JPH0214031B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維質材料への流体添加物の添加に関
し、特にタバコ産業でのフイルタ棒の製造に関す
る。

フイルタ付きタバコを作るため一定長のタバコ
に取付けるフイルタを作るためのフイルタ棒は、
例えば酢酸セルローズなどフイルタ材料のトウ
（tow）を、例えばモリンスPM5Nなどの棒形成
装置の棒の中に連続的に形成して作ることが出来
る。通常は、いゆる可塑材（普通はトリアセチ
ン）を、トウが棒形成装置内を通る前にトウに加
えられる。硬化する時、可塑剤は棒を硬化するこ
とにより完成した棒の特性を改善する。可塑剤は
又過特性を持つている。可塑剤を添加する装置
が可塑材をトウ全体に出来るだけ一様に分布すべ
きことが通常望ましい。

本発明によるタバコ産業における棒状物品を製
造する方法は、第１の通路に沿つて繊維質材料を
搬送し、第２の通路からこの繊維質材料に液体添
加剤を適用し、この液体添加剤を繊維質材料に適
用するときまたはその前にこの液体添加剤を液体
添加剤の泡にすることを特徴としている。このよ
うにして、液体添加剤を泡にすることによつて液
体添加剤を繊維質材料に均一に分布して製品の品
質を向上するとともに材料の無駄を省くことがで
きる。

好適には、繊維質材料はフイルタ材料のトウで
あり、液体添加剤は可塑剤であり、以下、フイル
タ材料のトウと可塑剤とに関して説明する。

可塑剤はトウに、空気と共に、又は空気によ
り、又は別個の供給源から加えられる。一装置で
は、フイルタトウはトウの一側に可塑剤を噴射す
るため噴射装置を経て動き、空気はトウの他側か
らトウ内に向けられる。空気導入装置は噴射装置
と対向し、トウ内での可塑剤の分布を改善するだ
けでなく、トウを越えて噴射された可塑剤が進む
のを防ぎ、それにより供給された可塑剤の捕捉効
率を改善するのが好ましい。空気導入装置はトウ
と極めて接近し又はこれと摺動接触する多孔板を
有するのがよく、この板を通して空気がトウ内に
吹き込まれる。

可塑剤は、可塑剤を捕捉する空気流を使つて空
気と共に供給されるのがよい。それゆえトウは環
状オリフイスを経て動き、このオリフイスから空
気流によつて運ばれる可塑剤はトウに到達するま
では小さな水滴状即ち小滴をなしており、これが
トウに到達するとトウの繊維によつてその通路が
妨害されてトウの中で可塑剤の泡が発生する。

トウはその製造工程中においては常に動かされ
ているのでトウの中の可塑剤はトウの繊維に対し
て相対的に動かされることになるので、これがト
ウの中における泡の発生を助長することになる。。
可塑剤の泡の膜がトウを流れる空気によつてトウ
全体にわたつて分布される。可塑剤はトウの外側
で発泡させてからトウに加えることもできる。可
塑剤は前のようにこれに空気を通して発泡させて
もよく、好適装置のように、空気が吹出す多孔板
に液体可塑剤を供給してもよい。泡がトウの通路
から遠くで作られる場合は、泡はトウに運ばれて
もよい。泡をトウの通路近くで形成して単にトウ
の表面に流すようにしてもよい。また、発泡した
可塑剤を、トウの通路に収斂した通路に沿つて運
ぶことも出来る（例えば、回転ローラなどで）。
トウの中における可塑剤の分布の程度や、運ばれ
る泡の流量は運搬速度と空気流量とによつて制御
することが出来る。

可塑剤はトウに適用するために必要なその全量
をトウに又は発泡装置に供給することが出来る。
別法として可塑剤の一部分だけをトウへの適用の
ために発泡することも出来る。特に、トウ内又は
その一面上での可塑剤の発泡層は隔壁を作ると信
ぜられ、これがトウの他側から噴射される可塑剤
がトウを全部通るのを防ぎ又は防ぐ傾向を持つて
いる。それで比較的少量の可塑剤がこの隔壁を作
るため発泡装置に供給され、一方可塑剤の大部分
は普通の噴射装置に供給される。

必要なら、可塑剤のその発泡特性を増大又は修
正するため可塑剤に発泡薬品を加えることが出来
る。

本発明は添付図面を参照して、例として次に述
べられる。

第１図は添加室２を示し、これを通して、フイ
ルタ材料のトウ４が一対のロール５により引入れ
られ、例えばモリンスPM5Nなどの装置内でフ
イルタ棒に形成される。トウ４は室２を、ほぼフ
イルタ棒製造装置の速度によつて決められる速度
で通る（しかし棒製造装置の上流側及びその中で
のトウの相対速度を変えれば、フイルタ棒内のト
ウの量即ち密度を変えるようにすることが出来
る）。トウ４は包装体（図示なし）から縮れた繊
維の連続ウエブとして供給され、トウ開繊装置を
通つて進み、この装置内でトウは室２に到達する
前に延伸され横に拡げられる。室２で代表的なト
ウは幅250mm、厚さ３−５mmであり、室は幅約300
mm、長さ約400mmがよい。

可塑剤は室２に、パイプ６を経て予め決められ
た割合で供給される。フイルタ棒製造装置の速度
による割合（及び又はフイルタ棒それ自身内又は
これに供給される材料の計測量による割合）で駆
動される定容積式ポンプを可塑剤を供給タンク
（図示なし）からパイプ６に供給するのに使うこ
とが出来る。パイプ６は可塑剤を中空の円筒形マ
ニホルド８内に送出し、このマニホルドはマニホ
ルド８の長手にその面内の溝１２を通して延びる
多孔材料の帯１０を担持している。可塑剤は多孔
帯１０によりマニホルド８の外面に運ばれ、これ
からブラシ１４の回転により連続的に取出され
る。ブラシ１４は比較的高速（例えば2000回／
分）で回り、その毛先は可塑剤をマニホルド８の
面〔及び帯１０〕からはぎ取り、これを細かい小
滴として、通過するトウ４に向けて投付ける。ト
ウは、空気がパイプ２４を経て供給される室２２
の下面に形成された多孔板に沿つて搬送される。
トウの多孔板とは反対の側にバツフル１６，１８
が可塑剤を横切るように設けられ、これによつて
小滴の飛散を抑制している。

使用時に、トウは板２０に極めて近く又はこれ
と摺動接触するのが好ましく、板を経て室からト
ウに排出される空気はトウ内の可塑剤をトウ内に
保持される泡に変換する。トウ４は繊維によつて
構成されており、しかも多孔板２０の横を通つて
運動するのでこれが泡を作る一助になつている。
一般に、ブラシ１４により上方に吹き付けられる
可塑剤の一部はトウの反対側（即ち上側）まで到
達するので、多孔板２０を通つて流れる空気によ
つて泡がトウ全体に分布される。室２２内の空気
の圧力を調節することによつて多孔板２０を通る
空気流を制御して泡がトウ内で一様に分布するよ
うにすることが出来る。

トウが多孔板２０に摺動接触しているときにト
ウの上側に出てしまつた可塑剤は、トウ４の通路
を潤滑する助けになる。また、多孔板２０からの
空気流は多孔板２０に沿つて搬送されるトウ４に
対する空気支持効果をも有する。それでも尚トウ
との間の抵抗が大きいときには、第１図において
多孔板２０の左側部分に断面で示すように、空気
が前向きの成分を持つように多孔板２０の孔をト
ウの進行方向に対して傾斜させることも出来る。
しかし通常の目的に対しては、板２０用の適当な
材料は、イギリス ノーフオーク キングリンの
ポーベアー社で商標名“ヴイオン”（VYON）と
して作られている各種の材料のような浸透性のあ
る高密度ポリエチレンである。例えば厚さ20mm、
平均孔寸法0.06mm、4000Pa（0.6ポンド／平方イン
チ）の圧力で約５m³／m²／分の空気を流すことの
出来る”ヴイオンDM”（VYON DM）を使うこ
とが出来る〔“ヴイオンDM”は又帯１０として
使うのに適している。

板２０を通して所望の空気流を得るために、室
２２内の圧力は室２内より上に維持される。代表
的な圧力差は2000−6000pa（0.3−１ポンド／平方
インチ）である。室２２内に圧力を維持するため
パイイプ２４を経て供給される空気は、室２内と
トウ４の上とにたまる静電気の中和を助けるため
イオン化されるのが好ましい。

室２内の圧力を大気圧又はそのすぐ下に維持し
て、室から洩れる空気内の可塑剤の損失を減らす
のが好ましい。それゆえ、室２からの空気の抽出
の制御はポンプ（図示なし）で行なわれ、このポ
ンプは、トウフライ（ウエブから分離されたトウ
の小さい繊維粒子）を捕える粗いスクリン２６を
経て空気を排出パイプ２８に引入れる。パイプ２
８を経ての空気の抽出は、室２内の圧力のセンサ
に応じて制御するのがよい。

ブラシにより上方に噴射され、但し例えばバツ
フル１６，１８により阻止されて、トウ４により
捕捉されずに残る可塑剤は、室２の底部に排出さ
れ、ここから排出パイプ３０を経て供給源に戻
る。供給源に戻る可塑剤からトウフライを取除く
ため粗いふるい３２が設けられる。

第２図は可塑剤をトウに供給する別の装置を示
している。トウ４は案内面３４の下を通り、この
面の一端で、発泡した可塑剤３６がトウの上面に
導かれる。発泡可塑剤３６はマニフオルド３８か
ら多孔板４０上に可塑剤を送出して形成され、多
孔板を通して空気は圧力室４２から送出される。
泡形成領域はマニホルド３８と、板４０の反対縁
上の障害物４４との間に形成される。発泡した可
塑剤３６は障害物４４に上、トウ４の上面上に散
落する。トウ４の速度に対する可塑剤の送出量は
発泡した可塑剤の薄い膜がトウ４の上側またはト
ウ４の中に形成される程度にすることが好まし
い。

第２図の装置は、トウ４の下面に可塑剤を噴射
するための装置を含む主供給装置の補助的な可塑
剤供給装置として使うことが出来る。可塑剤が主
供給装置で噴射される位置のすぐ上流側の位置で
トウの上側に発泡可塑剤の層を形成することによ
り、トウを通過してしまうかも知れない可塑剤の
小滴の大部分は、前述のトウの上側の層に捕捉さ
れてその通過が阻止される。従つて、上側の繊維
は、発泡工程で形成された可塑剤の多数の薄い膜
によつて効果的に結合される。そして、供給され
た可塑剤の捕捉効果とトウの中におけるその分布
とが改善される。

好適配置では第２図の装置は、可塑剤用の主送
出領域の上流側、且トウの室への入口又はその近
くの好都合の所で可塑剤添加装置の中に置かれ
る。第２図の装置はイギリス特許第2054342号の
装置の仕切室２の入口又はその近くに組入れるこ
とが出来る。代表的に予め決められた可塑剤供給
量の約10％がマニホルド３８から送出され、残り
90％は主噴射供給により送出される。第２図の装
置は又第１図の装置と組合わせて使うことが出
来、第１図の装置は板２０のすぐ上流側に置かれ
る。

代りの装置、即ち可塑剤供給の全部が発泡層に
転換されるものは第３図に示してある。発泡装置
は第２図のものと類似であり、可塑剤マニホルド
４６、圧力室４８、多孔板５０を有する。発泡可
塑剤はマニホルド４６と隔壁５２との間で形成さ
れ、隔壁の遠端は、比較的密なフエルトの薄い層
で被われた回転ローラ５４の近くに置かれる。

可塑剤はマニホルド４６に、トウ４に含浸する
のに必要な割合で供給される。空気は板５０を経
て供給され、ローラ５４は、トウ４を一様に含浸
するのに十分な発泡可塑剤の層をローラ上に維持
し、移動するように回転する。ローラ５４はトウ
の速度とほぼ等しい周辺速度で回転し、トウとほ
ぼ同じ厚さの発泡可塑剤の層がトウにローラ５４
の頂部で送出され、トウと泡とは図示のように合
体する。しかしローラ５４はむしろより厚い泡の
層を運び移すようよりおそく回すことが出来る。
一般に、トウ４を横切る可塑剤の分布は、板５０
を経て供給される空気量、ローラ５４の速度、そ
してあるいは可塑剤温度（これが粘度に、それゆ
えトウの“ぬれ易さ”に影響する）によつて制御
することが出来る。

第４図は可塑剤をトウに、棒製造装置の上流側
の部分、即ち可塑剤が通常添加されるトウ開繊装
置の下流側で導入される装置を示している。トウ
開繊装置からのトウは、トウ毛羽立て噴射装置
（tow fluffing and injecting unit）５６内に矢
印の方向に供給され、ダクト５８，６０を経て、
吸入輪６２と巻ウエブ６４との間に至る。

装置５６は円錐形内側部分７０とこれを取巻く
外側部分７２とを有し、外側部分は内側部分と一
緒に、環状出口７６を持つ環状空間７４を形成す
る。圧縮空気が入口７８を経て空間７４に供給さ
れると、例えば約0.2m³／minの流量の環状の空
気流が出口７６からトウに向かつて形成される。
トウはフイルタ棒製造装置に供給される前は所望
の程度に縮れているが、このトウがフイルタ棒製
造装置に供給されるときには引き伸ばされてこの
縮みがなくなる傾向がある。然しながら、この傾
向は前述の環状の空気流によつて阻止される。ト
ウの中に含まれた余分な空気は、吸入輪６２と、
ダクト５８，６０の間の空気出口８０，８２とに
より制御された態様で取除かれる。

第４図のものと同様な装置の構造、作動のさら
に詳細についてはイギリス特許第1588506号を参
照されたい。

装置５６の外側部分７２は、空気出口７６に通
じる環状通路又は通路群８６が設けられた環状可
塑剤マニホルド８４を有する。マニホルド８４に
供給された可塑剤は、出口７６を経て進む空気に
よりトウ内に放射される。通路８６を経て通る空
気流は、ベンチユリ効果のためマニホルド８４か
らの可塑剤の供給を助けるのに使うことが出来
る。何れの場合も、通路８６の端部を通る空気流
は、可塑剤の微粒化を確実にし、トウ内の可塑剤
の発泡は又、特に可塑剤捕捉空気とトウとの相対
運動のために生じる。可塑剤を捕捉する空気の流
れ割合が高いため、特にその運動量で、トウ全体
の可塑材の完全一様な分布を確実にする。

所望の可塑剤分布を維持するため、マニホルド
８４と出口８６との所での微粒化は制御されるべ
きである。特に微粒小適の寸法は重要である。こ
れに関し重要な一要因は可塑剤の粘度である。こ
れが温度により相当に変わるから、一定温度で可
塑剤をマニホルド８４に維持供給するための装置
が設けられる。

可塑剤供給装置８４，８６が設けられた装置５
６をトウ内に捕えられた空気を引出すのに吸入輪
６２無しで使うことが出来るが、この場合は、空
気の供給割合は多分減らすことが必要である。ト
ウ内に捕えられた空気を引出すことによつて、高
い空気供給割合が維持され、トウ内での可塑剤の
適切な分布を確実にする。装置５６の下流側に空
気引出装置が無い時、もし高い空気供給割合が使
われるならば、トウの運動方向に反抗する空気流
が生じ、これがトウの供給と分布とに逆に作用
し、可塑剤の損失を生じると言う危険がある。

トウ内に含浸するのに必要な可塑剤のいくらか
又は全部はトウ噴射装置５６で供給することが出
来る。もし全可塑剤供給のほんの一部が装置５６
で得られるならば、残りは第１図、第２図又は第
３図その他に示す装置で供給することが出来る。

図面を参照して述べた装置は、可塑剤をほぼ連
続した繊維質材料のトウに添加することに関して
いるけれども、繊維質材料内に（特に泡として）
可塑剤を供給して可塑剤を分布するのに空気を使
うことはこの型の繊維質材料に限らない。例えば
比較的短かい繊維を含む繊維質材料の流れに、こ
のように可塑剤（又はその他の液体添加剤）を供
給することが出来る。

以上の如く、本願発明では液体添加剤を泡にし
て繊維質材料に適用するので、この液体添加剤を
繊維質材料に均一に分布して製品の品質を向上す
るとともに材料の無駄を省くことができる効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図までフイルタ材料のトウに可
塑剤を適用するための色々の装置の断面図であ
る。 ２……室、４……トウ、５……ロール、６……
パイプ、８……マニホルド、１０……帯、１２…
…溝、１４……ブラシ、１６，１８……バツフ
ル、２０……多孔板、２２……室、２４……パイ
プ、２６……スクリン、２８，３０……パイプ、
３２……ふるい、３４……案内面、３６……可塑
剤、３８……マニホルド、４０……多孔板、４２
……圧力室、４４……障害物、４６……マニホル
ド、４８……圧力室、５０……多孔板、５２……
隔壁、５４……ローラ、５６……噴射装置、５
８，６０……ダクト、６２……吸入輪、６４……
巻ウエブ、６６……舌、６８……感圧装置、７０
……内側部分、７２……外側部分、７４……空
間、７６……出口、７８……入口、８０，８２…
…出口、８４……マニホルド、８６……通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の通路に沿つて繊維質材料を搬送し、第
   ２の通路から前記繊維質材料に液体添加剤を適用
   する、タバコ産業における繊維質材料を含んだ棒
   状物品を製造する方法において、前記液体添加剤
   を前記繊維質材料に適用するときまたはその前に
   該液体添加剤を液体添加剤の泡にすることを特徴
   とするタバコ産業における棒状物品を製造する方
   法。