JP6081471B2 - 複合ロウソク芯を製造するシステムおよび方法 - Google Patents

Description

［関連出願］
本出願は、２０１１年１１月８日出願の米国出願第６１／５５６，９９８号の優先権を主張するものであり、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、複合ロウソク芯を製造する方法に関し、それによって、２つの材料、好ましくは、綿および木材が、積層によって一緒に接合される。複合芯は、改良された一貫性のある炎の高さのロウソクを提供する。

木材芯、具体的には、平面木材芯を有するロウソクは、通常の使用時に一貫性のない炎の高さを被る。この一貫性のなさは、使用する木材の種類にかかわらず、木材自体の自然変異に起因するようである。地理、高度、天候、樹齢、または処理に起因するかにかかわらず、木材芯を有するロウソクの炎の高さの一貫性のなさは、ロウソク業界において大きな損失である。

炎の高さの一貫性のなさは、審美的用途および芳香を放出する能力の点で品質が低いという指標であると見なされ得る。別の方法で設計されない限り、ロウソクは、適度な炎の高さを一貫して維持することが予想される。炎の高さの一貫性のなさは、１本のロウソクの使用中にそのロウソクの低い炎および高い炎として観察されるか、またはロウソクごとに観察される。

低い炎を有するロウソクは、審美的用途不足ならびに芳香放出および効果の低下をもたらす。例えば、従来のロウソクの炎は、「ロウソクの光で夕食を」といった周知の概念によって例証される心地良い雰囲気を与える。低い炎は、発光の著しい低下を被り、望ましくないロウソクの炎の雰囲気を作り出す。香料入りのロウソクの場合、炎がワックスを溶融して芳香放出をもたらすることは、当技術分野で周知である。香料入りのワックスの迅速な溶解および広大な溶融プールの生成は、芳香放出および効果の両方の最大化につながる。低い炎は、ワックスを容易に溶融する能力を欠いており、広大な溶融プールを形成しない場合があり、それ故に芳香放出および効果を阻害する。高い炎を有するロウソクは、過剰な発煙を引き起こし、高熱を生成する可能性がある。

これらの課題を解決するために、綿が木材に付着する複合木材／綿芯が開発されている。そのような芯は、米国特許出願第１３／２７４，６３０号に記載されており、その教示は、参照により本明細書に組み込まれる。積層後、綿芯および木材芯の両方を含む複合芯は、同一の長さでなければならず、実際の長さは、芯が使用されるロウソクの高さに依存する。

最終積層複合芯が層間剥離することなくさらなる製造プロセスに耐えることができるように、綿芯３および木材芯３が両方一緒に付着することは、本発明の重要な態様である。さらなる製造プロセスは、完全な芯クリップアセンブリを形成するための芯クリップ適用、容器配置およびその後の接着、熱液充填等のロウソク形成、ならびに使用者の初めてのロウソク燃焼経験を最適化するための複合芯トリミングを含む。本発明のもう１つの重要な態様は、平面綿芯３が木材芯の縁を超えて延在しないことである。

複合ロウソク芯を製造するためのシステムおよび方法は、綿芯および木材芯を実質的に同一の速度で供給するための機構を含む。木材芯は、芯周囲のワックスコーティングの溶融を引き起こすために加熱され、圧力は、圧縮ホイールおよび芯材料を運搬する駆動ベルトを通ってこれらの芯材料に印加される。いったん圧力が印加されて複合芯が形成されると、これらの芯は、切断刃が芯をその所望の長さに切断する切断管を通って送られる。

本発明のこれらおよび他の特徴および機能は、添付の図面に照らして解釈されるべき以下の詳細な説明からより完全に理解され、添付の図面において、対応する参照番号は、いくつかの図にわたって対応する部分を指す。

複合芯を製造するための本発明のシステムの斜視図を示す概略図である。 図１に示されるシステムの綿芯および木材板供給部の概略図である。 図１に示されるシステムの綿芯および木材芯供給部の拡大概略図である。 図１に示されるシステムの木材板加熱管の断面概略図である。 図１に示されるシステムの積層部の概略図である。 図１に示されるシステムの寸法決定および切断部の概略図である。

本発明において、布芯３および木材板２が積層によって組み合わせられて、様々な長さの複合芯１５を形成する。布芯３の材料が平面形状である一方で、布芯３が棒形状、長方形、または他の何らかの形状であり得ることが好ましい。本発明において利用される布芯は、好ましくは、綿（短繊維および長繊維）、紙、レーヨン、およびセルロースといった材料のうちの１つ以上を用いて製造される平らな形状（平面）を有する編組芯である。布芯３は、１つ以上の複数の繊維端を有するレーヨンスリーブを含有する複数の組紐で一緒に編み込まれた複数の綿コアを含んでもよい。綿が布芯３にとって好ましい材料であるので、この芯は、以下、綿芯と称される。綿芯３は、好ましくは０．０２５インチ〜０．０６５インチの厚さおよび好ましくは０．２５インチ〜０．７５インチの幅を有する。綿芯３は、ワックスコーティングされており、１０〜１０００フィートの長さで綿芯スプール上に供給される。このような芯は、Ａｔｋｉｎｓ ａｎｄ Ｐｅａｒｃｅ（１ Ｂｒａｉｄｗａｙ，Ｃｏｖｉｎｇｔｏｎ，Ｋｅｎｔｕｃｋｙ ４１０１７）から入手することができる。

木材芯２がサクラ硬材で作られていることが好ましいが、カエデおよびオーク硬材等の他の種類の木材が使用されてもよい。硬材に加えて、マツまたはスギ等の軟材が使用されてもよい。木材芯２は、好ましくは０．０１５インチ〜０．０４インチの厚さ、好ましくは０．２５インチ〜１インチの幅、および３インチ〜３６インチの長さ（好ましくは２８インチの長さ）を有する木材板と呼ばれる平面形状で形成される。このような木材芯は、Ｃａｎｄｌｅ Ａｒｔ，ＬＬＣ（１００８４ Ｎｏｒｔｈ １９５０ｔｈ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｄｉｅｔｅｒｉｃｈ，ＩＬ ６２４２４）から入手することができる。

綿芯３は、綿芯３の後処理の一環として、ワックスコーティングされる。ワックスコーティングは、微結晶ワックス、高融点パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリαオレフィン、または従来の芯ワックスコーティングに使用される他の何らかの材料等の接着特性を有する材料を含む。このワックスコーティングは、以下で説明される積層プロセスにおいて接着剤として機能する。積層後、綿芯および木材芯の両方を含む複合芯は同一の長さであり、実際の長さは、芯が使用されるロウソクの高さに依存する。

綿芯３は、１０〜１０００フィートの長さの連続した綿芯３が巻かれた綿芯スプール１上に供給される。木材板２は、２８インチの長さで供給され、木材板加熱管４の開口部に手動で供給される。

図１〜４を参照して、綿芯スプール１によって供給された綿芯３は、アルミニウムフレーム２０を通って木材板２の供給速度に等しい供給速度で綿芯ガイドホイール１６によって誘導される。木材板加熱管４は、木材板２と完全に接触するように１／４インチ上に位置付けられた放射加熱器１９を用いて、木材板２を華氏１２０度〜１９０度の温度まで加熱する。木材板２の加熱がその後の綿芯３上の積層ワックスのわずかな溶融の主な原因となるため、これは本発明の重要な態様である。

図５を参照して、綿芯３は、綿芯ガイド１６を介して圧縮ホイール６に誘導され、木材板２は、駆動ベルト８によって木材板加熱管４を通って圧縮ホイール６に誘導される。駆動ベルト８は、調整可能なベルト引張アセンブリ５によって指導された状態で保持される。駆動ベルト８は、駆動ベルト車１７を回転させるＤＣモーターによって発動される。圧縮ホイール６は、少なくとも９５デュロメータのショアＡ硬度を有する硬質ポリウレタンで作られている。駆動ベルト８は、駆動ベルト支持プレート７上で静止する。綿芯３は、木材板２の中央に誘導され、これらは両方ともに、圧縮ホイール６に同一の速度で供給される。圧縮ホイール６の圧縮力は、張力調整ネジ１８を回転させることによって調整されてもよい。張力調整ネジ１８は、ベルト支持張力調整システム１０の一部として、ベルト支持バネ１１に対する圧力を増加または減少させ、次いで、ベルト支持プレート７に対する圧力を増加または減少させる。複合芯１５の積層は、２つの芯材料に印加される圧縮ホイール６とベルト支持プレート７との間の圧力機能として生じる。上述のように、木材板２が加熱され、この加熱が、圧力が２つの芯２、３に印加されるときに綿芯３を木材芯２に付着させる綿芯上でのワックスコーティングの溶融を引き起こす。張力調整ネジ１８の手動調整は、綿芯３および木材板２に対する最適な圧力を可能にする。最適な圧力は、積層片の分離に必要とされる力のオフライン質的測定によって決定される。

図６を参照して、綿芯３および木材板２は両方ともに、同期化されたステッピングモーター１２によって制御される同等の供給速度を有する。綿芯３上のワックスコーティングは、綿芯３および木材板２を一緒に接着させる積層媒体である。積層された綿芯３および木材板２は、複合芯１５として切断管１４に進む。切断アセンブリ９が係合し、切断刃１３は、複合芯１５の供給速度に応じて複合芯１５を切断する。切断アセンブリ９の係合をプログラミングして、様々なロウソクの高さに適合するように切断する長さを調整してもよい。複合芯１５は、それがその後に芯アセンブリおよび配置システムによって取り込まれ切断管を出る。

前述の発明がその好ましい実施形態を参照して説明されているが、当業者であれば、様々な変更および修正を思いつくであろう。すべてのこのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲内に収まるよう意図されている。

Claims (11)

1. 複合ロウソク芯を製造するためのシステムであって、
   前記システムに布芯を供給するための第１の供給機構と、
   前記システムに木材芯を供給するための第２の供給機構と、
   前記布芯および前記木材芯に圧力を印加して、前記布芯および前記木材芯を互いに付着させるための圧縮デバイスと、を備える、システム。
2. 前記第１の供給機構が、前記布芯が巻かれるスプールを備える、請求項１に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
3. 前記木材芯が供給される木材加熱管をさらに備える、請求項１に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
4. 前記木材芯が放射加熱器を通過するときに、前記木材加熱管が、前記木材芯から０．２５インチ以下に位置付けられた前記放射加熱器を備える、請求項３に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
5. 直流モーターによって制御される駆動ベルト車に巻き付けられる駆動ベルトをさらに備える、請求項１に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
6. 前記複合芯を所望の長さに切断するための切断管をさらに備える、請求項１に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
7. 前記圧縮デバイスが、前記駆動ベルトと相互作用して、前記布芯および前記木材芯に圧力を印加する、請求項５に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
8. 前記布芯が、溶融されると前記布芯の前記木材芯への付着を促進する溶融性材料でコーティングされる、請求項１に記載の複合ロウソク芯を製造するためのシステム。
9. 複合ロウソク芯を製造するための方法であって、
   平面木材芯を加熱するステップと、
   溶融性材料でコーティングされた布芯を前記平面芯の平面に隣接して位置付けるステップと、
   前記平面木材芯および前記布芯に圧力を印加して、前記布芯の前記平面木材芯への付着を引き起こすステップと、を含む、方法。
10. 前記圧力を印加するステップが、
    前記平面芯を駆動ベルト上に位置付け、かつ前記綿芯を前記木材芯上に平行に置くことと、
    前記木材芯および前記布芯を圧縮ホイールと前記駆動ベルトとの間を通過させて、前記布芯の前記平面木材芯への付着を引き起こすことと、を含む、請求項９に記載の複合ロウソク芯を製造するための方法。
11. 前記木材芯および前記布芯で作製された前記複合芯を所望の長さに切断することをさらに含む、請求項９に記載の複合ロウソク芯を製造するための方法。

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