JPWO2016009555A1 - シガレットフィルタの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

シガレットフィルタの製造過程において、たとえ粘度の高い液状添加剤をフィルタ繊維に供給する場合においても、シガレットフィルタを安定して製造することのできる技術を提供する。シガレットフィルタの製造装置は、帯状のフィルタ繊維を所定の繰り出し経路に沿って連続的に繰り出す繰り出し機構と、繰り出し経路を繰り出されるフィルタ繊維に液状添加剤を塗布する塗布装置と、を備え、塗布装置は、繰り出し経路を繰り出されるフィルタ繊維の上部にフィルタ繊維と離れて配置され、下方に位置するフィルタ繊維の上面に対して液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らす供給部を有する。

Description

本発明は、シガレットフィルタの製造装置および製造方法に関する。

一般に、シガレットフィルタを製造するフィルタ製造装置は、セルロースアセテート等といったフィルタ繊維からなるトウを貯蔵容器から繰り出し、その繰り出し過程においてトウの繊維を引き伸ばしたり、繊維同士の間隔を開く開繊処理を行うことでトウを平坦な帯状に成形する処理部と、この処理部から供給された帯状のトウをロッド状に成形しつつ巻取紙を巻き付けて接着することでフィルタロッドを連続的に成形する成形部を備えている。

フィルタ製造装置の処理部において、帯状のトウにはトリアセチン等といった液状の可塑剤が、ロール転写方式やスプレー方式等によって添加される。従って、フィルタロッド内にて、トウのフィルタ繊維は可塑剤により相互に結合され、これによって、フィルタロッドの形状を安定して維持することができる。

特開平６−３２７４５５号公報 国際公開第０２／０１７７３８号

ここで、帯状のフィルタ繊維に、例えば増粘剤を含む溶液等のように、粘度の高い液体を供給する場合について考える。帯状のフィルタ繊維に高粘度液体を供給する場合においても、比較的粘度が低い可塑剤と同様のロール転写方式やスプレー方式を適用しようとすると、以下のような不都合が生じ得る。

例えば、ロール転写方式を適用する場合、高粘度液体の粘着性によってトウのフィルタ繊維がローラに巻き付いてしまい、繰り出し経路に沿ったトウの送出を安定して行うことが困難になる。また、スプレー方式を適用する場合には、圧縮した空気やガス等を用いて霧状に霧化した高粘度液体をノズルから噴射することになるが、高粘度液体を霧化するためには多量の圧縮空気を噴射する必要があり、送出中のフィルタ繊維の姿勢が大きくばたついたり、帯形状を維持することができない等の不都合が生じる。その結果、シガレットフィルタの安定的な製造が困難となる虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、シガレットフィルタの製造過程において、たとえ粘度の高い液状添加剤をフィルタ繊維に供給する場合においても、シガレットフィルタを安定して製造することのできるシガレットフィルタの製造装置および製造方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、繰り出し経路を繰り出されるフィルタ繊維の上部であって該フィルタ繊維と離れた位置に配置される供給部から、下方に位置する前記フィルタ繊維の上面に対して液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らすこととした。

より詳しくは、本発明に係るシガレットフィルタの製造装置は、帯状のフィルタ繊維を所定の繰り出し経路に沿って連続的に繰り出す繰り出し機構と、前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維に液状添加剤を塗布する塗布装置と、を備え、前記塗布装置は、前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維の上部に該フィルタ繊維と離れて配置され、下方に位置する前記フィルタ繊維の上面に対して前記液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らす供給部を有することを特徴とする。また、本発明に係るシガレットフィルタの製造方法は、所定の繰り出し経路に沿って連続的に繰り出される帯状のフィルタ繊維に液状添加剤を塗布する、シガレットフィルタを製造する製造方法であって、前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維の上部であって該フィルタ繊維と離れた位置に配置される供給部から、下方に位置する前記フィルタ繊維の上面に対して前記液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らすことを特徴とする。ここで、「液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らす」とは、供給部から垂らされる液状添加剤が重力によって下方に位置するフィルタ繊維の上面に向かって垂下（落下）する際、液状添加剤がフィルタ繊維の上面に到達するまで途切れずに連なっていることを指す。なお、本明細書において「垂下」との用語には、垂直方向に垂れることのみならず、斜め下方に垂れることの意味も含まれる。

本発明によれば、液状添加剤がたとえ粘度が高くても、供給部がフィルタ繊維と離反した状態、即ち非接触の状態で液状添加剤をフィルタ繊維に多量に塗布することができる。そのため、フィルタ繊維の粘着性に起因してフィルタ繊維が供給部側に引っ付くことを抑制でき、繰り出し経路に沿ったフィルタ繊維の繰り出しを安定して行うことができる。さらに、本発明によれば、フィルタ繊維の上面に対して液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らしながら塗布するため、上述したスプレー方式のように液状添加剤を霧化した状態で散布する必要がない。そのため、繰り出し経路に沿って繰り出されているフィルタ繊維の姿勢が圧縮空気や圧縮ガスの影響受けて大きくばたついたり、帯形状の維持が困難になることを抑制できる。その結果、シガレットフィルタを安定して製造できるフィルタ製造装置を提供できる。

また、本発明において、前記供給部は、該供給部の底面から突出すると共に前記液状添加剤を垂らすための塗布口を有する塗布ノズルを備えていてもよい。これによれば、液状添加剤が例えば供給部の底面に付着した状態で液溜まりが形成されることを抑制できる。また、供給部の底面から突出する塗布ノズルの塗布口から液状添加剤を垂らすことで、所期の方向に精度よく液状添加剤を垂らすことができる。

また、本発明において、前記供給部の底面には、複数の前記塗布ノズルが列状に配置されていてもよい。これによれば、スプレー方式のように液状添加剤を霧化させることなくフィルタ繊維の上面に液状添加剤を均一に塗布できる。

また、本発明において、複数の前記塗布ノズルは、一定間隔で配列されていてもよい。これによれば、フィルタ繊維の上面に塗布される液状添加剤の均一性をより一層向上できる。

また、本発明において、複数の前記塗布ノズルは、前記繰り出し経路の幅方向に沿って直線状に配列されていてもよい。これによれば、フィルタ繊維の幅方向において、液状添加剤をより均一に塗布できる。

また、本発明において、前記塗布装置は、前記供給部を保持する保持部をさらに有し、前記保持部は、複数の前記塗布ノズルが配列する方向と前記繰り出し経路とがなす角度が変更自在に前記供給部を保持するように構成されていてもよい。これによれば、フィルタ繊維の開繊幅が変更されたとしても、共通の供給部を用いて液状添加剤をフィルタ繊維に塗布することができる。従って、フィルタ繊維の幅方向における端部領域に液状添加剤が塗布され難くなったり、供給部からの液状添加剤がフィルタ繊維に塗布されずに無駄となってしまうことを抑制できる。

また、本発明において、前記塗布装置は、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止めるシャッター部と、前記シャッター部を駆動する駆動部と、をさらに有し、前記駆動部によって、前記シャッター部の姿勢が、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止める閉姿勢と、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止めない開姿勢とに切り替えられるように構成されていてもよい。

これによれば、例えば、塗布装置によってフィルタ繊維に液状添加剤を塗布する際にはシャッター部の姿勢を開姿勢に維持することでフィルタ繊維への液状添加剤の供給を阻害しないようにできる。一方、塗布装置による液状添加剤の塗布を停止する際にはシャッター部の姿勢を開姿勢から閉姿勢に応答よく切り替えることができるため、液状添加剤がフィルタ繊維上に垂れ続けてしまうことを抑制できる。

また、本発明において、前記繰り出し経路における前記塗布装置の後段に設けられ、前記フィルタ繊維をロッド状に成形する成形部をさらに備え、前記供給部は前記成形部の直上流に配置されていてもよい。

また、本発明において、前記塗布装置は、前記液状添加剤を貯留する貯留部と、前記貯留部と前記供給部とを接続する接続配管と、前記貯留部に付設され、該貯留部に貯留されている前記液状添加剤を前記接続配管に圧送する圧送手段と、をさらに備えていてもよい。これによれば、液状添加剤の粘度が高い場合においても、安定して供給部に液状添加剤を供給することができる。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて採用することができる。

本発明によれば、シガレットフィルタの製造過程において、たとえ粘度の高い液状添加剤をフィルタ繊維に供給する場合においても、シガレットフィルタを安定して製造することのできるシガレットフィルタの製造装置および製造方法を提供することができる。

図１は、実施形態１に係るフィルタ製造装置の概略構成を示す図である。 図２は、実施形態１に係る液状添加剤塗布装置の概略構成を示す図である。 図３は、実施形態１に係る供給部の底面を部分的に示す図である。 図４は、実施形態１の供給部に設けられる塗布ノズルの配列方向と繰り出し経路の進行方向との関係を概略的に示す図である。 図５Ａは、実施形態１に係るシャッター部の閉姿勢を説明する図である。 図５Ｂは、実施形態１に係るシャッター部の開姿勢を説明する図である。 図６は、実施形態１に係る塗布ノズルから垂らされる増粘剤溶液の態様を説明する図である。 図７は、実施形態１に係る供給部によってトウの上面に塗布された増粘剤溶液の態様を説明する図である。 図８は、第１変形例に係るトウ処理装置を説明する図である。 図９は、第２変形例に係る液状添加剤塗布装置を説明する図である。 図１０は、第３変形例に係る液状添加剤塗布装置における供給部の下面図である。 図１１は、第３変形例に係る供給部によってトウの上面に増粘剤溶液を塗布する態様を説明する図である。 図１２は、第３変形例に係る供給部の他の形態を示す図である。 図１３は、第４変形例に係る液状添加剤塗布装置を示す図である。

以下、本発明に係るシガレットフィルタの製造装置および製造方法の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。本実施形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係るフィルタ製造装置１の概略構成を示す図である。フィルタ製造装置１は、シガレットフィルタを製造する製造装置である。

図１に示されるように、フィルタ製造装置１は、一例として、トウ処理装置１００と、トウ処理装置１０の後段に配置されたロッド成形装置２０と、ロッド成形装置２０の後段に配置されたラップ装置３０とを備えている。

トウ処理装置１０は、例えばセルロースアセテート繊維等のフィルタ繊維からなるトウ２を収容、貯蔵する貯蔵容器１１を備え、貯蔵容器１１からは繰り出し経路３が延びている。トウ２は、貯蔵容器１１から繰り出し経路３に沿って連続的に繰り出し可能である。また、貯蔵容器１１内におけるトウ２は、フィルタ繊維が塊状にまとめられ、圧縮された状態で貯蔵されている。

繰り出し経路３上には、貯蔵容器１１から、一次バンディングジェット１２、ガイドローラ１３、一対のプレテンションローラ１４、一対のブルーミングローラ１５、二次バンディングジェット１６、および、一対の送出ローラ１７が順次配置されている。繰り出し経路３は、一対の送出ローラ１７の前方（繰り出し経路３におけるトウ２の繰り出し方向下流側）には、ロッド成形装置２０のスタファージェット２１が配置されている。また、繰り出し経路３における二次バンディングジェット１６と一対の送出ローラ１７との間には、トウ２に可塑剤の一例であるトリアセチンを噴射するスプレーノズル１８が設けられている。さらに、一対の送出ローラ１７とスタファージェット２１との間には、液状添加剤塗布装置４０の供給部４１が配置されている。液状添加剤塗布装置４０は、粘度の高い液状添加剤をトウ２に塗布するための装置である。

一対の送出ローラ１７が図示しない駆動源によって駆動されると、貯蔵容器１１からトウ２が繰り出し経路３に沿って連続的に繰り出される。また、一次バンディングジェット１３および二次バンディングジェット１６は、繰り出し経路３における下流側、すなわちトウ２の繰り出し方向前方に向けて圧縮空気を噴出する。貯蔵容器１１から繰り出されたトウ２が一次バンディングジェット１３を通過するとき、一次バンディングジェット１３から噴出された圧縮空気は、トウ２のフィルタ繊維同士の間隔を開く（開繊する）とともに、トウ２の縮れ（クリンプ）を適度に引き伸ばす。

プレテンションローラ１４は、一対のブルーミングローラ１５と協働して、トウ２に所定の張力を与え、トウ２の縮れを更に引き伸ばす。例えば、プレテンションローラ１４およびブルーミングローラ１５は周速度が異なっており、この周速度の相違により、トウ２に張力を与えて引き伸ばしている。ブルーミングローラ１５は、繊維同士の間隔が開かれたトウ２を二次バンディングジェット１６に向けて送る。

二次バンディングジェット１６は、トウ２の束に向けて圧縮空気を噴出し、繊維同士の間隔をさらに広げる。この結果、トウ２の束は繰り出し経路３の幅方向に拡がり、トウ２は平坦な帯状に形成される。

二次バンディングジェット１６を通過した後、帯状のトウ２は、繰り出し経路３に設置されたスプレー添加ユニット（図示せず）中のスプレーノズル１８から霧化されたトリアセチンが散布される。スプレーノズル１８は、図示しない噴射孔から圧縮した空気やガス等を用いて液状のトリアセチンを霧化した状態で噴射する。スプレーノズル１８によってトリアセチンが表面に散布された帯状のトウ２は、続いて、一対の送出ローラ１７間を通過する。また、スプレーノズルを設置する代わりに一対の送出ローラ１７によってトウ２に液状のトリアセチンを塗布してもよい。この場合、例えば一対の送出ローラ１７に液状のトリアセチンを予め転写しておき、一対の送出ローラ１７で帯状のトウ２を送り出す際にトリアセチンを送出ローラ１７からトウ２に塗布してもよい。

トリアセチンが添加された帯状のトウ２には、トリアセチンによるフィルタ繊維の溶解効果によって粘着性が付与される。隣接したフィルタ繊維同士の間には、粘着力によって結合した結合点が複数個所に形成される。送出ローラ１７は、トウ２をロッド成形装置２０のスタファージェット２１に向かって送出する。帯状のトウ２がスタファージェット２１に到達する直前、即ち、繰り出し経路３におけるスタファージェット２１の直上流において、トウ２の上面に液状添加剤塗布装置４０が液状添加剤の一例としての増粘剤溶液を塗布する。なお、液状添加剤塗布装置４０の詳細については後述する。

ロッド成形装置２０は、空気とともにトウ２をトング２２に向けて送るスタファージェット２１、トウ２をロッド状に成形するトング２２、スタファージェット２１およびトング２２の間の位置に設けられた収束ガイド（トランペットガイド）２３等を備える。収束ガイド２３は略漏斗形をなしており、スタファージェット２１から送られたトウ２をトング２２に向けて案内しつつ、トウ２をある程度収束させる。トング２２は、全体としてテーパ形状をなしており、収束ガイド２３から送られたトウ２をさらに圧縮し、トウ２を棒状のロッド部材として成形する。

ラップ装置３０は、ロッド成形装置２０の後段に配置されており、ロッド状に成形されたトウ２がロッド成形装置２０から供給される。ラップ装置３０において、ロッド部材として成形されたトウ２に巻取紙が接着されることで、フィルタロッドＦＲが得られる。ラップ装置３０には、カッター３１が併設されており、ラップ装置３０から連続的に送出されるフィルタロッドＦＲの連続体がカッター３１によって切断されることで、所定の長さのフィルタロッドＦＲが得られる。

次に、トウ処理装置１０が備える液状添加剤塗布装置４０の構成について説明する。図２は、実施形態１に係る液状添加剤塗布装置４０の概略構成を示す図である。液状添加剤塗布装置４０は、増粘剤溶液を貯蔵する貯蔵ホッパー４２、貯蔵ホッパー４２に貯蔵されていた増粘剤溶液が供給されると共に繰り出し経路３を搬送されている帯状のトウ２の上面に増粘剤溶液を供給する供給部４１、貯蔵ホッパー４２および供給部４１を接続する接続配管４３、接続配管４３に設置される開閉弁４４、貯蔵ホッパー４２と接続配管４３との接続部に付設される圧送ポンプ４５、シャッター部４６等を備える。なお、図１においては開閉弁４４および圧送ポンプ４５の図示を省略している。本実施形態において、貯蔵ホッパー４２が本発明における貯蔵部に相当し、圧送ポンプ４５が本発明における圧送手段に相当する。

貯蔵ホッパー４２に貯蔵されている増粘剤溶液は、例えば、プロピレングリコールと、グリセリンと、増粘剤とを含有する溶液である。増粘剤溶液がプロピレングリコールを含有することで、シガレットの主流煙に含まれる所定の成分、例えばフェノールを喫煙時に選択的に除去することができる。一方で、香気成分の一つであるリモネンは除去されずにフィルタを通過する。プロピレングリコールは市販のものを用いることができる。また、増粘剤溶液がグリセリンを含有することで、増粘剤溶液に含まれるプロピレングリコールが、シガレットの蔵置中に揮発して消失することを防ぐことができる。グリセリンは市販のものを用いることができる。さらに、増粘剤溶液が増粘剤を含有することで、増粘剤溶液がフィルタから移動して漏出することを防止でき、それによってシガレットの外観を良好に保つことができる。ただし、増粘剤溶液の種類は、上記の例に限定されない。また、増粘剤溶液の粘度についても特に限定されないが、例えば、増粘剤溶液がフィルタから移動して漏出することを防止する観点からは２５００ｃＰ（センチポアズ）以上とすることが好ましく、３５００ｃＰ以上とすることがより好ましい。また、増粘剤溶液は１００００ｃＰ以下としてもよい。

また、増粘剤の種類は特に制限されない。例えば、増粘剤として、キサンタンガム、ゲランガム、サイリウムシードガム、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、アガロース、プルラン、アルギン酸、ポリアクリル酸、およびこれらのアルカリ金属塩ないしアルカリ土類金属塩を挙げることができる。

また、図２に示す符号５０はフィルタ製造装置１の制御部であり、フィルタ製造装置１全体の動作を制御するコンピュータである。開閉弁４４は、例えば電動弁や電磁弁等である。なお、液状添加剤塗布装置４０は、開閉弁４４を備えていなくてもよい。また、圧送ポンプ４５は、例えば、モーノポンプ等の定量移送ポンプであってもよい。圧送ポンプ４５が作動すると、貯蔵ホッパー４２に貯蔵されている増粘剤溶液を接続配管４３に圧送し、その結果、供給部４１に増粘剤溶液が供給される。シャッター部４６は所謂樋形状を有する部材であり、併設されるシャッター駆動部４６Ａによってその姿勢を開姿勢と閉姿勢に変更することができる。また、符号４７は、供給部４１を保持するための保持部である。

フィルタ製造装置１の制御部５０は、トウ処理装置１０の送出ローラ１７の駆動部（図示せず）、液状添加剤塗布装置４０の開閉弁４４、圧送ポンプ４５、シャッター駆動部４６Ａ等と電気配線を介して接続されており、制御信号を各機器に出力することで、これらの動作を制御する。

図２に示す符号４８は塗布ノズルである。供給部４１は、複数の塗布ノズル４８を有する。塗布ノズル４８は、供給部４１の底面４１Ａから下方に突出した筒状のノズルであり、各塗布ノズル４８は、供給部４１に供給された増粘剤溶液を外部に垂らすための塗布口を有している。供給部４１は略直方体形状を有しており、その底面４１Ａの幅方向に複数の塗布ノズル４８が一直線に並んで配置されている。

図３に、実施形態１に係る供給部４１の底面４１Ａを部分的に示す。図示のように、複数の塗布ノズル４８が供給部４１の幅方向に沿って一直線の列状に並んで配置されており、櫛形多連ノズルを形成している。また、各塗布ノズル４８は、供給部４１の幅方向に沿って一定間隔で配置されている。図３の符号４８Ａは、増粘剤溶液を外部に吐出するための開口部である塗布口であり、この塗布口４８Ａを通じて供給部４１の内外が連通している。なお、本実施形態において、各塗布ノズル４８を形成する筒体の軸線方向は全て一致しており、底面４１Ａに対して垂直となっている。

次に、実施形態１に係る液状添加剤塗布装置によって帯状のトウ２（フィルタ繊維）に増粘剤溶液を塗布する塗布方法の詳細について説明する。図１に示したように、液状添加剤塗布装置４０の供給部４１は、トウ２（繰り出し経路３）の上部に配置されている。液状添加剤塗布装置４０の供給部４１は、送出ローラ１６とスタファージェット２１との間に配置されているため、供給部４１は、帯状に成形されたトウ２の上方に配置されている。また、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａは、トウ２の上面から離れた状態（非接触の状態）でトウ２の上面に対向配置されている。

図４に、実施形態１の供給部４１に設けられる塗布ノズル４８の配列方向と、繰り出し経路３の進行方向との関係を概略的に示す。塗布ノズル４８は、繰り出し経路３の進行方向と直交する方向に沿って配列している。つまり、複数の塗布ノズル４８は、繰り出し経路３の幅方向、即ち、帯状に成形されたトウ２の幅方向に沿って配列している。

次に、帯状のトウ２に増粘剤溶液を塗布する際の液状添加剤塗布装置４０の動作を説明する。フィルタ製造装置１の稼働中は、常に繰り出し経路３に沿ってトウ２が繰り出されるため、液状添加剤塗布装置４０によってトウ２に増粘剤溶液を連続的に塗布する。制御部５０は、フィルタ製造装置１の稼働開始時に、一対の送出ローラ１６の駆動部に駆動信号を出力し、これによって、繰り出し経路３に沿ったトウ２の搬送が開始される。さらに、制御部５０は、シャッター機構４６のシャッター駆動部４６Ａに開信号を送る。これにより、シャッター駆動部４６Ａがシャッター部４６を駆動し、シャッター部４６の姿勢が閉姿勢から開姿勢に切り替えられる。

図５Ａは、実施形態１に係るシャッター部４６の閉姿勢を説明する図である。図５Ｂは、シャッター部４６の開姿勢を説明する図である。シャッター駆動部４５Ａは、シャッター部４６の姿勢（位置）を、図５Ａに示す閉姿勢（閉位置）と図５Ｂに示す開姿勢（開位置）とに切り替えることができる。シャッター部４６が閉姿勢にあるときは、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａから吐出される増粘剤溶液を受け止めるように、該塗布口４８Ａの下方にシャッター部４６が配置される（図５Ａ）。一方、シャッター部４６が開姿勢にあるときは、シャッター部４６が開位置から略９０°回動した状態となる。これにより、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａの下方からシャッター部４６が待避する（図５Ｂ）。

フィルタ製造装置１の稼働開始時において、制御部５０は、液状添加剤塗布装置４０の開閉弁４４および圧送ポンプ４５に制御信号を出力し、開閉弁４４を開弁させると共に圧送ポンプ４５を作動させる。これにより、貯蔵ホッパー４２に貯蔵されている増粘剤溶液の供給部４１への圧送が開始される。なお、本実施形態のフィルタ製造装置１に、送出ローラ１７の回転数を検出するロータリーエンコーダ（図示せず）を備えておき、制御部５０は、ロータリーエンコーダの出力信号に基づいて送出ローラ１７の回転数を取得してもよい。そして、制御部５０は、送出ローラ１７の回転数に基づいて送出ローラ１７によるトウ３の繰り出しを検知したことを契機として、液状添加剤塗布装置４０の開閉弁４４、圧送ポンプ４５、およびシャッター駆動部４６Ａを上記のように制御してもよい。

接続配管４３を通じて供給部４１に供給された増粘剤溶液は、各塗布ノズル４８の筒体内に分配された後、塗布口４８Ａから外部に吐出される。増粘剤溶液は、増粘剤を含んでいるため、可塑剤などに比べて非常に粘度が高い高粘度液状添加剤といえる。このような高粘度を有する増粘剤溶液を考慮し、本実施形態では、繰り出し経路３を繰り出される帯状のトウ２（フィルタ繊維）の上部であって該トウ２と離れた位置に配置される供給部４１から、下方に位置するトウ２の上面に対して増粘剤溶液を連なった状態で連続的に垂らすことで、増粘剤溶液をトウ２に塗布するようにした。ここで、「増粘剤溶液を連なった状態で連続的に垂らす」とは、図６に示すように、各塗布ノズル４８の塗布口４８Ａからポンプ圧によって連続的に押し出された増粘剤溶液が重力によって下方のトウ２上面に向かって垂下（落下）する際、増粘剤溶液がトウ２の上面に到達するまで途切れずに連なっていることを指す。なお、図６においては、塗布ノズル４８から垂らされる増粘剤溶液の態様をより理解しやすくする意図で、トウ２の上面と塗布ノズル４８における塗布口４８Ａとの距離を大きくしている。なお、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａから増粘剤溶液が垂下する際、増粘剤溶液が鉛直下方に落下してもよいし、斜めに落下してもよい。繰り出し経路３に沿って搬送されるトウ２の上面に塗布された増粘剤溶液の粘着性によって落下中の増粘剤溶液が引っ張られ、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａから斜め下方に垂れる態様も想定される。

液状添加剤塗布装置４０によれば、増粘剤溶液のように、たとえ粘度の高い液状添加剤をトウ２に供給する場合においても、供給部４１（塗布ノズル４８の塗布口４８Ａ）がトウ２と離反した状態、即ち非接触の状態で多量の増粘剤溶液をトウ２に塗布することができる。そのため、増粘剤溶液の粘着性に起因してトウ２のフィルタ繊維が供給部４１側に引っ付くような不都合が生じない。よって、繰り出し経路３に沿ったトウ２の送出を安定して行うことが可能である。

本実施形態に係る増粘剤溶液の塗布方法によれば、トウ２の上面に対して増粘剤溶液を連なった状態で連続的に垂らしながら塗布するため、上述したスプレー方式のように増粘剤溶液を霧化した状態で散布する必要がない。そのため、繰り出し経路３に沿って繰り出されているトウ２の姿勢が圧縮空気や圧縮ガスなどの影響を受けて大きくばたついたり、帯形状の維持が困難になることを抑制できる。その結果、フィルタ製造装置１を用いてシガレットフィルタを安定して製造できる。

また、本実施形態においては、塗布ノズル４８が、供給部４１の底面４１Ａから下方に向かって突出している。そのため、たとえ増粘剤溶液の粘度が高くても、隣接する塗布口４８Ａから吐出された増粘剤溶液同士が互いにくっつき合ってしまい、これによって液溜まりが底面４１Ａに形成されることを抑制できる。よって、トウ２の上面に安定して増粘剤溶液を塗布できるようになる。また、供給部４１の底面４１Ａから突出する塗布ノズル４８の塗布口４８Ａから増粘剤溶液を垂らすことで、所期の方向に精度よく増粘剤溶液を垂らすことができる。つまり、塗布ノズル４８から増粘剤溶液を垂らす際の方向性がよくなるため、隣接する塗布ノズル４８から吐出された増粘剤溶液同士がくっつきあうことの抑制効果も期待できる。但し、本実施形態では、供給部４１の底面４１Ａに直接塗布口を穿設し、その塗布口から増粘剤溶液を吐出する構造を採用してもよい。また、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａを囲む外周部の端面（以下、「ノズル先端面」という）への増粘剤溶液の付着、液溜まりを抑制する観点から、塗布ノズル４８の先端部の肉厚（先端面の径方向の寸法）は薄いほうが好ましい。

また、図４で説明したように、液状添加剤塗布装置４０の供給部４１における塗布ノズル４８は、繰り出し経路３の幅方向、即ち、帯状に成形されたトウ２の幅方向に沿って配列されている。そのため、スプレー方式のように増粘剤溶液を霧化させることなく、トウ２の上面に増粘剤溶液を均一に塗布できる。特に、本実施形態では、供給部４１の底面４１Ａには、複数の塗布ノズル４８が一定間隔で配置されている。そのため、図７に示すように、トウ２の幅方向の一定間隔ごとに、トウ２の長尺方向（繰り出し方向３）に沿って増粘剤溶液を連続的に塗布できる。これによれば、トウ２の上面に塗布される増粘剤溶液のトウ２の幅方向における均一性をさらに向上させることができる。

なお、図４に示したように、本実施形態では、供給部４１に一直線で配列される複数の塗布ノズル４８のうち両端に位置するノズル（以下、「端部ノズル」という）同士の距離（以下、「ノズル配列幅」という）がトウ２の開繊幅に対して過度に小さ過ぎたり大き過ぎたりしないようにトウ２の開繊幅に応じて調整すると共に、端部ノズルをトウ２の幅方向における端部近傍に位置を合わせている。これによれば、トウ２の開繊幅に対してノズル配列幅が小さ過ぎないため、トウ２の幅方向における端部領域に増粘剤溶液が塗布されなくなるという事態を回避できる。また、トウ２の開繊幅に対してノズル配列幅が大き過ぎないため、塗布ノズル４８から吐出された増粘剤溶液がトウ２に塗布されずに無駄となってしまうことを抑制できる。

また、トウ２に塗布する増粘剤溶液の均一性を向上する観点によれば、供給部４１に設けられる複数の塗布ノズル４８の間隔（以下、「ノズル間隔」という）は小さい方が好ましい。但し、ノズル間隔を狭くし過ぎると、隣接する塗布ノズル４８から吐出された増粘剤溶液同士がくっついてしまい、かえってトウ２の上面に塗布された増粘剤溶液の均一性が悪化する虞がある。そこで、塗布ノズル４８におけるノズル間隔は、隣接する塗布ノズル４８から塗布される増粘剤溶液同士が互いにくっつかない範囲で、可及的にノズル間隔を小さくするとよい。なお、塗布ノズル４８の形状、寸法などは特に限定されない。ここで、一例として、各塗布ノズル４８におけるノズル間隔は１〜２０ｍｍ程度の範囲から選択、決定してもよい。また、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａの口径は、例えば０．１〜２ｍｍ程度の範囲から選択、決定してもよい。また、液状添加剤塗布装置４０の接続配管４３の長さについてはできるだけ短くすることが好ましい。このように接続配管４３の長さを短くすることで、制御部５０から圧送ポンプ４５に停止信号が出されてから圧送ポンプ４５の圧が抜けるまでに供給部４１に送られる増粘剤溶液の供給量を少なくできるという利点がある。

また、本実施形態に係る液状添加剤塗布装置４０は、圧送ポンプ４５を貯蔵ホッパー４２に付設し、貯蔵ホッパー４２に貯蔵されている増粘剤溶液を接続配管４３に圧送する構造とした。これによれば、粘度の高い増粘剤溶液を安定して供給部４１に供給することができる。即ち、例えば接続配管４３の途中に圧送ポンプを設置した場合、増粘剤溶液の流動性が乏しいことに起因して、接続配管４３における貯蔵ホッパー４２と圧送ポンプとの間の区間が閉塞したり、逆に貯蔵ホッパー４２から当該区間に増粘剤溶液が流入しなくなることで、供給部４１に増粘剤溶液を安定して供給することが困難となる虞がある。これに対して、圧送ポンプ４５を接続配管４３の途中に設けるのではなく貯蔵ホッパー４２に付設することで、圧送ポンプ４５のポンプ圧を接続配管４３全体にかけることができる。そのため、増粘剤溶液の粘度が高くても、接続配管４３における貯蔵ホッパー４２と圧送ポンプとの間の区間が閉塞したり当該区間への増粘剤溶液の補充がなされなくなることを抑制できる。その結果、貯蔵ホッパー４２から供給部４１への増粘剤溶液の供給を安定して行うことができる。但し、接続配管４３の途中に圧送ポンプを設置することが阻害されるものではない。

また、本実施形態においては、液状添加剤塗布装置４０の供給部４１を、ロッド成形装置２０のスタファージェット２１や収束ガイド２３の直上流に配置するようにした。このように供給部４１を、トウ処理装置１０の送出ローラ１６よりも繰り出し経路３において下流側に配置することで、トウ２に塗布された増粘剤溶液がローラ部材に付着することを抑制できる。また、スタファージェット２１や収束ガイド２３の直上流に供給部４１を配置したので、増粘剤溶液が塗布された直後にトウ２をロッド成形装置２０に受け渡すことができるため、増粘剤溶液の重みに起因するトウ２の下方への撓みを軽減することができ、繰り出し経路３に沿ったトウ２の送出を安定して行うことができる。

なお、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａとトウ２との間の垂直離間距離は、少ないほうが好ましい。塗布ノズル４８とトウ２との垂直離間距離が大きくなりすぎると、塗布口４８Ａから吐出された増粘剤溶液が落下している最中に、隣接する塗布口４８Ａから吐出された増粘剤溶液とくっつき、一体化しやすくなるからである。但し、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａとトウ２との間の垂直距離を小さくしすぎると、送出ローラ１６より送り出されるトウ２が上下にばたついた際に、トウ２の上面に塗布ノズル４８が接触する虞がある。そこで、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａとトウ２との間の垂直距離は、繰り出し経路３に沿って繰り出されるトウ２が多少ばたついてもその上面に塗布ノズル４８が接触しない範囲において小さく設定することが好ましい。また、トウ２のばたつきを抑えるための抑えガイドをトウ２の上部に設置してもよい。つまり、繰り出し経路３を繰り出されるトウ２が上下にばたついた際に、この抑えガイドによってトウ２の上面を抑えることで、塗布ノズル４８にトウ２の上面が接触することを抑制できる。なお、上記抑えガイドは、繰り出し経路３において塗布ノズル４８が配置される位置の近傍に設けることが好ましく、塗布ノズル４８が配置される位置の直上流に設置することが特に好ましい。

制御部５０は、例えばフィルタ製造装置１を停止させる際に、液状添加剤塗布装置４０にトウ２への増粘剤溶液の塗布を停止させる。すなわち、制御部５０は、液状添加剤塗布装置４０の開閉弁４４および圧送ポンプ４５に制御信号を出力し、開閉弁４４を閉弁させると共に圧送ポンプ４５を停止させる。さらに、制御部５０は、シャッター部４６のシャッター駆動部４６Ａに閉信号を送る。これにより、シャッター駆動部４６Ａがシャッター部４６を駆動し、シャッター部４６の姿勢が開姿勢から閉姿勢に切り替えられる。これにより、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａから吐出される増粘剤溶液を受け止めるように、シャッター部４６が塗布口４８Ａの下方に移動するため、圧送ポンプ４５を停止させ後に惰性で塗布口４８Ａから増粘剤溶液が垂れ続けてしまうことを抑制できる。なお、そして、制御部５０は、ロータリーエンコーダの信号に基づいて送出ローラ１７の回転数が所定回転数以下になったことを検知したことを契機に、開閉弁４４を閉弁させると共に圧送ポンプ４５を停止させ、シャッター部４６の姿勢を開姿勢から閉姿勢に切り替えてもよい。

＜変形例＞
次に、実施形態の各変形例について説明する。図８は、第１変形例に係るトウ処理装置１０を説明する図である。第１変形例に係るトウ処理装置１０は、繰り出し経路３に沿って進行方向に繰り出されるトウ２の撓みを抑制するための第１支持ガイド１８Ａおよび第２支持ガイド１８Ｂを備えている。第１支持ガイド１８Ａは、繰り出し経路３上において、液状添加剤塗布装置４０の供給部４１とロッド成形装置２０のスタファージェット２１との間に配置されており、より具体的には供給部４１の直下流に配置されている。また、第２支持ガイド１８Ｂは、繰り出し経路３上において送出ローラ１６と供給部４１との間に配置されており、より具体的には供給部４１の直上流に配置されている。第１支持ガイド１８Ａおよび第２支持ガイド１８Ｂは、トウ２の下面に対向配置される支持面を有しており、この支持面によってトウ２を支持することでトウ２の撓みを抑制している。

第１支持ガイド１８Ａによれば、増粘剤溶液が塗布されることで重くなったトウ２を支持するため、増粘剤溶液の重みに起因するトウ２の下方への撓みを軽減することができ、ロッド成形装置２０のスタファージェット２１にトウ２を安定して供給することができる。また、第２支持ガイド１８Ｂによって、増粘剤溶液が塗布される直前のトウ２の下面を下方から支えることで、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａからトウ２までの距離を設定寸法が大きくずれることを抑制できる。これにより、塗布ノズル４８の塗布口４８Ａにトウ２の上面が接触したり、逆に、塗布ノズル４８における塗布口４８Ａとトウ２との距離が大きくなりすぎることに起因して隣接する塗布ノズル４８から吐出された増粘剤溶液同士が垂下途中でくっつきあい、一体化することを抑制できる。

図９は、第２変形例に係る液状添加剤塗布装置を説明する図である。第２変形例に係る液状添加剤塗布装置は、供給部４１における複数の塗布ノズル４８が配列する方向（以下、「ノズル配列方向」という）と繰り出し経路３の進行方向とがなす角度（以下、「ノズル配列角度」という）を変更自在に、保持部４７が供給部４１を保持している。図８の（ａ）においては、繰り出し経路３の進行方向に対してノズル配列方向が直交しているのに対して、（ｂ）においては、繰り出し経路３の進行方向に対してノズル配列方向が斜めに傾斜している。本変形例によれば、ノズル配列方向と繰り出し経路３の進行方向とがなす角度をトウ２の開繊幅に応じて変更することができる。図８に示す例では、（ａ）に示す帯状のトウ２の開繊幅Ｗ１に比べて、（ｂ）に示す帯状のトウ２の開繊幅Ｗ２は狭い。そして、（ａ）、（ｂ）に示す供給部４１は共通（兼用、同一）の部材であり、保持部４７によってノズル配列角度だけが相違している。

ここで、トウ２の開繊幅は、トウ２の種類、トウ処理装置１０の各諸条件によって変化なし得る。本変形例によれば、繰り出し経路３の幅方向に沿った端部ノズル同士の離間寸法をトウ２の開繊幅に合わせて適切な距離に変更することができる。その結果、例えばシガレットフィルタの製造に関する仕様変更などに伴ってトウ２の開繊幅が変更されたとしても、共通の供給部４１を用いて増粘剤溶液をトウ２に塗布することができる。すなわち、トウ２の幅方向における端部領域に増粘剤溶液が塗布され難くなったり、塗布ノズル４８から吐出された増粘剤溶液がトウ２に塗布されずに無駄となってしまうことを抑制できる。なお、本実施形態における液状添加剤塗布装置４０において、供給部４１は１箇所に設けられているが、繰り出し経路３に沿って複数の位置に供給部４１を多段配置してもよい。

また、図１０は、第３変形例に係る液状添加剤塗布装置４０における供給部４１の下面図である。第３変形例に示すように、供給部４１の下面４１Ａには、上述までの塗布ノズル４８が設けられていなくてもよい。本変形例では、供給部４１の下面４１Ａに、増粘剤溶液を外部に垂らすスリット状の開口部が塗布口４１Ｂとして形成されている。図１０に示す供給部４１は、底面４１Ａの幅方向に沿って、塗布口４１Ｂが幅広に伸びている。図１１は、変形例３に係る供給部４１によってトウ２の上面に増粘剤溶液を塗布する態様を説明する図である。供給部４１における塗布口４１Ｂの幅寸法は、帯状のトウ２が供給部４１に到達する際の開繊幅に概ね対応しており、開繊幅より若干狭い寸法に設定されている。本変形例に係る増粘剤溶液の塗布方法においても、繰り出し経路３に沿って繰り出されている帯状のトウ２の上面に対して、トウ２と所定寸法だけ離れた上方位置から増粘剤溶液を連なった状態で垂下（落下）させ、トウ２の上面へ増粘剤溶液を連続的に垂らしながら塗布する。このようにすることにより、従来のロール転写方式やスプレー方式で増粘剤溶液をトウ２に供給する際の不都合を解消し、その結果、フィルタ製造装置１を用いたシガレットフィルタの安定的な製造が実現される。また、図１０で説明した第３変形例に係る供給部４１の他の形態として、図１２に示すように、供給部４１の下面４１Ａに形成されるスリット状の開口部の周囲に扁平状の塗布ノズル４８を突設させてもよく、この塗布ノズル４８の塗布口４８Ａから、増粘剤溶液を垂らす構造としてもよい。

また、図１３は、第４変形例に係る液状添加剤塗布装置４０を示す図である。第４変形例に係る液状添加剤塗布装置４０は、貯蔵ホッパー４２の貯蔵室内全体を加圧する圧送ポンプ４５Ａ（圧送手段）を貯蔵ホッパー４２に付設してもよい。このように、貯蔵ホッパー４２の貯蔵室内全体を加圧するポンプを、制御部５０からのポンプ停止信号が出されてからポンプ圧が逃げるまでに時間を要する場合があるため、接続配管４２に開閉弁４４を設置しておくことが好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、実施形態には、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。

１・・・フィルタ製造装置
２・・・トウ
３・・・繰り出し経路
１１・・・貯蔵容器
１７・・・送出ローラ
２０・・・ロッド成形装置
３０・・・ラップ装置
４０・・・液状添加剤塗布装置
４１・・・供給部
４６・・・シャッター部
４７・・・保持部
４８・・・塗布ノズル
４８Ａ・・・塗布口

Claims (18)

1. 帯状のフィルタ繊維を所定の繰り出し経路に沿って連続的に繰り出す繰り出し機構と、
   前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維に液状添加剤を塗布する塗布装置と、
   を備え、
   前記塗布装置は、
   前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維の上部に該フィルタ繊維と離れて配置され、下方に位置する前記フィルタ繊維の上面に対して前記液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らす供給部を有する、
   シガレットフィルタの製造装置。
2. 前記供給部は、該供給部の底面から突出すると共に前記液状添加剤を垂らすための塗布口を有する塗布ノズルを備える、
   請求項１に記載のシガレットフィルタの製造装置。
3. 前記供給部の底面には、複数の前記塗布ノズルが列状に配置されている、
   請求項２に記載のシガレットフィルタの製造装置。
4. 複数の前記塗布ノズルは、一定間隔で配列されている、
   請求項３に記載のシガレットフィルタの製造装置。
5. 複数の前記塗布ノズルは、前記繰り出し経路の幅方向に沿って直線状に配列されている、
   請求項３又は４に記載のシガレットフィルタの製造装置。
6. 前記塗布装置は、前記供給部を保持する保持部をさらに有し、
   前記保持部は、複数の前記塗布ノズルが配列する方向と前記繰り出し経路とがなす角度が変更自在に前記供給部を保持する、
   請求項３から５の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造装置。
7. 前記塗布装置は、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止めるシャッター部と、前記シャッター部を駆動する駆動部と、をさらに有し、
   前記駆動部によって、前記シャッター部の姿勢が、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止める閉姿勢と、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止めない開姿勢とに切り替えられる、
   請求項１から６の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造装置。
8. 前記繰り出し経路における前記塗布装置の後段に設けられ、前記フィルタ繊維をロッド状に成形する成形部をさらに備え、
   前記供給部は前記成形部の直上流に配置されている、
   請求項１から７の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造装置。
9. 前記塗布装置は、
   前記液状添加剤を貯留する貯留部と、
   前記貯留部と前記供給部とを接続する接続配管と、
   前記貯留部に付設され、該貯留部に貯留されている前記液状添加剤を前記接続配管に圧送する圧送手段と、
   をさらに備える、
   請求項１から８の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造装置。
10. 所定の繰り出し経路に沿って連続的に繰り出される帯状のフィルタ繊維に液状添加剤を塗布する、シガレットフィルタを製造する製造方法であって、
    前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維の上部であって該フィルタ繊維と離れた位置に配置される供給部から、下方に位置する前記フィルタ繊維の上面に対して前記液状添加剤を連なった状態で連続的に垂らす、
    シガレットフィルタの製造方法。
11. 前記供給部は、該供給部の底面から突出すると共に前記液状添加剤を垂らすための塗布口を有する塗布ノズルを備える、
    請求項１０に記載のシガレットフィルタの製造方法。
12. 前記供給部の底面には、複数の前記塗布ノズルが列状に配置されている、
    請求項１１に記載のシガレットフィルタの製造方法。
13. 複数の前記塗布ノズルは、一定間隔で配列されている、
    請求項１２に記載のシガレットフィルタの製造方法。
14. 複数の前記塗布ノズルは、前記繰り出し経路の幅方向に沿って直線状に配列されている、
    請求項１２又は１３に記載のシガレットフィルタの製造方法。
15. 前記供給部は、複数の前記塗布ノズルが配列する方向と前記繰り出し経路とがなす角度が変更自在に保持されている、
    請求項１２から１４の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造方法。
16. 前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止めるシャッター部の姿勢を、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止める閉姿勢と、前記供給部から垂下する前記液状添加剤を受け止めない開姿勢とに切り替えることで、前記フィルタ繊維への前記液状添加剤の塗布およびその停止が切り替えられる、
    請求項１０から１５の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造方法。
17. 前記繰り出し経路における前記供給部の後段には、前記フィルタ繊維をロッド状に成形する成形部が配置されており、
    前記繰り出し経路を繰り出される前記フィルタ繊維が前記成形部に到達する直前に、前記フィルタ繊維の上面に前記液状添加剤を垂らす、
    請求項１０から１６の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造方法。
18. 前記供給部には、前記液状添加剤を貯蔵する貯蔵部に接続される接続配管を介して該液状添加剤が供給され、
    前記貯蔵部には圧送手段が付設されており、該圧送手段が前記貯蔵部に貯蔵されている前記液状添加剤を前記接続配管に圧送することで前記供給部に該液状添加剤が供給される、
    請求項１０から１７の何れか一項に記載のシガレットフィルタの製造方法。

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