JP6968076B2 - タバコ・フィルタを形成するための機械およびタバコ・フィルタを形成するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、タバコ・フィルタを形成するための機械およびタバコ・フィルタを形成するための方法に関する。

従来技術において、タバコ・フィルタはフィルタ材料のトウを形成するよう、引き出され、引き延ばされ、添加剤で特に可塑化流体（例えばトリアセチン）で処理される、通常酢酸セルロースであるフィルタ材料のストリップから形成される。フィルタの個々のピースへと切断されるフィルタロッドを得るために、トウは加工され、例えば蒸気等の加工流体の作用を受ける。

米国特許第３３７７２２０号明細書（ＵＳ３３７７２２０）には、外部源からの蒸気の流れが細長いチャンバに供給されて複数の径方向のダクトを通じてトウと接触する、フィルタ材料のトウを加工するためのステーションが記載されている。

この解決法には、蒸気が通る経路は細長いチャンバを横断しなければならないので最適の経路ではなく、ダクトにおいて径方向に集束しているので均等ではないという事実と関連するいくつかの欠点がある。

他の既知の解決法は、欧州特許出願公開第２６３６３２１号明細書（ＥＰ２６３６３２１）において、成形流路を囲繞するとともに環状のノズルを通じて成形流路と連通する蓄積チャンバに蒸気が供給されることが開示されている。

したがって、本発明は、従来技術に関連して上述した欠点を克服するタバコ・フィルタを形成するための機械およびタバコ・フィルタを形成するための方法を提供することを目的とする。

より詳細には、本発明の目的は、トウと接触する蒸気の流れを最適化できるとともに均一にできるタバコ・フィルタを形成するための機械およびタバコ・フィルタを形成するための方法を提供することにある。

これらの目的は、添付の特許請求の範囲における一以上の請求項に記載した特徴を有するタバコ・フィルタを形成するための機械およびタバコ・フィルタを形成するための方法によって達成される。

本発明のフィルタ成形機械および方法により、処理すべきトウに対して横方向に蒸気流をより良好に分布させることができる利点がある。

本発明のさらなる特徴および利点は、タバコ・フィルタを形成するための機械およびタバコ・フィルタを形成するための方法の好ましい実施形態したがって非排他的な実施形態の例示的であり故に限定するものではない以下の説明からさらに明らかとなろう。

本発明を、本発明を限定するものではない実施形態を示す以下の添付図面を参照して説明する。
タバコ・フィルタを形成するための機械の成形ビームの細部の断面図である。 図１の細部の拡大図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩを通る断面である。 図３の細部Ｘの拡大図を示す。 図１の細部の斜視図である。 矢印Ｖから見た図４の細部の正面図を示す。 図３の細部の拡大図である。 図６の細部の、矢印ＶＩＩから見た図である。 タバコ・フィルタを形成するための機械の概略図である。

図８を参照して、タバコ・フィルタを形成するための機械全体を参照符号１で示す。

形成機械１は、フィルタ材料のトウ３を受けるよう構成される成形ビーム２を備える。フィルタ材料のトウ３−例えば酢酸セルロース−は、図示しない一以上の加工ステーションから送られてくる。好ましくは、フィルタ材料は、フィルタ・トウ材料の圧縮ベイルから取り出され、そして先ずフィルタ材料を引き伸ばした後例えばトリアセチンなどの可塑化流体を含浸させる上述の加工ステーションを通って送り出される。このように、成形ビーム２に到達するフィルタ材料のトウ３には、可塑化流体が含浸される。

フィルタ材料の連続的なロッド４を形成するために、成形ビームに沿って、トウ３がそれ自体の上にその長手方向軸回りに折り畳まれる。

また形成機械１は、その縦方向の寸法が以降のプロセスに適している複数のピース６へとロッド４を横方向に切断するよう構成される切断手段５を備える。

成形ビーム２は、主長手方向８に沿って延設される内部流路７を有する（図１〜図３）。

流路７はトウ３を受けるよう形成される。流路７の横方向断面は、ロッド４を形成するためにトウ３に所定の形状を与えるよう、主長手方向８に沿って変化する。

参照符号９は、主長手方向８に沿って成形ビーム２の流路７内で摺動するよう構成される多孔性搬送手段を−例えば空気および蒸気が透過可能な材料で形成される搬送ベルト−を示す。また搬送手段も、供給経路１０に沿ってトウ３を搬送するよう構成される。図面に示す実施態様においては、マンドレル９ａが、フロー・フィルタ（ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｅｒｓ）を形成するのに適した内部に長手方向の孔を有するロッド４を形成するよう用いられる。あるいは、マンドレル９ａを省略することもできる。

また搬送手段９は、流路７の横方向断面の形状に適合するよう、そしてトウ３の周囲に少なくとも部分的に巻き付けられるよう、構成されている。好ましくは、搬送手段９がトウ３の周囲に周方向に可能な限り巻き付けられる構成においては、搬送手段９は重ならずトウ３の一部分１１を覆わない（図３ａ）。

好ましくは、成形ビーム２は、流路７を形成するために、基部１２と、主長手方向８と平行な平面に沿って基部１２を覆って閉鎖可能なカバー１３と、を備える。さらに好ましくは、基部１２が流路７の半分を例えば下半分を形成し、カバー１３が流路７の他方の半分を例えば上半分を形成する。これにより、流路７は、カバー１３が基部１２上に取り付けられる構成で形成される。

形成機械１は、供給経路１０に沿って配置される少なくとも一つのトリートメント・ステーション１４を備える。トリートメント・ステーション１４は、内部流路７に対して横方向に内部流路７内へと蒸気の流れを吹き込むよう構成される少なくとも一つのノズル１５を備える。図１は、供給経路１０に沿って分散配置された三つのトリートメント・ステーション１４を示す。他の実施態様においては、供給経路１０に沿って種々の状態で分散配置される一以上のトリートメント・ステーション１４を備えることができる。

図２〜図７を参照して、特に図３ａにおいて、ノズル１５は、内部流路７に対して横方向に配置される複数の面状領域１６ａ〜１６ｅを有する。

好ましくは、内部流路７の周囲に全体的に途切れなく面状流オリフィス１７が形成されるよう、面状領域１６ａ〜１６ｅは互いに連通状態にある。面状流オリフィス１７全体を図３ａに示す。面状流オリフィス１７は、流路７へと導かれる蒸気ブレードを生成するのに適している。全体的な面状流オリフィス１７は、蒸気供給ダクト１８と直接連通状態にある。蒸気供給ダクト１８は、流路７の周囲に、例えば図３ａにおいて破線「Ｔ」によって概略的に示す供給ダクト自体の横方向部分（lateral section）に配置される。

好ましくは、供給ダクト１８は、形状が多角形である好ましくは例えば長方形である供給経路「Ａ」に沿って延設され、アーム１８ａ〜１８ｄを備えている。

参照符号１９は、供給ダクト１８の入口ダクトを示す。入口ダクトは、例えば成形ビーム２の基部１２に形成される。入口ダクト１９は、蒸気流方向１９ａを定義する。

実施可能な形態においては、面状領域１６ａ〜１６ｅは、入口ダクト１９に沿って蒸気流方向１９ａと平行に延びている。

実施可能な形態においては、ノズル１５は、入口ダクト１９に対して内部流路７の側方に配置される少なくとも二つの側部面状領域１６ａ，１６ｂと、入口ダクト１９と流路７との間に配置されている少なくとも一つの前側面状領域１６ｃと、入口ダクト１９に対して流路７の反対側に配置されている少なくとも一つの後側面状領域１６ｄと、を備える。

実施可能な形態においては、ノズル１５は、多孔性搬送手段９が巻き付いていないトウ３の一部分１１に面している補償面状領域１６ｅを有する。好ましくは、補償面状領域１６ｅは、入口ダクト１９に対して内部流路７の反対側の、二つの後側面状領域１６ｄ間の中央位置に配置される。

好ましくは、面状領域１６ａ〜１６ｅは、供給経路「Ａ」の一つの辺と平行に、例えば、供給ダクト１８のアーム１８ａ，１８ｃと平行に延びている。

面状領域１６ａ〜１６ｅはそれぞれ、蒸気供給ダクト１８との直接連通状態にある、対応するフロー・オリフィス１７ａ〜１７ｅを形成する。図面に示す例において、フロー・オリフィス１７ａ〜１７ｅは、全体的な面状流オリフィス１７の各部分に対応する。

すべてのフロー・オリフィス１７ａ〜１７ｅは、流路７に直接繋がっている。

フロー・オリフィス１７ａ〜１７ｅは、主長手方向８に沿った、対応するそれぞれの厚さ「Ｓａ」〜「Ｓｅ」を有する。少なくともフロー・オリフィス１７ａ〜１７ｅのうちの二つは、厚さが異なる。

好ましくは、側部面状領域１６ａ，１６ｂのそれぞれの厚さ「Ｓａ」，「Ｓｂ」は、前側面状領域１６ｃの厚さ「Ｓｃ」および／または後側面状領域１６ｄの厚さ「Ｓｄ」より大きい。

好ましくは、側部面状領域１６ａ，１６ｂのそれぞれの厚さ「Ｓａ」，「Ｓｂ」は同じであり好ましくは０．３ｍｍ〜０．９ｍｍである。

好ましくは、前側面状領域１６ｃおよび後側面状領域１６ｄのそれぞれの厚さ「Ｓｃ」，「Ｓｄ」は同じであり好ましくは０．２５ｍｍ〜０．８ｍｍである。

好ましくは、補償面状領域１６ｅの厚さ「Ｓｅ」は、前側面状領域１６ｃの厚さ「Ｓｃ」および／または後側面状領域１６ｄの厚さ「Ｓｄ」未満である。例えば、補償面状領域１６ｅの厚さ「Ｓｅ」は０．２０ｍｍ〜０．２５ｍｍである。

実施可能な形態において、ノズル１５は、内部流路７の周囲に配置されるインサート２０であり、別々に形成される少なくとも二つの部分２１，２２を備える。

好ましくは、二つの部分２１，２２は、主長手方向８と平行な平面において、例えば水平面において連結されている。好ましくは、インサート２０の部分２１，２２は、成形ビーム２の基部１２とカバー１３とにそれぞれ関連付けられている。より具体的には、流路７の上方に配置される部分２１はカバー１３と関連付けられており、流路７の下方に配置される部分２２は基部１２と関連付けられている。

実施可能な形態においては、インサート２０の少なくとも一つの部分２１，２２とカバー１３および／または基部１２との間にそれぞれ配置される補償手段２３が備えられる。好ましくは、補償手段は、流路７の上方に配置される部分２１とカバー１３との間に配置される。補償手段は、基部１２とカバー１３との間の作用距離（ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ）が変化する場合、二つの部分２１，２２の位置が互いに対して不変となるよう維持するように構成される。実際には、この作用距離は、形成されるロッド４の直径に応じて調整できる。

好ましくは、補償手段２３は少なくとも一つの弾性要素を好ましくはバネ２４を備える。

本発明はまた、例えば上述した形成機械によって実現できるタバコ・フィルタを形成する方法に関する。方法は、可塑化流体が含浸されたフィルタ材料のトウ３を成形ビーム２の流路７内へと挿入する工程を含む。トウ３は、多孔性搬送手段９によって供給経路１０に沿って搬送される。方法はまた、ノズル１５を用いて流路７に対して横方向に蒸気の流れを流路７内へと吹き込む工程を含む。蒸気流を吹き込む工程は、ノズル１５を通る蒸気流のためのオリフィス１７の厚さに差異を与えることによって実行される。好ましくは、ノズルを通る流れのためのオリフィス１７の厚さには、入口ダクト１９に対する供給ダクト１８の位置に応じて、差異が与えられる。

先に開示したフィルタ形成機械の動作を説明する。

トウ３が成形ビーム２の内部に沿って移動する間に、蒸気の噴射がノズル１５を通じてトウへと吹き付けられる。好ましくは、機械１は、すべてのトリートメント・ステーション１４に、特に成形ビームに沿って配置されるすべての入口ダクト１９に、供給する主流路２５を有する。

蒸気は、入口ダクト１９に沿って流れ方向１９ａに進み、供給ダクト１８によって形成される供給経路「Ａ」に沿って入っていく。過度な負荷損失および膨張（ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｌｏａｄ ｌｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｅｘｐａｎｓｉｏｎｓ）なしにフロー・オリフィス１７ａ〜１７ｅへと（したがって全体的なフロー・オリフィス１７内へと）へ直接繋がっているので、供給経路が最適化される。より具体的には、供給ダクトの横方向部分「Ｔ」は、直接的蒸気供給流れを提供するよう、面状流オリフィス全体を囲繞し外接する。

異なる厚さの少なくとも二つのフロー・オリフィスがあるので、蒸気流は均一にかつ最適に分散される。

より具体的には、側部位置を補償するために、側部面状領域１６ａ，１６ｂの厚さは、入口ダクト１９に比して大きい。さらに、厚さが低減された補償面状領域１６ｅが備えられていることによって、トウ部分１１における搬送手段９の不在を、したがってトウを通り抜ける前に蒸気が受けるより小さい負荷損失を、補償することができる。

補償手段が提供される場合、トウの直径が調整される場合に成形ビームの基部と蓋との間の作用距離の調整とは独立して、蒸気流供給経路を最適化して形成することができる。

ここで説明し例示したものへの変更を行うこともできる。特に、基部１２とカバー１３との間の作用距離が変化する場合に二つの部分２１，２２の位置が互いに対して不変となるよう維持するために、ノズルのタイプおよび面状領域の有無とは独立して、インサート２０の少なくとも一つの部分２１，２２とカバー１３および／または基部１２との間にそれぞれ配置される補償手段２３を備えるタバコ・フィルタ形成機械を提供することもできる。

この場合、したがって、形成機械は、主長手方向８に沿って延設されるとともに可塑化流体が含浸されたフィルタ材料のトウ３を受けるよう構成される内部流路７を有する成形ビーム２を備える。流路７の横方向断面は、フィルタ材料の連続的なロッド４を形成するために、トウ３に所定の形状を与えるよう主長手方向８に沿って変化する。多孔性搬送手段９は、主長手方向８に沿って成形ビーム２の流路７において摺動するよう、そして供給経路１０に沿ってトウ３を搬送するよう、構成される。搬送手段９は、内部流路７の横方向断面の形状に適合するよう、そしてトウ３の周囲に少なくとも部分的に巻き付けられるよう、構成されている。供給経路１０に沿って配置される少なくとも一つのトリートメント・ステーション１４は、内部流路７に対して横方向に内部流路７内へと蒸気の流れを吹き込むよう構成される少なくとも一つのノズル１５を備える。好適には、ノズル１５は、内部流路７の周囲に配置されたインサート２０であり、別々に形成される少なくとも二つの部分２１，２２を備える。成形ビーム２は、内部流路７を形成するために、基部１２と、主長手方向８と平行な平面に沿って基部１２を覆って閉鎖可能なカバー１３と、を備える。インサート２０の部分２１，２２は、基部１２およびカバー１３とそれぞれ関連付けられる。補償手段２３は、インサート２０の少なくとも一つの部分２１，２２とカバー１３および／または基部１２との間にそれぞれ配置される。例えば、補償手段２３は少なくとも一つの弾性要素を好ましくはバネ２４を備える。

この実施態様においては、上述した複数の面状領域１６ａ〜１６ｅを備えることは、二次的な、任意選択的な特徴である。

米国特許第３３７７２２０号明細書（ＵＳ３３７７２２０） 欧州特許出願公開第２６３６３２１号明細書（ＥＰ２６３６３２１）

Claims (18)

1. 主長手方向（８）に沿って延設されており可塑化流体が含浸されたフィルタ材料のトウ（３）を受けるのに適した内部流路（７）を有する成形ビーム（２）であって、前記流路（７）の横方向断面の形状が、フィルタ材料の連続的なロッド（４）を形成するよう前記トウ（３）に所望の形状を与えるために前記主長手方向（８）に沿って変化する成形ビーム（２）と、
   前記成形ビーム（２）の前記流路（７）において前記主長手方向（８）に沿って摺動するとともに供給経路（１０）に沿って前記トウ（３）を搬送するよう構成される多孔性搬送手段（９）であって、前記搬送手段が前記内部流路（７）の前記横方向断面の前記形状に適合しており、前記トウ（３）の周囲に少なくとも部分的に巻き付けられる搬送手段（９）と、
   前記供給経路（１０）に沿って配置されるとともに、前記内部流路（７）に対して横方向に前記内部流路（７）内へと蒸気の流れを吹き込むよう構成される少なくとも一つのノズル（１５）を備える少なくとも一つの処理ステーション（１４）と、
   を備えるタバコ・フィルタを形成するための機械において、
   前記ノズル（１５）は、前記内部流路（７）に対して横方向に配置される複数の面状領域（１６ａ〜１６ｅ）を有し、
   それぞれの面状領域（１６ａ〜１６ｅ）は、蒸気供給ダクト（１８）と直接連通するよう配置される面状流オリフィス（１７ａ〜１７ｅ）を形成しており、前記蒸気供給ダクト（１８）は前記面状流オリフィスと前記内部流路（７）との周囲に配置されており、
   少なくとも二つの面状流オリフィス（１７ａ〜１７ｅ）は前記主長手方向（８）に沿って異なる厚さ（Ｓａ〜Ｓｅ）を有している形成機械。
2. 請求項１に記載の形成機械において、
   前記ノズル（１５）は、
   前記供給ダクト（１８）の入口ダクト（１９）に対して前記内部流路（７）の側部に配置される少なくとも二つの側部面状領域（１６ａ，１６ｂ）と、
   前記供給ダクト（１８）の前記入口ダクト（１９）と前記内部流路（７）との間に配置されている少なくとも一つの前側面状領域（１６ｃ）と、
   前記入口ダクト（１９）に対して前記内部流路（７）の反対側に配置されている少なくとも一つの後側面状領域（１６ｄ）と、
   を備えており、
   前記二つの側部面状領域（１６ａ，１６ｂ）のそれぞれの厚さ（Ｓａ，Ｓｂ）は、前記前側面状領域（１６ｃ）の厚さ（Ｓｃ）および／または前記後側面状領域（１６ｄ）の厚さ（Ｓｄ）より大きい形成機械。
3. 請求項２に記載の形成機械において、
   前記ノズル（１５）は、前記多孔性搬送手段（９）が巻き付いていない前記トウ（３）の一部分に面している補償面状領域（１６ｅ）を有しており、
   前記補償面状領域（１６ｅ）の厚さ（Ｓｅ）は、前記前側面状領域（１６ｃ）の厚さ（Ｓｃ）および／または前記後側面状領域（１６ｄ）の厚さ（Ｓｄ）より小さい形成機械。
4. 請求項３に記載の形成機械において、前記補償面状領域（１６ｅ）の厚さ（Ｓｅ）は０．２０ｍｍ〜０．２５ｍｍである形成機械。
5. 請求項３または４に記載の形成機械において、前記補償面状領域（１６ｅ）は、前記入口ダクト（１９）に対して前記内部流路（７）の反対側の、二つの後側面状領域（１６ｄ）間の中央位置に配置される形成機械。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の形成機械において、前記側部面状領域（１６ａ，１６ｂ）のそれぞれの厚さ（Ｓａ，Ｓｂ）は同じであり、０．３ｍｍ〜０．９ｍｍである形成機械。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の形成機械において、前記前側面状領域（１６ｃ）および前記後側面状領域（１６ｄ）のそれぞれの厚さ（Ｓｃ，Ｓｄ）は同じであり、０．２５ｍｍ〜０．８ｍｍである形成機械。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の形成機械において、前記面状流オリフィス（１７ａ〜１７ｅ）は、前記供給ダクト（１８）の横方向部分（Ｔ）において前記供給ダクト（１８）と連通状態にある形成機械。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の形成機械において、前記内部流路（７）の周囲に途切れなく面状流オリフィス（１７）が形成されるよう、前記面状領域（１６ａ〜１６ｅ）は互いに連通状態にある形成機械。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の形成機械において、
    前記供給ダクト（１８）は、形状が多角形である供給経路（Ａ）に沿って延設されており、
    前記面状領域（１６ａ〜１６ｅ）は前記供給経路（Ａ）の一つの辺と平行に延びている形成機械。
11. 請求項２に記載の形成機械において、前記面状領域（１６ａ〜１６ｅ）は、前記供給ダクト（１８）の前記入口ダクト（１９）に沿って蒸気流方向（１９ａ）と平行に延びている形成機械。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の形成機械において、前記ノズル（１５）は、前記内部流路（７）の周囲に配置されるインサート（２０）であり、別々に形成される少なくとも二つの部分（２１，２２）を備える形成機械。
13. 請求項１２に記載の形成機械において、
    前記成形ビーム（２）は、前記内部流路（７）を形成するために、基部（１２）と、前記主長手方向（８）と平行な平面に沿って前記基部（１２）を覆って閉鎖可能なカバー（１３）と、を備えており、
    前記インサート（２０）の前記部分（２０，２１）が前記基部（１２）と前記カバー（１３）とにそれぞれ関連付けられている形成機械。
14. 請求項１３に記載の形成機械において、
    前記インサート（２０）の少なくとも一つの部分（２１）と前記カバー（１３）および／または前記基部（１２）との間にそれぞれ配置される補償手段（２３）を備えており、
    前記補償手段は、前記基部（１２）と前記カバー（１３）との間の作用距離が変化する場合に前記二つの部分（２１，２２）の位置が互いに対して不変となるよう維持するように構成される形成機械。
15. 請求項１４に記載の形成機械において、前記補償手段（２３）はバネ（２４）を備える形成機械。
16. 請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の形成機械において、前記二つの部分（２１，２２）は前記主長手方向（８）と平行な平面において連結されている形成機械。
17. タバコ・フィルタを形成するための方法であって、
    可塑化流体が含浸されたフィルタ材料のトウ（３）を成形ビーム（２）の内部流路（７）内へと挿入する工程であって、前記流路（７）が、主長手方向（８）に沿って延設されており、前記流路（７）の横方向断面の形状が、フィルタ材料の連続的なロッド（４）を形成するよう前記トウ（３）に所望の形状を与えるために前記主長手方向に沿って変化する工程と、
    前記成形ビーム（２）の前記流路（７）において前記主長手方向（８）に沿って摺動するよう構成される多孔性搬送手段（９）の作用を通じて供給経路（１０）に沿って前記トウ（３）を搬送する工程であって、前記搬送手段が、前記内部流路（７）の前記横方向断面の前記形状に適合しており、前記トウ（３）の周囲に少なくとも部分的に巻き付けられている工程と、
    前記供給経路（１０）に沿って配置されるノズル（１５）を用いて前記内部流路（７）に対して横方向に前記内部流路（７）内へと蒸気の流れを吹き込む工程と、
    を含む方法において、
    前記蒸気を吹き込む前記工程は、前記ノズル（１５）を通る前記蒸気の流れのためのオリフィス（１７ａ〜１７ｅ）の厚さ（Ｓａ〜Ｓｅ）に差異を与える工程を含んでいる方法。
18. 請求項１７に記載のタバコ・フィルタを形成するための方法において、前記ノズル（１５）を通る流れのための前記オリフィス（１７ａ〜１７ｅ）の前記厚さ（Ｓａ〜Ｓｅ）には、蒸気噴射のための供給ダクト（１８）の、入口ダクト（１９）に対する位置に応じて、差異が与えられる方法。

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