WO2023162218A1 - 香味吸引物品の中空フィルタ及びその製造装置 - Google Patents

香味吸引物品の中空フィルタ及びその製造装置 Download PDF

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WO2023162218A1
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hollow
filter
guide
filter material
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PCT/JP2022/008266
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Inventor
純一郎 池田
Original Assignee
日本たばこ産業株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure

Definitions

  • the present invention relates to a hollow filter for flavor inhaling articles and a manufacturing apparatus thereof.
  • Patent Document 1 discloses a filter manufacturing machine that manufactures hollow filters from filter materials such as acetate tow.
  • the filter making machine comprises a forming device having a tubular forming passage for forming a sheet material containing filter material into a hollow rod-shaped filter string.
  • the forming device includes a forming tube, a mandrel that cooperates with the forming tube to form a tubular forming passage within the forming tube, and a second plasticizer that adds a second plasticizer to the sheet material radially from the axis of the tubular forming passage. and an agent addition unit.
  • the second plasticizer addition unit has a spray nozzle attached to one end of the mandrel and injects the second plasticizer from the spray nozzle. This causes the second plasticizer to be locally injected only on the inner portion of the sheet material flowing into the forming tube. That is, the second plasticizer is added only to the surface of the through-holes formed along the mandrel when the sheet material becomes the filter continuous body.
  • the plasticizer added to the hollow filter is liquid, and the addition of solid particles is not assumed, and the degree of freedom in selecting additives that can be added is low. Moreover, although the plasticizer is locally added only to the inner peripheral surface of the hollow filter, no particular consideration is given to the distribution of the additive on the outer peripheral surface side of the hollow filter.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a hollow filter for flavor inhaling articles to which various particles are added in various distributions, and a manufacturing apparatus thereof.
  • a hollow filter of a flavor inhaling article includes a filling portion filled with a filter material, and a through hole that penetrates the filling portion along the axial direction and forms an inner peripheral surface of the hollow filter. It includes pores and particles radially distributed on and near the inner peripheral surface.
  • An apparatus for manufacturing a hollow filter includes a supply section that supplies a filter material to a conveying path, and a filter material that undergoes a convergence process, a diameter reduction process, and a molding process in the process of conveying the filter material in the conveying path, A molding section for molding into a hollow rod, which is a continuum of hollow filters, and an addition unit arranged in the molding section for adding particles to the filter material.
  • the injection nozzle is used in the convergence process of the forming section, Particles are injected together with high-pressure air from injection ports onto the filter material in at least one of the diameter reduction process and the molding process.
  • a hollow filter to which various particles are added in various distributions can be provided.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a shaping guide
  • Figure 2 is a schematic diagram of the dosing unit
  • 1 is a cross-sectional view of a transport jet with an injection nozzle installed
  • FIG. Figure 8 is an end view of the hollow rod for Figures 5 and 7
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a trumpet guide with injection nozzles
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a transport jet, a trumpet guide and a forming guide with installed injection nozzles
  • 9 is an end face of the hollow rod in the case of FIG. 8
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a switching device installed in the addition unit
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a forming guide according to another form
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a manufacturing device 2 for a hollow filter 1.
  • FIG. FIG. 2 shows a flow chart for explaining the manufacturing method of the hollow filter 1 .
  • the hollow filter 1 is used as one element of a combustible or non-combustible flavor inhalation article.
  • the hollow filter 1 is formed by filling a filter material 4 and functions as a filter body to which various solid additive particles are added.
  • the filter material 4 is, for example, a bundle of acetate tows made of cellulose acetate.
  • the manufacturing device 2 includes a feed section 6 for the filter material 4, a shaping section 8, a wrapping section 10, a cutting section 12, and the like.
  • the supply section 6 feeds out the filter material 4, processes it as necessary, and supplies it to the transport path 14 (S1: supply step).
  • the shaping section 8 forms a hollow rod 16 by converging, reducing the diameter, and shaping the filter material 4 in the process of transporting the filter material 4 in the transport path 14 (S2: shaping step).
  • the shaping section 8 comprises a transport jet 18, a trumpet guide 20, a shaping guide 22 and a mandrel 23.
  • the transport jet 18 has a cylindrical shape, and converges the filter material 4 while being drawn in by drawing air accompanied by wind pressure (P1: convergence process).
  • the trumpet guide 20 has a cylindrical shape, and discharges the filter material 4 that has passed through the transport jet 18 together with drawn-in air accompanied by wind pressure to reduce its diameter (P2: diameter reduction process).
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the molding guide 22.
  • the shaping guide 22 has a cylindrical shape and shapes the filter material 4 that has passed through the trumpet guide 20 to form the filling portion 17 filled with the filter material 4 (P3: shaping process).
  • a rod-shaped mandrel 23 is inserted substantially in the radial center of the cylinder of the shaping guide 22 .
  • the mandrel 23 cooperates with the forming guide 22 in the forming process P3 to form the through hole 19 in the filling portion 17 and form the hollow rod 16 .
  • the through hole 19 passes through the filling portion 17 along the axial direction and forms the hollow rod 16 , in other words, the inner peripheral surface 16 a of the hollow filter 1 .
  • an addition unit 24 is arranged for adding particles as additives to the filter material 4 .
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of the addition unit 24.
  • the dosing unit 24 has a tank 26 , a high pressure air supply pipe 28 and an injection nozzle 30 . Particles are stored in a tank 26 and connected to a hopper 34 via a pressurization valve 32 . By opening the pressurization valve 32, particles are supplied from the hopper 34 to the tank 26, and by closing the pressurization valve 32, the inside of the tank 26 is pressurized and maintained at a high pressure.
  • the high-pressure air supply pipe 28, through which high-pressure air flows, extends through the inside of the tank 26 at the bottom of the tank 26. As shown in FIG.
  • An additive introduction hole 36 is opened in the tank 26 in the high-pressure air supply pipe 28 . Particles are introduced from the tank 26 into the high-pressure air supply pipe 28 through the additive introduction hole 36 by drawing with the flow of high-pressure air.
  • the injection nozzle 30 is connected to the high-pressure air supply pipe 28 and injects the high-pressure air together with the solid additive particles from the injection port 38 at the tip.
  • the addition unit 24 allows particles with a particle size of about 1 ⁇ m to 2000 ⁇ m to be ejected from the ejection port 38, and can eject, for example, activated carbon granules or powder with a smaller particle size.
  • the injection nozzles 30 are arranged in at least one of the transport jet 18, the trumpet guide 20, and the forming guide 22. That is, the injection nozzle 30 performs a convergence process P1 in the transport jet 18, a diameter reduction process P2 in the trumpet guide 20, and a forming process P3 in the forming guide 22 when forming the filter material 4 into the hollow rod 16 in the forming section 8. At least one of the process filter materials 4 is sprayed with high pressure air from the injection port 38 with particles.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the transport jet 18 with the injection nozzle 30 installed.
  • FIG. 6 shows the end face of the hollow rod 16 in the case of FIG. 5 and FIG. 7 described later.
  • the transport jet 18 has an air inlet port 40 for introducing drawn-in air at its outer periphery.
  • the air inlet 40 communicates with the cylinder of the transport jet 18 via an air passage 42 .
  • the injection nozzle 30 is positioned at the air inlet 40 and injects particles from the injection port 38 toward the air inlet 40 (P4: addition process).
  • the injected particles flow in the direction of the arrow shown in FIG. It spreads by multiplying the turbulence and swirl of the drawn air. That is, in the addition process P4 in the case of FIG. 5, the particles are added to the filter material 4 in the convergence process P1 by blowing the particles together with high-pressure air and multiplying the drawing of the filter material 4 by the drawing air. As a result, as shown in FIG. 6, the particles (indicated by dots) are evenly distributed (hereinafter referred to as , called the global distribution).
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the trumpet guide 20 in which the injection nozzle 30 is installed.
  • the trumpet guide 20 has an air discharge port 44 for discharging drawn-in air on its outer periphery.
  • the high pressure air supply pipe 28 is inserted from the transport jet 18 to partway through the trumpet guide 20 .
  • the injection nozzle 30 has an injection port 38 positioned within the tube of the trumpet guide 20, and injects particles from the injection port 38 into the tube of the trumpet guide 20 (P4: addition process).
  • the ejected particles are not significantly affected by the turbulence and swirl of the entrained air within the bundle of filter material 4, and move mainly along with the flow of high-pressure air ejected with the particles from the ejection port 38. , and move along with the flow of drawn-in air toward the air discharge port 44. ⁇ That is, in the addition process P4 in the case of FIG. 7, the particles are added to the filter material 4 in the diameter reduction process P2 by blowing them together with high-pressure air and taking advantage of the discharge of the drawn-in air.
  • the particles move to the outer peripheral surface 16b of the hollow rod 16 and its vicinity, and as a result, the particles are distributed throughout the filling portion 17 of the hollow rod 16, similar to the case shown in FIG.
  • the injection nozzle 30 is positioned substantially radially in the center of the tube of the trumpet guide 20 and ejects particles radially from the injection port 38 in the direction in which the filter material 4 is conveyed inside the tube of the trumpet guide 20. do. This results in a favorable uniform overall distribution of the particles in the circumferential direction of the hollow rod 16 .
  • the injection nozzle 30 is positioned downstream of the air discharge port 44 in the transport direction of the filter material 4 .
  • the particles are once guided in the conveying direction together with the filter material 4 being conveyed, and are then pulled back in the direction opposite to the conveying direction and guided toward the air discharge port 44 . Therefore, it is possible to ensure a longer time until the positions of the particles are fixed, so that the overall distribution of the particles can be achieved more reliably.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the transport jet 18, the trumpet guide 20, and the forming guide 22.
  • FIG. 9 shows the end face of the hollow rod 16 in the case of FIG.
  • the high pressure air supply pipe 28 is passed from the transport jet 18 through the trumpet guide 20 and partway through the shaping guide 22 .
  • the injection nozzle 30 is positioned inside the cylinder of the shaping guide 22 and injects particles into the cylinder of the shaping guide 22 from the injection port 38 (P4: addition process).
  • the mandrel 23 has a hollow shape and forms a part of the high-pressure air supply pipe 28, and the injection nozzle 30 is provided on the mandrel 23.
  • the mandrel 23 also as the high-pressure air supply pipe 28 in this manner, the structures of the forming guide 22 and the manufacturing apparatus 2 can be simplified.
  • the injection nozzle 30 is provided at one end of the mandrel 23 in the conveying direction of the filter material 4, for example, as shown in FIG.
  • the injection port 38 may be formed in the peripheral wall of the mandrel 23 .
  • the particles are injected in the through hole 19 of the filling part 17 formed by the mandrel 23. That is, in the addition process P4 in the case of FIG. 8, particles are added to the filter material 4 in the molding process P3 by blowing the particles together with high-pressure air onto the inner peripheral surface 16a of the filling portion 17 of the hollow rod 16. As shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 9, the particles (indicated by dots) are distributed on the inner peripheral surface 16a and the vicinity thereof in the hollow rod 16, in other words, in the filling portion 17 of the hollow filter 1 (hereinafter referred to as inner peripheral distribution ) to do.
  • the particles are added to the inner peripheral surface 16a at a particularly high density by being injected into the through hole 19, and are also added to the vicinity of the inner peripheral surface 16a in the filling portion 17.
  • the injection nozzle 30 is positioned substantially radially in the center of the cylinder of the shaping guide 22 and ejects particles radially from the injection port 38 toward the direction of travel of the filter material 4 within the cylinder of the shaping guide 22. do.
  • the inner circumference distribution of the particles is favorably uniform in the circumferential direction of the hollow rod 16 .
  • the addition process P4 of the forming step S2 is performed in at least one of the convergence process P1, the diameter reduction process P2, and the forming process P3 of the forming step S2. That is, the injection nozzles 30 may be installed in one of the transport jets 18, the trumpet guides 20, and the shaping guides 22, or in two, depending on the particle distribution required for the hollow filter 1. You can install it, or you can install it on everything.
  • FIG. 10 shows a schematic diagram of the switching device 46 installed in the addition unit 24.
  • FIG. A switching device 46 is interposed in the high-pressure air supply pipe 28 as required.
  • a three-branched high-pressure air supply pipe 28 extends downstream of the switching device 46 , and an injection nozzle 30 is connected to each high-pressure air supply pipe 28 .
  • Each injection nozzle 30 is mounted in the transport jet 18, the trumpet guide 20 and the shaping guide 22, respectively, as shown in FIGS.
  • the hollow rods 16 thus formed are then conveyed to the lapping section 10, as shown in FIGS.
  • the wrapping section 10 wraps the hollow rod 16 with the supplied wrapping paper to form a filling rod 48 (S3: wrapping step).
  • the cutting section 12 cuts the filling rod 48 to a predetermined length to form the hollow filter 1 (S4: cutting step). It should be noted that the cutting step S4 may be performed after the attachment processing of the hollow filter 1 and other elements and the combining processing.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view of a forming guide 22 according to another form.
  • the forming guide 22 in this case is provided with a heater 50 for thermoforming the filter material 4 .
  • the heater 50 blows steam (indicated by a solid line) from a thermoforming tube 52 built into the forming guide 22 to thermoform the filter material 4 .
  • the forming guide 22 is provided with a cooler 54 for cooling the filter material 4 after being thermoformed by the heater 50 .
  • a cooler 54 blows compressed air (indicated by dashed lines) from a cooling tube 56 built into the forming guide 22 to cool the thermoformed filter material 4 .
  • compressed air indicated by dashed lines
  • the shaping guide 22 shown in FIG. 11 is applicable to any of the transport jet 18, the trumpet guide 20, and the shaping guide 22 where the injection nozzle 30 is installed.
  • the injection port 38 of the injection nozzle 30 provided on the mandrel 23 is preferably positioned downstream of the thermoforming tube 52 in the conveying direction of the filter material 4 . This ensures that the particles are distributed inside the hollow rod 16 after the filter material 4 has been thermoformed to form the through holes 19 .
  • the heater 50 and the cooler 54 may be provided when the filling rod 48 is formed by lapping the hollow rod 16 .
  • the hollow filter 1 of the flavor inhaling article includes the filling portion 17 filled with the filter material 4 and penetrates the filling portion 17 along the axial direction. It includes through-holes 19 to be formed, and particles, which are solid additives, distributed on and around the inner peripheral surface 16a.
  • the hollow filter 1 is provided in which the solid particles are added not only to the inner peripheral surface 16a of the hollow filter 1 but also to the vicinity of the inner peripheral surface 16a.
  • the hollow filter 1 may contain particles distributed over the entire area from the inner peripheral surface 16a to the outer peripheral surface 16b in addition to the inner peripheral distribution described above. This provides the hollow filter 1 in which the solid particles are not only distributed in the inner periphery of the hollow filter 1, but are added throughout the outer peripheral surface 16b. Thus, it is possible to provide hollow filters for flavor inhalation articles loaded with different particles in different distributions.
  • the addition unit 24 is arranged in the molding section 8, and the addition unit 24 includes a tank 26, a high-pressure air supply pipe 28, and an injection nozzle 30. .
  • the injection nozzle 30 has an injection port 38 in the filter material 4 in at least one of the convergence process P1, the diameter reduction process P2, and the forming process P3 when the filter material 4 used for the flavor inhalation article is formed into the hollow rod 16. Particles are jetted with high-pressure air from the This makes it possible to add particles of various sizes to the filter material 4, and to control the particle distribution in the hollow rod 16 formed from the filter material 4, and thus in the hollow filter 1 constituting the flavor inhaling article. can be done.
  • the addition unit 24 forcibly injects and adds additive particles such as granules and powders with a wide range of particle sizes from about 1 ⁇ m to 2000 ⁇ m to the filter material 4 with high-pressure air. This makes it possible to increase the degree of freedom in the particle size of the particles that can be added while avoiding clogging, adhesion, or deposition of the particles that accompany the addition. Therefore, hollow filters 1 loaded with various particles, and thus flavor inhalation articles, can be produced.
  • additive particles such as granules and powders with a wide range of particle sizes from about 1 ⁇ m to 2000 ⁇ m to the filter material 4 with high-pressure air.
  • shaping section 8 comprises transport jet 18 , trumpet guide 20 , shaping guide 22 and mandrel 23 .
  • the injection nozzles 30 are arranged in at least one of the transport jet 18, the trumpet guide 20, and the forming guide 22.
  • the injection nozzle 30 When the injection nozzle 30 is positioned at the air inlet 40 of the transport jet 18 , it ejects particles from the injection outlet 38 towards the air inlet 40 . Also, when the injection nozzle 30 is positioned inside the tube of the trumpet guide 20 , particles are injected into the tube of the trumpet guide 20 from the injection port 38 . These make it possible to achieve a global particle distribution in the hollow rod 16 and the hollow filter 1 .
  • the injection nozzle 30 when the injection nozzle 30 is positioned inside the cylinder of the trumpet guide 20 , the injection nozzle 30 is positioned downstream of the air discharge port 44 of the trumpet guide 20 in the transport direction of the filter 4 . Thereby, the overall distribution of particles can be achieved more reliably.
  • the injection nozzle 30 When the injection nozzle 30 is positioned within the barrel of the shaping guide 22 , it injects particles from the injection port 38 into the barrel of the shaping guide 22 . This makes it possible to achieve an inner circumferential distribution of particles in the hollow rod 16 .
  • the mandrel 23 has a hollow shape and forms part of the high-pressure air supply pipe 28, and the injection nozzle 30 is provided on the mandrel 23, the structures of the molding guide 22 and the manufacturing apparatus 2 can be simplified.
  • the injection nozzle 30 is positioned within the cylinder of the trumpet guide 20 or the shaping guide 22 , the injection nozzle 30 is positioned substantially radially in the middle of the cylinder of the trumpet guide 20 or the shaping guide 22 , and the injection port 38 The particles are radially ejected from the trumpet guide 20 or the forming guide 22 in the direction in which the filter 4 is conveyed.
  • the overall distribution or inner circumference distribution of the particles is made more uniform in the circumferential direction of the hollow rod 16 and hollow filter 1 .
  • the shaping guide 22 has a heater 50 for thermoforming the filter material 4, it is possible to manufacture a non-wrapped hollow rod 58 that realizes the overall distribution or the inner circumferential distribution of the particles, and thus the non-wrapped hollow filter 1.
  • a plurality of addition units 24 are installed, and particles of different additives are applied from the injection port 38 of each injection nozzle 30 to the filter materials of a plurality of processes of the convergence process P1, the diameter reduction process P2, and the molding process P3.
  • one filter material 4 can be loaded with particles having different particle sizes and different effects.
  • different additives can be added at different addition ratios and with different distributions, so that a greater variety of hollow filters 1 and thus flavor inhalation articles can be manufactured.
  • the supply section 6 may supply a filter material other than acetate tow to the conveying path 14, such as a non-woven fabric sheet or paper web.
  • a filter material other than acetate tow such as a non-woven fabric sheet or paper web.
  • one or a plurality of nonwoven fabric sheets or paper webs, which are crimped or otherwise processed as necessary, are gathered in the forming section 8 to form the hollow rod 16 .
  • the gathering step particles are added in at least one of the sheet convergence process P1, the diameter reduction process P2, and the forming process P3.

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Abstract

香味吸引物品の中空フィルタ(１)であって、中空フィルタ(１)は、フィルタ材料(４)を充填した充填部(１７)と、充填部(１７)の軸線方向に沿って貫通し、中空フィルタ(１)に内周面(１６ａ)を形成する貫通孔(１９)と、内周面(１６ａ)及びその近傍に内周分布された粒子とを含む。

Description

香味吸引物品の中空フィルタ及びその製造装置
　本発明は、香味吸引物品の中空フィルタ及びその製造装置に関する。
　特許文献１には、アセテート・トウなどのフィルタ材料から中空フィルタを製造するフィルタ製造機が開示されている。フィルタ製造機は、フィルタ材料を含むシート材を中空ロッド形状のフィルタ連続体に成形するための管状成形路を有する成形装置を備える。成形装置は、成形管と、成形管内において成形管と協働して管状成形路を形成するマンドレルと、シート材に管状形成路の軸線から放射状に第２の可塑剤を添加する第２の可塑剤添加ユニットとを有する。
　第２の可塑剤添加ユニットは、マンドレルの一端部に取り付けられたスプレーノズルを有し、スプレーノズルから第２の可塑剤を噴射する。これにより、第２の可塑剤は、成形管内に流入するシート材の内側部分にのみ局所的に噴射される。すなわち、シート材がフィルタ連続体になったときに、マンドレルに沿って形成される貫通孔の表面となるべき部分にのみ第２の可塑剤が添加される。
特許第５３８８２４９号公報
　特許文献１において中空フィルタに添加する可塑剤は液体であり、固体である粒子の添加は想定されておらず、添加可能な添加剤の選択肢の自由度が低い。また、中空フィルタの内周面のみに局所的に可塑剤を添加されるが、中空フィルタの外周面側における添加剤の分布については格別な配慮がなされていない。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、多様な粒子が種々の分布で添加された、香味吸引物品の中空フィルタ及びその製造装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するべく、一態様に係る香味吸引物品の中空フィルタは、フィルタ材料を充填した充填部と、充填部の軸線方向に沿って貫通し、中空フィルタに内周面を形成する貫通孔と、内周面及びその近傍に内周分布された粒子とを含む。
　一態様に係る中空フィルタの製造装置は、フィルタ材料を搬送経路に供給する供給セクションと、搬送経路におけるフィルタ材料の搬送過程にて、フィルタ材料を収束プロセス、縮径プロセス、及び成形プロセスを経て、中空フィルタの連続体である中空ロッドに成形する成形セクションと、成形セクションに配置され、フィルタ材料に粒子を添加する添加ユニットとを備え、添加ユニットは、粒子を貯留するタンクと、タンクから粒子が導入されるとともに、高圧エアが流れる高圧エア供給管と、高圧エア供給管に接続され、高圧エアとともに粒子を噴射口から噴射する噴射ノズルとを有し、噴射ノズルは、成形セクションの収束プロセス、縮径プロセス、及び成形プロセスの少なくとも何れかのプロセスのフィルタ材料に、噴射口から高圧エアとともに粒子を噴射する。
　多様な粒子を種々の分布で添加された中空フィルタを提供することができる。
中空フィルタの製造装置の概略図である。 中空フィルタの製造方法を説明するフローチャートである。 成形ガイドの断面図である。 添加ユニットの概略図である。 噴射ノズルを設置したトランスポートジェットの断面図である。 図５及び図７の場合の中空ロッドの端面である。 噴射ノズルを設置したトランペットガイドの断面図である。 トランスポートジェット、トランペットガイド、及び噴射ノズルを設置した成形ガイドの断面図である。 図８の場合の中空ロッドの端面である。 添加ユニットに設置する切換装置の概略図である。 別形態に係る成形ガイドの断面図である。
　図１は、中空フィルタ１の製造装置２の概略図を示す。図２は、中空フィルタ１の製造方法を説明するフローチャートを示す。中空フィルタ１は、燃焼型、或いは非燃焼型の香味吸引物品の一要素として用いられる。中空フィルタ１は、フィルタ材料４を充填することにより形成され、種々の固体の添加剤である粒子を添加した濾過体としての機能を有する。フィルタ材料４は、例えば、酢酸セルロールからなるアセテート・トウの繊維束である。
　製造装置２は、フィルタ材料４の供給セクション６、成形セクション８、ラッピングセクション１０、及び切断セクション１２などを備えている。供給セクション６は、フィルタ材料４を繰り出し、必要に応じて処理を施したうえで、搬送経路１４に供給する（Ｓ１：供給ステップ）。成形セクション８は、搬送経路１４におけるフィルタ材料４の搬送過程にて、フィルタ材料４を収束、縮径、及び成形した中空ロッド１６を形成する（Ｓ２：成形ステップ）。
　具体的には、成形セクション８は、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、成形ガイド２２、及びマンドレル２３を備えている。トランスポートジェット１８は、筒状をなし、フィルタ材料４を風圧を伴う引込エアにより引き込みつつ収束させる（Ｐ１：収束プロセス）。トランペットガイド２０は、筒状をなし、トランスポートジェット１８を通過したフィルタ材料４を風圧を伴う引込エアとともに放出して縮径させる（Ｐ２：縮径プロセス）。
　図３は、成形ガイド２２の断面図を示す。成形ガイド２２は、筒状をなし、トランペットガイド２０を通過したフィルタ材料４を成形してフィルタ材料４が充填された充填部１７を形成する（Ｐ３：成形プロセス）。また、成形ガイド２２の筒内の実質的に径方向中央には棒状のマンドレル２３が挿入されている。マンドレル２３は、成形プロセスＰ３において成形ガイド２２と協働し、充填部１７に貫通孔１９を形成して中空ロッド１６に成形する。貫通孔１９は、充填部１７の軸線方向に沿って貫通し、中空ロッド１６、換言すると中空フィルタ１の内周面１６ａを形成する。さらに、成形セクション８には、フィルタ材料４に添加剤としての粒子を添加する添加ユニット２４が配置されている。
　図４は、添加ユニット２４の概略図を示す。添加ユニット２４は、タンク２６、高圧エア供給管２８、及び噴射ノズル３０を有する。タンク２６には粒子が貯留され、加圧弁３２を介してホッパ３４が接続されている。加圧弁３２を開弁することによりホッパ３４からタンク２６に粒子が供給され、加圧弁３２を閉弁することによりタンク２６内が加圧されて高圧に保持される。高圧エア供給管２８は、高圧エアが流れ、タンク２６の下部においてタンク２６内を貫通して延設される。
　高圧エア供給管２８には、タンク２６内において添加剤導入孔３６が開口されている。高圧エアの流れに伴う引き込みにより、高圧エア供給管２８には添加剤導入孔３６を介してタンク２６から粒子が導入される。噴射ノズル３０は、高圧エア供給管２８に接続され、高圧エアとともに、固体の添加剤である粒子を先端の噴射口３８から噴射する。添加ユニット２４は、噴射口３８から噴射可能な粒子の粒径が１μｍから２０００μｍ程度まで許容され、例えば活性炭の顆粒や、さらに粒径が小さい粉体の噴射が可能である。
　噴射ノズル３０は、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、及び成形ガイド２２の少なくとも何れかに配置される。すなわち、噴射ノズル３０は、成形セクション８においてフィルタ材料４を中空ロッド１６に成形する際、トランスポートジェット１８における収束プロセスＰ１、トランペットガイド２０における縮径プロセスＰ２、及び成形ガイド２２における成形プロセスＰ３の少なくとも何れかのプロセスのフィルタ材料４に、噴射口３８から高圧エアとともに粒子を噴射する。
　図５は、噴射ノズル３０を設置したトランスポートジェット１８の断面図を示す。図６は、図５及び後述する図７の場合の中空ロッド１６の端面を示す。トランスポートジェット１８は、その外周部に引込エアを導入するエア導入口４０を有する。エア導入口４０はエア通路４２を介してトランスポートジェット１８の筒内に連通している。図５に示す場合、噴射ノズル３０はエア導入口４０に位置付けられ、噴射口３８からエア導入口４０に向けて粒子を噴射する（Ｐ４：添加プロセス）。
　噴射された粒子は、高圧エアとともにエア通路４２を図５に示す矢印方向に流れ、トランスポートジェット１８の筒内で収束開始直後のフィルタ材料４に向けて供給され、フィルタ材料４の束内で引込エアの乱流及び渦流に乗じて拡散する。すなわち、図５の場合の添加プロセスＰ４では、収束プロセスＰ１におけるフィルタ材料４に、粒子を高圧エアとともに吹き付けて、且つ引込エアによるフィルタ材料４の引き込みに乗じて添加する。この結果、図６に示すように、粒子（ドット形状で示す）は、中空ロッド１６、換言すると中空フィルタ１の充填部１７において、その内周面１６ａから外周面１６ｂに亘って満遍なく分布（以下、全体分布という）する。
　図７は、噴射ノズル３０を設置したトランペットガイド２０の断面図を示す。トランペットガイド２０は、その外周部に引込エアを放出するエア放出口４４を有する。図７に示す場合、高圧エア供給管２８は、トランスポートジェット１８からトランペットガイド２０の途中に至るまで挿通される。噴射ノズル３０は、噴射口３８がトランペットガイド２０の筒内に位置付けられ、噴射口３８からトランペットガイド２０の筒内に粒子を噴射する（Ｐ４：添加プロセス）。
　噴射された粒子は、フィルタ材料４の束内で引込エアの乱流及び渦流の影響をさほど受けることはなく、主として、噴射口３８から粒子とともに噴射される高圧エアの流れに乗って移動しつつ、エア放出口４４に向かう引込エアの流れにも乗って移動する。すなわち、図７の場合の添加プロセスＰ４では、縮径プロセスＰ２におけるフィルタ材料４に、粒子を高圧エアとともに吹き付けて、且つ引込エアの放出に乗じて添加する。
　これにより、粒子は、中空ロッド１６の外周面１６ｂ及びその近傍に移動し、この結果、図６に示した場合と同様に、粒子は中空ロッド１６の充填部１７において全体分布する。好ましくは、噴射ノズル３０は、トランペットガイド２０の筒内の径方向中央に実質的に位置付けられ、噴射口３８からトランペットガイド２０の筒内におけるフィルタ材料４の搬送方向に向けて粒子を放射状に噴射する。これにより、中空ロッド１６の周方向において粒子の全体分布が好適に一様となる。
　また、好ましくは、噴射ノズル３０は、フィルタ材料４の搬送方向においてエア放出口４４よりも下流側に位置付けられる。これにより、粒子は、搬送中のフィルタ材料４とともに搬送方向に一旦誘導された後、搬送方向と逆方向に引き戻される形でエア放出口４４に向けて誘導される。従って、粒子の位置が固定されるまでの時間を長目に確保することができるため、粒子の全体分布をより一層確実に実現することができる。
　図８は、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、及び成形ガイド２２の断面図を示す。図９は、図８の場合の中空ロッド１６の端面を示す。図８に示す場合、高圧エア供給管２８は、トランスポートジェット１８からトランペットガイド２０を経て成形ガイド２２の途中に至るまで挿通される。噴射ノズル３０は、成形ガイド２２の筒内に位置付けられ、噴射口３８から成形ガイド２２の筒内に粒子を噴射する（Ｐ４：添加プロセス）。
　詳しくは、マンドレル２３は、中空形状をなして高圧エア供給管２８の一部を形成し、噴射ノズル３０はマンドレル２３に設けられる。このようにマンドレル２３を高圧エア供給管２８と兼用することにより、成形ガイド２２及び製造装置２の構造の簡素化を図ることができる。この場合、噴射ノズル３０は、例えば図８に示すように、マンドレル２３のフィルタ材料４の搬送方向に向かう一端部に設けられ、マンドレル２３の先端の噴射口３８から粒子を噴射する。なお、マンドレル２３の周壁に噴射口３８を形成しても良い。
　粒子は、マンドレル２３により形成された充填部１７の貫通孔１９において噴射される。すなわち、図８の場合の添加プロセスＰ４では、成形プロセスＰ３におけるフィルタ材料４に、粒子を高圧エアとともに中空ロッド１６の充填部１７の内周面１６ａに吹き付けて添加する。この結果、図９に示すように、粒子（ドット形状で示す）は、中空ロッド１６、換言すると中空フィルタ１の充填部１７において、その内周面１６ａ及びその近傍に分布（以下、内周分布という）する。
　詳しくは、粒子は、貫通孔１９に噴射されることにより、内周面１６ａに特に高密度に添加され、充填部１７における内周面１６ａの近傍にも入り込んで添加される。好ましくは、噴射ノズル３０は、成形ガイド２２の筒内の径方向中央に実質的に位置付けられ、噴射口３８から成形ガイド２２の筒内におけるフィルタ材料４の搬送方向に向けて粒子を放射状に噴射する。これにより、中空ロッド１６の周方向において粒子の内周分布が好適に一様となる。
　成形ステップＳ２の添加プロセスＰ４は、成形ステップＳ２の収束プロセスＰ１、縮径プロセスＰ２、及び成形プロセスＰ３の少なくとも何れかのプロセスにおいて行われる。すなわち、噴射ノズル３０は、中空フィルタ１に要求される粒子の分布に応じて、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、及び成形ガイド２２のうちの１つに設置しても良いし、２つに設置しても良いし、すべてに設置しても良い。
　図１０は、添加ユニット２４に設置する切換装置４６の概略図を示す。切換装置４６は、高圧エア供給管２８に必要に応じて介装される。切換装置４６の下流には、３つに分岐した高圧エア供給管２８が延設され、各高圧エア供給管２８にはそれぞれ噴射ノズル３０が接続される。各噴射ノズル３０は、図５，７，８に示したように、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、及び成形ガイド２２にそれぞれ設置される。切換装置４６において粒子及び高圧エアの供給経路を切り換えることにより、中空ロッド１６にいおける粒子の添加分布を容易に制御することができる。
　このようにして形成された中空ロッド１６は、次に、図１及び図２に示すように、ラッピングセクション１０に搬送される。ラッピングセクション１０では、供給された巻紙で中空ロッド１６をラッピングして充填ロッド４８を形成する（Ｓ３：ラッピングステップ）。次に、切断セクション１２は、充填ロッド４８を所定長さに切断して中空フィルタ１を形成する（Ｓ４：切断ステップ）。なお、中空フィルタ１と他の要素とのアタッチメント処理やコンバイン処理を経た後に切断ステップＳ４を行っても良い。
　図１１は、別形態に係る成形ガイド２２の断面図を示す。この場合の成形ガイド２２には、フィルタ材料４を熱成形するためのヒータ５０が設けられている。ヒータ５０は、成形ガイド２２に内蔵された熱成形管５２からスチーム（実線で示す）を吹き付けてフィルタ材料４を熱成形する。また、成形ガイド２２には、ヒータ５０で熱成形された後のフィルタ材料４を冷却するクーラ５４が設けられる。
　クーラ５４は、成形ガイド２２に内蔵された冷却管５６から圧縮エア（破線で示す）を吹き付け、熱成形されたフィルタ材料４を冷却する。これにより、成形プロセスＰ３においては、巻紙でラッピングしないノンラップ中空ロッド５８が形成される。ノンラップ中空ロッド５８は、ラッピングステップＳ３を行うことなく切断ステップＳ４を経て、巻紙でラッピングしないノンラップの中空フィルタ１となる。
　図１１に示す成形ガイド２２は、噴射ノズル３０をトランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、及び成形ガイド２２の何れに設置する場合においても適用可能である。噴射ノズル３０を成形ガイド２２に設置する場合、マンドレル２３に設けられた噴射ノズル３０の噴射口３８は、フィルタ材料４の搬送方向において熱成形管５２よりも下流側に位置付けるのが好ましい。これにより、フィルタ材料４が熱成形されて貫通孔１９が形成された後の中空ロッド１６に、粒子の内周分布を確実に行うことができる。なお、中空ロッド１６をラッピングして充填ロッド４８を形成する場合にヒータ５０及びクーラ５４を設けても良い。
　以上のように、実施形態に係る香味吸引物品の中空フィルタ１は、フィルタ材料４を充填した充填部１７と、充填部１７の軸線方向に沿って貫通し、中空フィルタ１に内周面１６ａを形成する貫通孔１９と、内周面１６ａ及びその近傍に内周分布された固体の添加剤である粒子とを含む。これにより、固体である粒子を中空フィルタ１の内周面１６ａのみならず、内周面１６ａの近傍にも入り込ませて添加した中空フィルタ１が提供される。
　また、中空フィルタ１は、前述した内周分布に加え、さらに内周面１６ａから外周面１６ｂに亘って全体分布された粒子を含み得る。これにより、固体である粒子を中空フィルタ１に内周分布させるのみならず、外周面１６ｂに亘って全体的に添加した中空フィルタ１が提供される。従って、多様な粒子が種々の分布で添加された香味吸引物品の中空フィルタを提供することができる。
　より具体的には、実施形態に係る中空フィルタ１の製造装置２は、成形セクション８に添加ユニット２４が配置され、添加ユニット２４は、タンク２６、高圧エア供給管２８、及び噴射ノズル３０を備える。噴射ノズル３０は、香味吸引物品に用いるフィルタ材料４を中空ロッド１６に成形する際の収束プロセスＰ１、縮径プロセスＰ２、及び成形プロセスＰ３の少なくとも何れかのプロセスのフィルタ材料４に、噴射口３８から高圧エアとともに粒子を噴射する。これにより、フィルタ材料４に多様な粒径の粒子を添加することができ、フィルタ材料４から成形される中空ロッド１６、ひいては香味吸引物品を構成する中空フィルタ１において、粒子の分布を制御することができる。
　より詳しくは、添加ユニット２４は、１μｍから２０００μｍ程度の幅広い粒径の顆粒や粉体などの添加剤の粒子を高圧エアによって強制的にフィルタ材料４に噴射して添加する。これにより、添加に伴う粒子の目詰まり、付着、或いは堆積を回避しつつ、添加可能な粒子の粒径の自由度を高めることができる。従って、多様な粒子を添加した中空フィルタ１、ひいては香味吸引物品を製造することができる。
　しかも、収束プロセスＰ１、縮径プロセスＰ２、及び成形プロセスＰ３の少なくとも何れかにおいて高圧エアを伴う添加を行うことで、中空ロッド１６における粒子の分布を制御することができる。より具体的には、成形セクション８は、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、成形ガイド２２、及びマンドレル２３を備える。
　噴射ノズル３０は、トランスポートジェット１８、トランペットガイド２０、及び成形ガイド２２の少なくとも何れかに配置される。噴射ノズル３０がトランスポートジェット１８のエア導入口４０に位置付けられる場合、噴射口３８からエア導入口４０に向けて粒子を噴射する。また、噴射ノズル３０がトランペットガイド２０の筒内に位置付けられる場合、噴射口３８からトランペットガイド２０の筒内に粒子を噴射する。これらにより、中空ロッド１６及び中空フィルタ１において粒子の全体分布を実現することができる。
　特に、噴射ノズル３０がトランペットガイド２０の筒内に位置付けられる場合、噴射ノズル３０をフィルタ４の搬送方向においてトランペットガイド２０のエア放出口４４の下流側に位置付ける。これにより、粒子の全体分布をより一層確実に実現することができる。噴射ノズル３０が成形ガイド２２の筒内に位置付けられる場合、噴射口３８から成形ガイド２２の筒内に粒子を噴射する。これにより、中空ロッド１６において粒子の内周分布を実現することができる。
　特に、マンドレル２３が中空形状をなして高圧エア供給管２８の一部を形成し、噴射ノズル３０がマンドレル２３に設けられる場合、成形ガイド２２及び製造装置２の構造の簡素化を図ることができる。また、噴射ノズル３０がトランペットガイド２０又は成形ガイド２２の筒内に位置付けられる場合、噴射ノズル３０は、トランペットガイド２０又は成形ガイド２２の筒内の径方向中央に実質的に位置付けられ、噴射口３８からトランペットガイド２０又は成形ガイド２２の筒内におけるフィルタ４の搬送方向に向けて粒子を放射状に噴射する。
　これにより、粒子の全体分布又は内周分布が中空ロッド１６及び中空フィルタ１の周方向においてより一層一様に行われる。成形ガイド２２がフィルタ材料４を熱成形するヒータ５０を有する場合、粒子の全体分布又は内周分布を実現したノンラップ中空ロッド５８、ひいてはノンラップの中空フィルタ１を製造することができる。
　以上で実施形態についての説明を終えるが、上記実施形態は、限定的ではなく、趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。例えば、添加ユニット２４を複数設置し、各噴射ノズル３０の噴射口３８から、収束プロセスＰ１、縮径プロセスＰ２、及び成形プロセスＰ３のうちの複数のプロセスのフィルタ材料に、異なる添加剤の粒子を添加しても良い。例えば、１つのフィルタ材料４に、異なる粒径や異なる作用を有する粒子を添加可能である。この場合には、異なる添加剤を異なる添加比率、及び異なる分布で添加することができるため、より一層多様な中空フィルタ１、ひいては香味吸引物品を製造することができる。
　また、供給セクション６は、搬送経路１４にフィルタ材料としてアセテート・トウ以外のフィルタ材料、例えば、不織布シートやペーパウエブを供給しても良い。具体的には、必要に応じて捲縮などの処理を施した１枚又は複数枚の不織布シートやペーパウエブを成形セクション８でギャザリングして中空ロッド１６を形成する。この成形ステップＳ２、換言するとギャザリングステップにおいて、シートの収束プロセスＰ１、縮径プロセスＰ２、及び成形プロセスＰ３の少なくとも何れかのプロセスで粒子を添加する。
　これにより、多様なフィルタ材料４に、異なる添加剤を異なる添加比率、及び異なる分布で添加剤を添加することができる。従って、より一層多様な中空フィルタ１、ひいては香味吸引物品を製造することができる。
　　１　　中空フィルタ
　　２　　製造装置
　　４　　フィルタ材料
　　６　　供給セクション
　　８　　成形セクション
　１４　　搬送経路
　１６　　中空ロッド
１６ａ　　内周面
１６ｂ　　外周面
　１７　　充填部
　１８　　トランスポートジェット
　１９　　貫通孔
　２０　　トランペットガイド
　２２　　成形ガイド
　２３　　マンドレル
　２４　　添加ユニット
　２６　　タンク
　２８　　高圧エア供給管
　３０　　噴射ノズル
　３８　　噴射口
　４０　　エア導入口
　４４　　エア放出口
　５０　　ヒータ
　５８　　ノンラップ中空ロッド（中空ロッド）
　Ｐ１　　収束プロセス
　Ｐ２　　縮径プロセス
　Ｐ３　　成形プロセス

 

Claims (11)

  1. 　香味吸引物品の中空フィルタであって、
    　フィルタ材料を充填した充填部と、
    　前記充填部の軸線方向に沿って貫通し、前記中空フィルタに内周面を形成する貫通孔と、
    　前記内周面及びその近傍に内周分布された粒子と
    を含む、香味吸引物品の中空フィルタ。
  2. 　前記内周面から前記中空フィルタの外周面に亘って全体分布された前記粒子を含む、請求項１に記載の香味吸引物品の中空フィルタ。
  3. 　請求項１又は２に記載の中空フィルタの製造装置であって、
    　前記フィルタ材料を搬送経路に供給する供給セクションと、
    　前記搬送経路における前記フィルタ材料の搬送過程にて、前記フィルタ材料を収束プロセス、縮径プロセス、及び成形プロセスを経て、前記中空フィルタの連続体である中空ロッドに成形する成形セクションと、
    　前記成形セクションに配置され、前記フィルタ材料に前記粒子を添加する添加ユニットと
    を備え、
    　前記添加ユニットは、
    　前記粒子を貯留するタンクと、
    　前記タンクから前記粒子が導入されるとともに、高圧エアが流れる高圧エア供給管と、
    　前記高圧エア供給管に接続され、前記高圧エアとともに前記粒子を噴射口から噴射する噴射ノズルと
    を有し、
    　前記噴射ノズルは、前記成形セクションの前記収束プロセス、前記縮径プロセス、及び前記成形プロセスの少なくとも何れかのプロセスの前記フィルタ材料に、前記噴射口から前記高圧エアとともに前記粒子を噴射する、中空フィルタの製造装置。
  4. 　前記成形セクションは、
    　前記フィルタ材料を風圧を伴う引込エアにより引き込みつつ収束させる筒状のトランスポートジェットと、
    　前記トランスポートジェットを通過した前記フィルタ材料を前記風圧を伴う前記引込エアとともに放出して縮径させる筒状のトランペットガイドと、
    　前記トランペットガイドを通過した前記フィルタ材料を成形して前記充填部を形成する筒状の成形ガイドと、
    　前記成形ガイドの筒内に挿入され、前記充填部に前記貫通孔を形成して前記中空ロッドに成形するマンドレルと
    を備え、
    　前記添加ユニットは、前記トランスポートジェット、前記トランペットガイド、及び前記成形ガイドの少なくとも何れかに配置される、請求項３に記載の中空フィルタの製造装置。
  5. 　前記トランスポートジェットは、その外周部に前記引込エアを導入するエア導入口を有し、
    　前記噴射ノズルは、前記エア導入口に位置付けられ、前記噴射口から前記エア導入口に向けて前記粒子を噴射する、請求項４に記載の中空フィルタの製造装置。
  6. 　前記噴射ノズルは、前記トランペットガイドの筒内に位置付けられ、前記噴射口から前記トランペットガイドの筒内に前記粒子を噴射する、請求項４又は５に記載の中空フィルタの製造装置。
  7. 　前記トランペットガイドは、その外周部に前記引込エアを放出するエア放出口を有し、
    　前記噴射ノズルは、前記フィルタ材料の搬送方向において前記エア放出口の下流側に位置付けられる、請求項６に記載の中空フィルタの製造装置。
  8. 　前記噴射ノズルは、前記成形ガイドの筒内に位置付けられ、前記噴射口から前記成形ガイドの筒内に前記粒子を噴射する、請求項４から７の何れか一項に記載の中空フィルタの製造装置。
  9. 　前記マンドレルは、中空形状をなして前記高圧エア供給管の一部を形成し、
    　前記噴射ノズルは、前記マンドレルに設けられる、請求項８に記載の中空フィルタの製造装置。
  10. 　前記噴射ノズルは、前記筒内の径方向中央に実質的に位置付けられ、前記噴射口から前記筒内における前記フィルタの搬送方向に向けて前記粒子を放射状に噴射する、請求項６から９の何れか一項に記載の中空フィルタの製造装置。
  11. 　前記成形ガイドは、前記フィルタ材料を熱成形するヒータを有する、請求項４から１０の何れか一項に記載の中空フィルタの製造装置。

     
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