記載の方法。
  8. 相並んで配設された2つの吸入シャフト(28,28’)が設けられているか、1つの吸入シャフト(28)が、相並んで配設された2つの部分吸入シャフト(39,39’)に分割されていることを特徴とする請求項のいずれか1つに記載の方法。
  9. 繊維を配量供給するための少なくとも2つの繊維供給シャフト(19,19’)が合流する移送シャフト(21)と、繊維を個別化する個別化装置と、個別化された繊維を繊維フリース(41)に形成するためのコンベヤ(30)とを有する、異なった少なくとも2つの繊種から成る有限長の繊維(12,13)を有するタバコ加工産業のフィルタ棒を製造するための装置において、
    移送シャフト(21)が、滞留シャフトとして形成されており、この移送シャフト(21)に個別化装置が接続すること、個別化装置が、相前後して配設された複数のロール(25〜27)を有し、これらロールの回転速度が繊維移送方向に増加すること、個別化装置に、垂直に整向された吸入シャフト(28,28’)が直接接続し、この吸入シャフトの上端部に、コンベヤ(30)が配設されており、個別化装置から流出する個別化された繊維(12,13)が、重力とは反対方向のコンベヤ(30)の方向の運動成分を備えることを特徴とする装置。
  10. 移送シャフト(21)内に空気流(42)を発生させるためのベンチレータ(31)が設けられていることを特徴とする請求項に記載の装置。
  11. それぞれ1つの滞留シャフト(11,11’)が、それぞれの繊維供給シャフト(19,19’)の前に接続されているか、それぞれの繊維供給シャフト(19,19’)に内蔵されていることを特徴とする請求項又は10に記載の装置。
  12. ベンチレータ(31)が移送シャフト(21)を貫通することを特徴とする請求項11のいずれか1つに記載の装置。
  13. 少なくとも1つのロール(25〜27)が、カーダ状に形成されていることを特徴とする請求項に記載の装置。
  14. コンベヤ(30)が、吸入ストランドコンベヤであることを特徴とする請求項13に記載の装置。
  15. 2つの吸入ストランドコンベヤ(30)か、吸入ストランドコンベヤ(30)内に2つの吸入ベルト(29,29’)が設けられていることを特徴とする請求項14に記載の装置。
  16. 2つの吸入シャフト(28,28’)が設けられていることを特徴とする請求項15に記載の装置。
  17. 1つの吸入シャフト(28)が、繊維移送方向で、吸入ストランドコンベヤ(30)か、2つの吸入ベルト(29,29’)を有する吸入ストランドコンベヤ(30)の直前で2つの部分吸入シャフト(39,39’)に分割されていることを特徴とする請求項15に記載の装置。
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