JP6813861B2 - タバコ用フィルターとその製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明はタバコ用フィルターとその製造装置及び製造方法に関し、より詳しくは、生産性及び品質が改善されたタバコ用フィルターとその製造装置及び製造方法に関する。

一般的に、タバコはタバコの葉などの煙草をシガレットペーパーで巻き、シガレットペーパーと煙草を吸いて生じる煙を吸入するものであり、煙内の有害成分を減らし、煙の味を改善するために吸入端部にフィルターが備えられる。

より詳しくは、シガレットペーパー(ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｐａｐｅｒ)は煙草部分を巻く紙であって、亜麻(ｆｌａｘ)や木材パルプで製造され、吸入端部はシガレットペーパーで巻かれた煙草の後部を意味する。ここで、フィルターは、アセテート・トウ(ａｃｅｔａｔｅ ｔｏｗ)が凝集して形成されたアセテートフィルター、アセテートフィルター内部に中空が形成された中空型フィルター、匂いカプセルを内装したカプセル型フィルターなど様々な種類があり、これらのうち複数個を長手方向に連結して使用することもある。

しかし、従来のフィルターは煙草の端部に直接接するので、煙草の燃焼時に発生する熱によりフィルターが加熱される問題がある。これにより、フィルターから不快な匂い／味の有害煙が発生し、有害成分を浄化するためのフィルターから却って有害物質が発生してスモーカーの健康を害する問題がある。

上記問題を解決するために、本発明は生産性及び品質が改善されたタバコ用フィルターとその製造装置及び製造方法を提供することを解決課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、重畳巻紙を長手方向に連続して供給する巻紙供給部；供給された重畳巻紙が加圧移送され、重畳巻紙の幅方向の両端部が互いに連結されたベース紙管が連続して形成されるように、上下方向に対向して配置された対に形成され、互いに対向する表面の幅方向のプロファイルによって重畳巻紙をラウンド状に成型する成型ロール；及び形成されたベース紙管を所定の間隔で切断する切断部を含むタバコ用フィルターの製造装置を提供する。

上記の解決手段により、本発明は以下のような効果を提供する。

第一に、長手方向に連続して供給される重畳巻紙を幅方向の両端部が連結されるようにラウンド状に成型することにより、給紙の中断無しに管状のベース紙管を長手方向に連続して製造することができる。これにより、所定の間隔で切断されたベース紙管を通じて巻きタバコ部の燃焼熱の伝達を最小化して、アセテートフィルターの加熱による有害物質の生成を遮断する中空型紙管フィルターを提供することができる。

第二に、重畳巻紙が成型ロールを多段に通過し、漸進的な押圧角の変化によって平坦な状態から円形管の形態に順に成型されるので、円周の各部分の硬度が均一に維持されて真円度が改善される。これにより連続的な給紙及び成型が可能でありながら、急な形状変化による破れが防止されるので、フィルターの生産遅延や不良率を最小化して製品の生産性及び品質が改善される。

第三に、各巻紙の両端部が結合余裕部により段差間の重畳結合により連結されるので、紙管の繋ぎ目に対する密閉性及び結合安全性が改善されるだけではなく、重畳した巻紙間の秤量差によって紙管の硬度及び真円度が改善される。

第四に、従来の螺旋形ワインディング方式で製造された紙管の切断面に複数の繋ぎ目が形成されることとは異なり、ベース紙管は重畳巻紙の幅方向の両端部側の結合余裕部が互いに連結されて製造される。ベース紙管は切断面に１つの繋ぎ目が形成され、段差間の重畳により繋ぎ目部分が堅固に結合されるので、タバコに適用可能な長さに小分けする場合にも高い硬度を維持することができる。

本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置を示す側面図 本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において整列結合部を示す正面図 本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において成型ロールを示す平面図 本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において重畳巻紙を示す断面図 本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において重畳巻紙の成型過程を示す例示図 本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置においてベース紙管を示す断面図 本発明の一実施例のタバコ用フィルターの製造方法を示すフローチャート 本発明の一実施例のタバコ用フィルターが適用されたタバコを示す断面図 図８のＶ−Ｗ断面を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例によるタバコ用フィルターとその製造装置及び製造方法について詳しく説明する。

図１は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置を示す側面図であり、図２は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において整列結合部を示す正面図であり、図３は発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において成型ロールを示す平面図であり、図４は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において重畳巻紙を示す断面図であり、図５は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置において重畳巻紙の成型過程を示す例示図であり、図６は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造装置においてベース紙管を示す断面図である。

図１乃至図６に示したように、本発明の好ましい実施例によるタバコ用フィルターの製造装置１００は、巻紙供給部１０、成型ロール２０及び切断部４０を備える。

ここで、巻紙供給部１０は重畳巻紙ｄが長手方向に連続して供給されるように製造装置１００の前端部に備えられ、一対の巻取りロール１０ａ，１０ｂ、糊付けノズル１０ｃ、整列結合部１０ｄを含んで形成される。より詳しくは、重畳巻紙ｄはタバコ用フィルターの直径によって所定の基準幅に対応する幅を有し、長手方向に連続する巻紙を意味し、基準幅はタバコ用フィルター外縁部の長さに設定される。

重畳巻紙ｄは１つの巻紙で備えられ、１つ以上の巻紙が厚さ方向に重畳結合されて備えられることもできる。この実施例では一例として、一対の巻紙が重畳結合されて備えられることについて説明する。

詳しくは、巻取りロール１０ａ，１０ｂには第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが各々長手方向に巻き取られ、巻取りロール１０ａ，１０ｂは長手方向に回転するように巻紙供給部１０の前端及び後方に各々配置されることが好ましい。ここで、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは長手方向に連続する形態で設けられ、互いに異なる秤量を有する紙材質からなることが好ましい。秤量とは紙の単位面積当たりの重さを意味する。

この時、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは基準幅に対応する幅を有して形成され、円周形態に成型する時、第１巻紙ａの外周を取り囲む第２巻紙ｂが所定の余裕幅をさらに有するように備えられることが好ましい。即ち、第２巻紙ｂは基準幅以下の幅を有して備えられ、第１巻紙ａは基準幅未満でありかつ第２巻紙ｂ未満の幅を有することが好ましい。

巻取りロール１０ａ，１０ｂから引き出された第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは、複数のガイドローラ１０ｆに沿って整列結合部１０ｄ側に移送される。即ち、ガイドローラ１０ｆは第１巻取りロール１０ａから整列結合部１０ｄの前方を向く経路に沿って多段に形成され、第２巻取りロール１０ｂから整列結合部１０ｄの前方を向く経路に沿って多段に形成される。

この時、糊付けノズル１０ｃは、第２巻紙ｂが巻き取られた第２巻取りロール１０ｂの前方の上端に配置され、糊付けノズル１０ｃを介して第２巻取りロール１０ｂから引き出された第２巻紙ｂの上面に接着剤が塗布される。

一方、図１及び図２を参照すると、整列結合部１０ｄは上下方向に対向して配置された一対の整列ローラ１１，１２からなる。

より詳しくは、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂはガイドローラ１０ｆに沿って長手方向に引出及び移送され、第２巻紙ｂの上面に第１巻紙ａが重畳された状態で整列ローラ１１，１２の間に挟持される。

この時、整列ローラ１１，１２が回転することにより第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが各巻取りロール１０ａ，１０ｂから連続して引き出されて巻紙供給部１０の後方に移送されることができる。

また整列ローラ１１，１２を通過した第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが上下方向に加圧されて結合される。ここで、整列結合部１０ｄは回転駆動手段により回転し、外周に沿って整列溝１１ａが形成された下部整列ローラ１１と、整列溝１１ａに挿入されて回転する上部整列ローラ１２とを含むことが好ましい。

この時、整列溝１１ａの幅は、第１巻紙ａ又は第２巻紙ｂの幅から第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂの幅未満に予め設定された結合間隔を含むサイズであることが好ましい。

なお、図２乃至図４を参照すると、整列溝１１ａの幅方向の一端部に第１巻紙ａの幅方向の一端部が密着するように配置され、整列溝１１ａの幅方向の他端部に第２巻紙ｂの幅方向の他端部が密着するように配置される。これにより、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂの幅方向の一端部が結合間隔に対応するように互いに離隔して整列され、互いに整列した状態で上下方向に加圧されて重畳結合される。

ここで、整列溝１１ａ及び上部整列ローラ１２の間の間隔は第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂの厚さの和に対応するように備えられることが好ましい。また、下部整列ローラ１１の回転方向及び整列溝１１ａの形成方向は、各巻紙ａ，ｂの長手方向乃至各巻紙ａ，ｂの移送方向と一致することが好ましい。

これにより、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが連続して引き出し、整列、重畳結合され、重畳巻紙ｄが長手方向に連続形成されて巻紙供給部１０の後方に供給される。即ち、重畳巻紙ｄは第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが結合した状態を意味する。

また、重畳巻紙ｄの幅方向の一端部には第２巻紙ｂの幅方向の一端部から幅方向の一側に突出した第１巻紙ａにより第１結合余裕部ｄ１が形成される。また、重畳巻紙ｄの幅方向の他端部には第１巻紙ａの幅方向の他端部から幅方向の他側に突出した第２巻紙ｂにより第２結合余裕部ｄ２が形成される。

なお、図１乃至図６を参照すると、成型ロール２０は巻紙供給部１０の後方に配置され、上下方向に対向配置されて対をなしている。ここで、成型ロール２０は重畳巻紙ｄが供給及び移送される方向、即ち、重畳巻紙ｄの長手方向に沿って多段配置された複数の対で形成されることが好ましい。

より詳しくは、１つの成型ロール２０は上下方向に対向して配置された下部成型ローラ２１と上部成型ローラを含んで備えられることが好ましく、重畳巻紙ｄは下部成型ローラ２１及び上部成型ローラの間に沿って加圧及び移送される。

ここで、下部成型ローラ２１は下部整列ローラ１１と一体に回転される。即ち、下部成型ローラ２１の一側に備えられたプーリー２３と下部整列ローラ１１の一側に備えられたプーリー１３が張力ベルトなどにより連結されて一体に回転する。

下部成型ローラ２１の表面には半径方向の内側に成型溝部２１ａが陥没して形成され、上部成型ローラは成型溝部２１ａに挿入される。この時、上部成型ローラは重畳巻紙ｄを成型溝部２１ａの表面に密着させる部材であり、成型溝部２１ａ表面の幅方向プロファイルに対応する表面形状のローラ部材或いはバー(ｂａｒ)部材である。

ここで、下部成型ローラ２１及び上部成型ローラの間の対向する面の幅方向プロファイルに従って重畳巻紙ｄがラウンド状に成型される。即ち、重畳巻紙ｄは下部成型ローラ２１及び上部成型ローラの間で加圧されて成型溝部２１ａの表面形状に対応するように成型される。

この時、下部成型ローラ２１及び上部成型ローラの間の対向する表面間の間隔は、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂの厚さの和以下であることが好ましく、重畳巻紙ｄがローラの間で圧着されて正確に成型されることができる。

また、成型ロール２０を通過した重畳巻紙ｄはラウンド状に成型され、重畳巻紙ｄの幅方向の両端部が互いに連結されてベース紙管ｅが形成される。即ち、ベース紙管ｅは重畳巻紙ｄの幅方向の両端部が互いに連結された状態を意味する。この時、重畳巻紙ｄが成型ロール２０により長手方向に移送され、幅方向にラウンド状に成型されることによりベース紙管ｅが連続して形成される。

ここで、下部成型ロール２１の回転方向と成型溝部２１ａの形成方向は、重畳巻紙ｄの移送或いは供給方向である長手方向と一致することが好ましい。これにより、従来の螺旋形ワインディング方式或いは長手方向の回転方式の紙管製造方法とは異なって、供給される重畳巻紙ｄの中断無しにベース紙管ｅを長手方向に連続して製造することができるので、製品の生産性が顕著に改善される。

一方、図３乃至図５を参照すると、成型ロール２０は重畳巻紙ｄの移送方向に沿って多段に配置されることが好ましい。

即ち、１つの成型ロール２０は上下方向に対向する対からなり、重畳巻紙ｄの移送方向に沿って多段に複数の対の成型ロール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇが配置される。

この時、多段配置された各成型ロール２０は表面、即ち、各成型溝部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇの表面に対する幅方向のプロファイルの勾配率が重畳巻紙ｄの移送方向の後方に行くほど増加することが好ましい。

ここで、勾配率は曲率と類似する概念であり、平面に近いほど勾配率が低く、円周に近いほど勾配率が高いと理解できる。

より詳しくは、整列結合部１０ｄに隣接する前方側の成型ロール２０ａの成型溝部２１ａは、平面に近い(低い勾配率)形態で形成される。また整列結合部１０ｄとは遠い位置の成型ロール２０ｇには、円形に近い(高い勾配率)幅方向のプロファイルを有する成型溝部２１ｇが形成される。

より詳しくは、最前方側の第１成型ロール２０ａの成型溝部２１ａは幅方向の両端部が所定の角度で上側に向かって傾斜した形態で形成され、第１成型ロール２０ａを通過した重畳巻紙ｄは幅方向の両端部が上側に向かって傾斜した形態で成型される。

第１成型ロール２０ａ後方の第２成型ロール２０ｂの成型溝部２１ｂは、幅方向の両端部が上側に向かって勾配した形態で形成され、第２成型ロール２０ｂを通過した重畳巻紙ｄは、幅方向の両端部が上側に向かって勾配した形態で成型される。また、第２成型ロール２０ｂ後方の第３成型ロール２０ｃの成型溝部２１ｃは、幅方向の両端部が上向勾配し、中央部が所定の角度で下側に向かって折り曲げられた形態で形成される。

第３成型ロール２０ｃ後方の第４成型ロール２０ｄの成型溝部２１ｄは、幅方向の両端部が上側に向かって勾配し、中央部がラウンド状に陥没した形態で形成される。

また、第５成型ロール２０ｅ、第６成型ロール２０ｆ、第７成型ロール２０ｇに行くほど中央部の陥没深さが順に増加し、両端部間の幅が順に狭くなる。また第７成型ロール２０ｇには円周に近い幅方向のプロファイルを有する成型溝部２１ｇが形成される。

この時、重畳巻紙ｄは各成型ロールを通過して両端部、中央部などの幅方向の各部分が順にラウンド状に成型され、平坦な形態から漸進的に円周型に成型される。

このように重畳巻紙ｄが多段に形成された成型ロール２０を通過し、漸進的な押圧角の変化によって平坦な形態から円形管の形態に成型されるので、円周の各部分で硬度が均一に維持されて高い真円度で正確に成型することができる。

さらに、平坦な形状に供給される重畳巻紙ｄと円周形態に成型されたベース紙管ｅの間に複数の成型ロール２０による緩衝領域が形成されるので、連続的な給紙及び成型が可能でありながら、急な形状変化による破れを防止することができる。これにより、重畳巻紙ｄの破れによる生産遅延、低い真円度による不良率を最小化して、製品の生産性及び品質が改善される。

また、重畳巻紙ｄが異なる秤量を有する一対の巻紙ａ，ｂの重畳結合により形成されるので、ベース紙管ｅの硬度が増加し、内外部の巻紙間の硬度差によってベース紙管ｅの真円度がさらに改善される。即ち、高い硬度の第１巻紙ａの外周に低い硬度の第２巻紙ｂが重畳して結合されることにより、２つの巻紙ａ，ｂの硬度差により第２巻紙ｂが半径方向の外側に加圧されて外周及び内周が平坦化された高品質のベース紙管ｅを製造することができる。

一方、重畳巻紙ｄが成型ロール２０を通過してラウンド状に成型されると、重畳巻紙ｄの幅方向の両端部に備えられた結合余裕部ｄ１，ｄ２が互いに重畳結合してベース紙管ｅを形成する。

即ち、重畳巻紙ｄの一端部に段差を有して突出した第１結合余裕部ｄ１の上面に、重畳巻紙ｄの他端部に段差を有して突出した第２結合余裕部ｄ２が重畳し、重畳巻紙ｄの幅方向の両端部が互いに連結されることができる。このような段差間の重畳結合によりベース紙管ｅの両端部が堅固に結合され、ベース紙管ｅの繋ぎ目部分に対する密閉性が改善される。

また、切断部４０は成型ロール２０の後方に配置され、上記形成されたベース紙管ｅを所定の間隔で切断して、ベース紙管ｅが切断されて紙管フィルターが製造される。

この時、紙管フィルターは巻きタバコ部及びアセテート材質のベースフィルターの間に配置されて、巻きタバコ部の燃焼時にベースフィルターに向かう熱伝達を減少させることができ、ベースフィルターの加熱による有害物質の生成を最小化する効果がある。

ここで、ベース紙管ｅを切断する間隔は、１つのタバコに適用可能なサイズであることが好ましいが、個別タバコ製造業者の要求によって異なるように設定することも可能である。この時、ベース紙管ｅは重畳巻紙ｄの幅方向の両端部が連結されて形成されるので、ベース紙管ｅが切断した切断面には１つの繋ぎ目が形成される。即ち、従来の螺旋形ワインディング方式で製造された紙管の切断面に複数の繋ぎ目が傾斜型に広く形成されることとは異なり、紙管フィルターの切断面に１つの繋ぎ目が形成される。

さらに、結合余裕部ｄ１，ｄ２による段差間の重畳により紙管フィルターの繋ぎ目部分が堅固に結合されるので、タバコに適用可能な長さに小分けされる場合にも高い硬度を維持することができる。

また、成型ロール２０及び切断部４０の間には結合余裕部ｄ１，ｄ２がカバーされるように接着剤が塗布された第３巻紙ｃをベース紙管ｅの外周に長手方向に供給する巻紙重ね部５０を有することが好ましい。

より詳しくは、巻紙重ね部５０は、第３巻紙ｃが巻き取られる第３巻取りロール５０ａ、第３巻取りロール５０ａから引き出された第３巻紙ｃの一面に接着剤を塗布する糊付けノズル５０ｂ、及びベース紙管ｅの外周に第３巻紙ｃを密着供給するエントリーユニット５０ｃを含むことが好ましい。

この時、第３巻紙ｃは紙管フィルターの直径に対応するように所定の基準幅を有し、長手方向に連続する紙材質からなり、第３巻取りロール５０ａに長手方向に巻き取られる。即ち、第３巻紙ｃは第１巻紙ａ又は第２巻紙ｂの幅から所定の余裕幅をさらに有して形成され、ベース紙管ｅの外周を取り囲むように結合される。

この時、エントリーユニット５０ｃの内部には中空型の成型孔が形成される。即ち、成型孔の内周にそって第３巻紙ｃが配置された状態で、成型ロール２０から排出されたベース紙管ｅが成型ロールに挿入されると、ベース紙管ｅの外周に沿って第３巻紙ｃが重ねられて移送される。

ここで、第３巻紙ｃは第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂより低い秤量の紙材質からなることが好ましい。このようにベース紙管ｅの外周に第３巻紙ｃが重ねられることによりベース紙管ｅの硬度が増加し、結合余裕部ｄ１，ｄ２間の繋ぎ目部分がさらに安定的に密閉される。

この時、エントリーユニット５０ｃの後方には仕上げ部３０が備えられることがより好ましい。より詳しくは、仕上げ部３０は、紙管フィルターの外径に対応する内径を有するフォーミング枠３０ａと、接着剤が硬化するようにベース紙管ｅを加熱する加熱チャンバー３０ｂとを含むことが好ましい。即ち、成型ロール２０から排出されたベース紙管ｅは、第３巻紙ｃが重ねられた状態でフォーミング枠３０ａ内に挿入される。この時、ベース紙管ｅはフォーミング枠３０ａの内周に密着して正確な円形管の形態で形状が整列される。

また、加熱チャンバー３０ｂはフォーミング枠３０ａと同一にベース紙管ｅの外径に対応する内径を有し、所定の温度に加熱される。ここで、接着剤は熱硬化性であり、加熱チャンバー３０ｂに流入したベース紙管ｅは、円形管形態に整列された状態で接着剤の硬化によって形状が固定される。

この時、ベース紙管ｅは仕上げ部３０により仕上げ処理された状態で切断部４０に移送されて切断される。

一方、切断部４０の後方にはフィルター排出部６０が備えられることが好ましい。ここで、フィルター排出部６０は、ピックアップドラム６０ａ、リジェクトエアガン６０ｂ、ビジョンカメラ６０ｃ、判別装置６０ｄ及び収容部６０ｅを有して形成される。

より詳しくは、ピックアップドラム６０ａの外周には切断された紙管フィルターが各々ピックアップされる複数のピックアップ溝が形成され、各ピックアップ溝により切断された紙管フィルターが１つずつピックアップされて回転移送される。

この時、ピックアップ溝のうち、１つの一側には紙管フィルターの断面イメージを撮像するビジョンカメラ６０ｃが備えられ、ビジョンカメラ６０ｃで撮像された断面イメージは判別装置６０ｄに伝送される。ここで、判別装置６０ｄは撮像された断面イメージから紙管フィルターの中空部の位置などを測定して不良有無を判別することができる。

また判別装置６０ｄの判別結果によってリジェクトエアガン６０ｂが作動して不良紙管フィルターがピックアップ溝の外部に排出され、リジェクトエアガン６０ｂにより排出されなかった良品の紙管フィルターは収容部６０ｅに収集される。

これにより、上記のように製造された紙管フィルターの良品有無を自動に判別して、不良の紙管フィルターは自動に除去されるので、さらなる検査工程或いは人力消耗を最小化して製品の生産性を顕著に改善することができる。

一方、図７は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターの製造方法を示すフローチャートである。

図７に示したように、タバコ用フィルターの製造方法は以下のような過程からなる。

まず、図１乃至図７を参照すると、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが各巻取りロール１０ａ，１０ｂから長手方向に引き出され、各巻紙ａ，ｂの対向面のうちの一面に接着剤が塗布される(ｓ１０)。

即ち、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが上下方向に対向して配置され、各巻紙ａを対向して配置した時、対向する面である第１巻紙ａの下面又は第２巻紙ｂの上面のうちの一面に接着剤が塗布されることが好ましい。

この時、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは重畳巻紙ｄの硬度増加のために、互いに異なる秤量を有することが好ましく、第１巻紙ａの秤量が第２巻紙ｂの秤量より高いことがが好ましい。

また、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは一方が他方を取り囲むように所定の余裕幅を有し、各々が紙管フィルターの直径によって所定の基準幅未満の幅を有することが好ましい。即ち、第２巻紙ｂは基準幅以下の幅を有し、第１巻紙ａは基準幅未満であるものの第２巻紙ｂ未満の幅を有することが好ましい。

第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが重畳結合されて重畳巻紙ｄが長手方向に連続して形成される(ｓ２０)。より詳しくは、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは幅方向の一端部が所定の結合間隔で互いに離隔して整列される。また整列された第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂの対向面が密着するように上下方向に加圧されると、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂが結合されて重畳巻紙ｄが形成される。

この時、重畳巻紙ｄの両端には結合間隔に対応するように重畳されていない結合余裕部ｄ１，ｄ２が形成される。

また、上下方向に対向配置されて対をなし、重畳巻紙の移送方向に沿って表面の幅方向プロファイルの勾配率が順に増加するように多段配置された成型ロール２０により重畳巻紙ｄが長手方向に加圧移送され、順にラウンド状に成型される(ｓ３０)。また、重畳巻紙ｄの幅方向の両端側の結合余裕部ｄ１，ｄ２が互いに連結されてベース紙管ｅが連続して形成されることができる。

このように、重畳巻紙ｄが多段に形成された成型ロール２０を通過し、漸進的な押圧角の変化によって平坦な形態から円形管の形態に成型されるので、円周の各部分の硬度が均一に維持されて、ベース紙管ｅが高い真円度を有するように正確に成型される。

さらに、平坦な形状に供給される重畳巻紙ｄと円周形態に成型されたベース紙管ｅの間に複数の成型ロール２０による緩衝領域が形成されるので、急な形状変化によって破れることなく、重畳巻紙ｄの供給及び成型過程が連続して行われ、重畳巻紙ｄの破れによる生産遅延や低い真円度による不良率を最小化して製品の生産性及び品質が改善される。

この時、重畳巻紙の両端部の結合余裕部ｄ１，ｄ２が互いに重畳して結合すると、結合した結合余裕部ｄ１，ｄ２の外面に沿って第３巻紙ｃを重ねることができる。

より詳しくは、第３巻紙ｃは第２巻紙ｂより低い秤量を有することが好ましい。この時、第３巻紙ｃは紙管フィルターの直径によって所定の基準幅を有するように選択され、第２巻紙ｂは第３巻紙ｃ未満の幅を有し、第１巻紙ａは第２巻紙ｂ未満の幅を有することが好ましい。

このように重畳巻紙ｄが異なる秤量を有する一対の巻紙ａ，ｂの重畳結合により形成されるので、ベース紙管ｅの硬度が増加し、内外部の巻紙の間の硬度差によってベース紙管ｅの真円度がさらに改善される。

また、ベース紙管ｅの両端部が一対の結合余裕部ｄ１，ｄ２の重畳により連結され、結合余裕部ｄ１，ｄ２の間の連結部分が第３巻紙により重ねられる。これにより、ベース紙管ｅの硬度が増加し、ベース紙管ｅの内部中空から半径方向への密閉性が顕著に改善される。

最後に、ベース紙管ｅが仕上げ部３０により仕上げ処理されて、仕上げ処理されたベース紙管ｅが所定の間隔で切断されて紙管フィルターが製造される(ｓ４０)。

このように従来の螺旋形ワインディング方式で製造された紙管の切断面に複数の繋ぎ目が形成されることとは異なり、重畳巻紙ｄの幅方向の両端部が連結されて製造されたベース紙管ｅは、切断面に１つの繋ぎ目が形成され、結合余裕部ｄ１，ｄ２による段差間の重畳により繋ぎ目部分が堅固に結合されるので、タバコに適用可能な長さに小分けても高い硬度を維持することができる。

一方、図８は本発明の一実施例によるタバコ用フィルターが適用されたタバコを示す断面図であり、図９は図８のＶ−Ｗ断面を示す断面図である。

図８及び図９に示したように、タバコ用フィルター２００は紙管フィルター２２０、ベースフィルター２３０、及びチップペーパー(ｔｉｐ ｐａｐｅｒ)２４０を含む。

ここで、紙管フィルター２２０は第１巻紙部２２０ａと第２巻紙部２２０ｂを含むことが好ましい。より詳しくは、第１巻紙部２２０ａは第１巻紙ａにより形成された紙管フィルター２２０の内周側を意味し、第２巻紙部２２０ｂは第２巻紙ｂにより形成された紙管フィルター２２０の外周側を意味するものと理解できる。

一方、第１巻紙部２２０ａは内部に中空２２１が形成されるようにラウンド状に成型された第１巻紙ａの幅方向の両端部が互いに連結されることにより形成できる。この時、第１巻紙ａは第１秤量の紙材質からなることが好ましい。

また、第２巻紙部２２０ｂは第１秤量とは異なる第２秤量の紙材質からなる第２巻紙部ｂにより第１巻紙部２２０ａの外周を取り囲むように形成される。ここで、第２秤量は第１秤量未満であることが好ましい。

これにより、比較的に高い硬度を有する第１巻紙部２２０ａの外郭に比較的に低い硬度を有する第２巻紙部２２０ｂが重畳して結合され、各巻紙部２２０ａ，２２０ｂの間の硬度差によって円周形態が均一に維持され、紙管フィルター２２０の全体的な硬度が改善される。

この時、第２巻紙部２２０ｂは第２巻紙ｂが第１巻紙部２２０ａの外周を取り囲むように重畳して結合され、第２巻紙ｂの幅方向の両端部が互いに連結されることにより形成される。ここで、第２巻紙部２２０ｂの周り方向の両端部は第１巻紙部２２０ａの周り方向の両端部の間の連結部分に所定の結合間隔で離隔した位置で互いに連結される。

より詳しくは、第１巻紙ａ及び第２巻紙ｂは各々の幅方向の一端部が所定の結合間隔で互いに離隔するように整列された状態で重畳結合される。

即ち、第２巻紙ｂの幅方向の一端部から一側に突出した第１巻紙ａの幅方向の一端部に対応する第１結合余裕部ｄ１と、第１巻紙ａの幅方向の他端部から幅方向の他方に突出した第２巻紙ｂの幅方向の他端部に対応する第２結合余裕部ｄ２とが互いに重畳して結合されることができる。これにより、第１巻紙部２２０ａの周り方向の両端部の間の連結部分ｄ３と第２巻紙部２２０ｂの周り方向の両端部の間の連結部分ｄ４とが互いにずれて配置されることができ、紙管フィルター２２０の中空２２１から半径方向を向く密閉性を顕著に改善することができる 。

さらに、従来に巻紙を螺旋形に複数回巻取ることとは異なり、異なる秤量で備えられた２重の巻紙を幅方向に巻いて両端部を連結するだけで十分な硬度を有する紙管を製造することができる。

さらに、製造された紙管の前端及び後端の切断面い１つの繋ぎ目が形成され、上記結合余裕部ｄ１，ｄ２により繋ぎ目部分が段差を形成して重畳結合するので、タバコに適用可能な長さに小分けした紙管フィルター２２０が高い硬度を維持することができる。

勿論、紙管フィルター２２０の外周には第３巻紙が重畳結合されて第３巻紙部がさらに形成されることも可能である。

また、紙管フィルター２２０は煙草が充填された巻きタバコ部２１０の後端部に結合される。ベースフィルター２３０は紙管フィルター２２０の中空２２１を介して巻きタバコ部２１０から離隔して配置されるように紙管フィルター２２０の後端部に連結される。ここで、ベースフィルター２３０は、アセテート・トウ(ａｃｅｔａｔｅ ｔｏｗ)が凝集して形成されたアセテートフィルター、アセテートフィルター内部に中空が形成された中空型フィルター、香りカプセルを内装したカプセル型フィルターなどの様々な種類があり、これらのうち複数個を長手方向に連結した複合フィルターを含む概念として理解できる。

また、チップペーパー２４０は紙管フィルター２２０及びベースフィルター２３０の外周を取り囲んで巻きタバコ部２１０の後端部に固定する。この時、チップペーパー２４０は複数の気孔が形成された薄い紙材質からなり、巻きタバコ部２１０の後端部、紙管フィルター２２０及びベースフィルター２３０の外周を一体に取り囲むように結合される。

このように巻きタバコ部２１０及びベースフィルター２３０の間に中空型の紙管フィルター２２０が配置されるので、巻きタバコ部２１０の燃焼熱がベースフィルター２３０に直接伝達されることを遮断して、ベースフィルター２３０の加熱及び燃焼による有害物質の生成を遮断することができる。

また、本発明は、上述した各実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよく、それも本発明の範疇内に属する。

本発明は、タバコ用フィルターとその製造装置及び方法を提供することによりタバコ製造産業に適用することができる。

Claims (3)

1. 重畳巻紙を長手方向に連続して供給する巻紙供給部と；
   前記供給された重畳巻紙が加圧移送され、前記重畳巻紙の幅方向の両端部が互いに連結された中空型のベース紙管が連続して形成されるように、上下方向に対向して配置された対からなり、互いに対向する表面の幅方向プロファイルに従って前記重畳巻紙をラウンド状に成型する成型ロールと；
   前記形成されたベース紙管を所定の間隔で切断する切断部と；を含み、
   前記巻紙供給部は、
   第１巻紙及び第２巻紙が各々巻き取られる一対の巻取りロールと、
   前記各巻取りロールから引き出された巻紙に接着剤を塗布する糊付けノズル(ｇｌｕｉｎｇ ｎｏｚｚｌｅ)と、
   前記重畳巻紙の両端部に結合余裕部が形成されるように各々の幅方向の一端部が所定の結合間隔で離隔して整列された前記第１巻紙及び第２巻紙を重畳結合する整列結合部を含む
   ことを特徴とするタバコ用フィルタの製造装置。
2. 前記成型ロールは前記重畳巻紙の移送方向に沿って多段配置され、多段配置された各々の表面に対する幅方向のプロファイル勾配率が前記重畳巻紙の移送方向の後方に行くほど増加するように備えられる
   請求項１に記載のタバコ用フィルタの製造装置。
3. さらに前記成型ロール及び前期切断部の間には前記結合余裕部がカバーされるように接着剤が塗布された第３巻紙を前記ベース紙管の外周に長手方向に供給する巻紙重ね部を含む
   請求項１に記載のタバコ用フィルタの製造装置。

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