JPS5913183B2 - 無外被繊維束ロツドの製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無外被繊維束ロッドの製造方法および装置に関
するものであり、更に詳しく述べるならば、紙巻繊維束
ロッドから巻包紙を除去して無外被繊維束ロッドを製造
する方法および装置に関するものである。

連続長繊維が長手方向に平行に配列されている繊維トウ
や、或は、短繊維が長手方向に配列されて形成されたス
ライバーを束状にして形成した繊維束ロッドは流体のｐ
過、吸収、又は含浸保持などの目的に使用され、特に煙
、例えば、たばこの焼用フィルターとして大きな用途を
有している。

このようなたばこ煙のフィルターとして、一般に広く用
いられているものは紙巻繊維束ロッドである。

紙巻繊維束ロッドは、捲縮された連続長繊維を平行に引
き揃えて繊維束とし、この束中の単繊維を可塑剤等で部
分的に接着し、この繊維束の外周を紙で巻いた紙巻繊維
束を所定の長さに切続して製造されるこのようなタイプ
の繊維束ロッドの沖過断面積は、すなわち、ロッドの断
面積に等しい。

このタイプの繊維束ロッドは、その中に充填される単繊
維の太さと、本数とを適宜選択することにより種々の濾
過率を有するフィルターとすることかできる。

一般に煙の粒子は、フィルター内の単繊維間に形成され
ている空間を移動しながら繊維に接触し、付着ないし収
着され固定されるのであるから、繊維間間隙を小さクシ
ナいと高沢過率は得られない。

しかし、繊維間間隙を小さくすると煙に対する透過抵抗
は大きくなる。

たばこの場合は、喫煙時の吸引抵抗が大きくなると、喫
煙者に吸引のための大きな労力を強いることになる。

従って、繊維束ロッドの沢過率を高めるには自ら限度が
存在する。

現在吾国を含め、世界的にたばこ用フィルターの吸引抵
抗を表示するのに、毎秒１７．５ｍ７の空気を吸引する
のに必要な負圧を水柱の高さく ｍｍ ）で表わしたも
のを用いている。

実用されているたばこフィルターは、これをとりつける
たばこの抵抗と合せて考慮しなければならないが、普通
のフィルタ一つきたばこでは、フィルターだけの抵抗と
して８０１ｎ１ｒｔＨ２０が限界と考えられている。

一方たばこ煙粒子の沢過率は、フィルターの吸引抵抗が
等しい時はフィルターを構成する繊維のデニールの小さ
いほど高くなっている。

たばこに対して健康問題から低タール、低ニコチンが要
望されるに従い、フィルターを構成する繊維も次第に低
デニールに移行しつつあり、当初１０デニール以上でス
タートしたたばこ用フィルター用繊維が、現在では３デ
ニール以下のものになったと云われている。

フィルターを構成する繊維の充填量は瀘過効率、吸引抵
抗と云った本来の性能を満足させる以外にフィルターと
しての形体即ち硬さ、弾性等の物理的形体をも満足させ
る必要がある。

即ちフィルターを作り、たばこにとりつげる一連の製造
工程で自動的にこれらの作業が高速に行なわれるために
は一定の形状と硬さ、弾性が必要なのである。

単繊維のデニールが小さくなると、同じ充填量でもロッ
ドの剛性は著しく減少する。

この剛性の減少は、繊維間接着を強什することによりあ
る程度は防げるが、繊維間接着に使用できる接着剤の量
にも自ら限界がある。

以上のジレンマを解決する方法として登場したものの−
が成型フィルターである。

成型フィルターとは、ロッド状のフィルターを成型し、
瀘過面積を拡大させるか、又は、煙の流れを繊維の長手
方向のみならず、横手方向にもできるようにしたものな
どである。

このような成型フィルターにより吸引抵抗を増大させる
ことなく沢過効率を犬にすることができる。

成型フィルターの一例としては、特開昭４７−７７９９
および特開昭４７−１１９９８公報等に開示されたもの
がある。

このような成型フィルターをつくる際、普通フィルター
に使用されている紙まき繊維束ロッドをそのまま使用す
ることができない。

すなわち、巻包紙を除き繊維束だけのロッドとし、これ
に成型力ロエを施して、その後、外周に紙をまくのが普
通である。

この為には普通の繊維束ロッドの製造工程において、捲
縮長繊維束を開繊し可塑剤を添力口し、繊維束を形成し
、その外周をまき紙で捷く直＠に、力ロ熱流体により金
型内で繊維束を所望の形状に成型する方法が公知である
。

しかし、この方法は加熱流体の通し方や繊維の熱挙動な
どに問題があり、高速度で成形ロッドを製造することが
困難である。

普通の紙まき繊維束ロッドの商業的生産速度は、１０２
ｍｍの長さのロッドで２０００〜４０００木／分である
。

このような高速度で一定品質の繊維束ロッドを生産でき
るので、外被のない成形繊維束ロッドに対しても、同様
の高速加工が要求されているのである。

巻包紙を使わないで直接成形ロッドを形成する速度は、
紙まきロッドの製造速度の１／１０位と推定される。

従って成品ロッドの加工費用はかなり高価なものとなり
、従って実用化が困難とされている。

本発明者らは、紙まきロッドの生産原価に占めるまき紙
及び接着剤の価格が、極めて僅少なことに着目し、紙１
きロッドを形成し、繊維間の接着が完了した後に、巻包
紙を連続的かつ自動的に除去し、無外被繊維束ロッドを
得る方法を開発し、不発明方法が従来方法より経済的で
あることを立証したのである。

本発明に使用する紙まき繊維束ロッドとしては、充填さ
れている繊維質部分がフィルター性能の要求を満足する
ものであり、繊維相互は部分的に相互接着しているもの
であることが必要である。

一般に使用されている繊維束ロッドを製造するには、セ
ルローズアセテートの捲縮長繊維を充分よく開繊し、均
一に可塑剤を付着したものを、一定巾の巻包紙で円筒状
にまいた後巻包紙の一端につけた接着剤でその重複部を
接着し、これを一定長に切断する。

このとき、巻包紙と、充填繊維束とがズレをおこさない
ように、巻包紙の中央部にも、２〜５１ｎ７ｒＬ巾のの
りを長手方向につけ紙と繊維とを接着させている。

この中央部ののりをレールのりと称し、巻包紙の一端に
つけるのりを、ラップのりと称している。

本発明に使用される紙巻繊維束ロッドではレールのりを
使用せず、ラップのりに、熱溶融性のホットメルト接着
剤を使用することが必要である。

このようにして作られた紙まきロッドを、繊維間の接着
が完了した後に本発明の方法に供することができる。

一般に繊維間一部接着に可塑剤が使用されており、トリ
アセチンが最も多いが、これ以外にもポリエチレングリ
コールダイアセテート、■−３ブタンヂオールダイアセ
テート等も使用されている。

トリアセチンを用いた場合は、ロッド巻上後３時間、望
ましくは、１日経過後に、本発明方法に使用できる。

又接着剤使用の量も、繊維の量により異なるが、繊維重
量に対し５〜２０％であることが望ましい。

本発明方法は、互に平行に配列されている多数の繊維か
らなる繊維束と、この繊維束の外周に巻きつけられてい
る巻包紙とからなり、前記巻包紙の重複部が熱溶融性接
着剤により接着されており、かつ、前記繊維束中の繊維
が、部分的に相互に接着されている紙巻繊維束ロッドに
対し、前記巻包紙の重複部を、前記接着剤の溶融点以上
の温度に力口熱して前記重複部の接着を解除し、かつ、
前記紙巻繊維束ロッドに真空吸引を施して前記巻包紙を
前記繊維質ロッドから分離することを特徴とするもので
ある。

紙巻繊維束ロッドの力口熱は、使用されている接着剤の
溶融点以上の温度で行われ、好ましくは、１００〜２０
０℃、より好ましくは、１３０〜１８０℃で行われる。

いづれにせより１熱温度は、繊維束の品質を低下せしめ
るものであってはならない。

本発明方法は本発明装置を用いて実施することができる
。

本発明の無外被繊維束ロッドの製造装置は、１対の回転
ローラーのまわシに往路と復路を形成しながら回転する
主エンドレスベルトと、前記主コンベアの往路入口部に
、多数の繊維束ロンド秋物品を、前記コンベアーの進行
方向に直角に、間隔をおいて、前記主コンベアベルト上
に次次に供給する供給装置と、前記主コンベアの往路出
口部から、前記ロンド秋物品を受は取る装置と、前記主
コンベアベルトの往路の上方に配置された、ロッド状物
品加熱装置とを有し、 前記主コンベアベルトには多数の透孔が形成されており
、前記主コンベアの往路出口部の回転ローラーが、その
周面に設けられた多数の透孔を有する空気吸引ローラー
であり、前主コンベアでかこまれた内側空間には、この
主コンベアベルトの往路出口部の下面に対向して開口し
ている空気吸引装置と、前記主コンベアベルトの復路入
口部の上面に対向して開口している空気噴出装置とが設
けられていることを特徴とするものである。

上記製造装置において、力口熱装置は、１対の回転ロー
ルのまわりに往路と復路とを形成しながら、前記主ベル
トコンベアーと反対方向に、その速度と僅かに異る速度
で回転する金属製のエンドレスベルト加熱コンベアと、
その金属製ベルトを加熱・ する熱源装置とを有してい
るものであってもよい。

本発明方法および装置を添付図面を参照しながら詳しく
説明する。

添付図面において、主ベルトコンベア１は１対の回転ロ
ーラー２および３のまわりに往路４および復路５を形成
するように矢印Ａの方向に回転する。

この主ベルトコンベア１のベルトには、多数の透孔６が
形成されていて、との透孔６を通して空気を吸引できる
ようになっている。

上記往路４の出口部にある回転ローラー２０周面にも多
数の透孔７が形成されていて、との透孔７を通して、空
気をローラー２内に吸引できるようになっている。

主ベルトコンベア１の往路４０入口部に紙巻繊維束ロッ
ド８を供給するための供給装置９が設けられている。

供給装置９は、ホッパー１０と、ホッパー１０の底の開
口部に連結された溝付回転ドラム１１とから構成されて
いる。

回転ドラム１１は矢印Ｂの方向に回転しその周面には多
数の溝１１ａが所定の間隔をおいて形成されている。

ホッパー１０内のロッド８は、ホッパー１０の底の開口
部を経て溝１１ａ内に収容されて主ベルトコンヘア１の
往路４上に運ばれ、主ベルトコンベア１の往路４の進行
方向に対し直角に供給される。

主ベルトコンベア１の往路４の出口部に近接シて、無外
被となったロッド８ａを受は取る装置が設ケられる。

このロッド８ａは、無外被にされたものである。

この受は取り装置の形式に特別の限定はナク、目的に応
じて適当なものを用いることができるが、例えば図面に
示されているような、ベルトコンベア１２であってもよ
い。

このベルトコンベア１２は、１対の回転ローラー１３お
よび１４のまわりに矢印Ｃの方向に回動するものである
。

主ベルトコンベア１と受は取りベルトコンベア１２との
間には、ロッド８ａの移行を案内するための案内板１５
を設けることが好ましい。

主コンベア１の往路４の上方にはロッド８を加熱するた
めの加熱装置が設けられる。

この加熱装置の形式には特別の限定はなく、所望に応じ
て伝熱式。

熱風式、又は輻射式などの各種力１熱装置を利用するこ
とができるが、例えば、図示のようなベルトコンベア式
７ＪＤ熱装置２０であってもよい。

この力１熱装置２０は、１対の回転ローラー２１および
２２のまわりに矢印りの方向に回動して往路２３と復路
２４とを形成する金属製加熱ベルト２５を有している。

すなわち、加熱ベルト２５０回動力向は、主ベルトコン
ベア１０回動力向に対し反対である。

またカ口熱装置２０はカロ熱ベルト２５を所定温度に力
０熱するための熱源装置を有している。

この熱源装置は、例えば図示のように、加熱ベルト２５
でかこまれた内側空間に、その往路２３と復路２４を力
０熱するように設けられた力電熱器２６および２７であ
ってもよい。

力電熱器２６および２７は、どんな形式のものでもよく
、例えば、電熱器、ガス加熱器、スチームカロ熱器又は
赤外線力電熱器のいづれであってもよい。

７Ｊ［］熱ベルト２５は、その往路２３の下面が、主ベ
ルトコンベア１の往路４上のロッド８に接触し得るよう
な位置に配置される。

また、力ロゼベルト２５の回動速度は、主ベルトコンベ
ア１の回動速度と僅かに異るものであって、これにより
、ロッド８は、両ベルト１および２５０間でゆっくり回
転し、ロッド８の巻包紙の接着部分が確実に加熱ベルト
２５に接触し、接着剤が溶融され、接着が解除される。

主ベルト１と加熱ベルト２５０回動速度の差および、両
ベルトの往路の間隔は、上記接着解除の目的が達成され
、ロッドが不必要に変形しないように適当に調節される
。

主ベルトコンベア１でかこまれた内側空間の往路４の出
口部には、ベルト１の下面に対向して開口している空気
吸引装置、例えば、図面に示されているような吸引箱３
０が設けられる。

吸引箱３０の上面には、ベルト１の透孔に対向して多数
の透孔３１が設げられ、空気を吸引箱内に吸引すること
ができるようになっている。

この吸引箱３０と、前記吸引ローラー２とは、真空装置
例えば真空ポンプ（図示されていない）に連結されてい
てそれぞれの内部を減圧し、透孔７又は３１を通して空
気を吸引することができる。

また、主ベルトコンベア１でかこまれた内側空間の、復
路５０入口部には、復路５の上面に対向して開口してい
る空気噴射装置が設けられる。

この噴射装置は、例えば、図面に示されているような空
気噴射箱３２であってもよい。

この噴射箱３２の底面には、空気を主ベルト１の復路５
に向って噴射するための透孔３３が設けられている。

噴射箱３２は、送風機、例えばコンプレッサー（図示さ
れていない）に連結されていてもよいし、その内部にフ
ァン（図示されていない）を有していてもよい。

主ベルト１の復路５人口部の下方には、ロッド８から分
離された巻包紙を捕集するためのダクト３４が配置され
ている。

ダクト３４の上端は、主ベルト１の復路５０入口部およ
び吸引ローラー２の下面に対向して開口している。

また、必要に応じダクト３４は適当な吸引手段又は空送
手段（図示されていない）に連結されていてもよい。

上記装置を使用すると本発明方法は、下記のようにして
実施される多数の紙巻繊維束ロッドは、ホッパー１０の
底の開口部から溝付ドラム１１の溝１１ａ内に１木とつ
収容される。

溝付ドラム１１は矢印Ｂの方向に回転し、ロッド８を主
ベルトコンベア１の往路４０入口部に供給スる。

主コンベア１０回動に伴い、ロッド８ハ、主ヘルド１の
往路４と加熱ベルト２５の往路２３の間にはさまれる。

主ベルト１と力口熱ベルト２５０回動速度に差があるの
で、ロッドは徐々に回転し、ロッド８０巻紙の接着部の
熱溶融性接着剤が溶融し、接着が解除される。

いま、ロッド８の外周長さをｔ（→とし、ロッド８が主
ベルト１の往路上に滞在する時間をｔ（分）とし、主ベ
ルト１の回動速度をν（ｍ７分）とし、ロッド８の往路
４上における回転数をｎ（回）とすれば、加熱ベルトの
回動速度υ′（ｍ７分）は下記式（１）で表わされる。

この場合ｎは１〜１．５であることが好ましい。

ロッド８が主ベルト１の往路４の出口部に来たとき、既
に巻包紙の接着は解除されているので、吸引箱３０によ
る吸引処理がロッド８に施されると、巻包紙８ｂはロッ
ド本体８ａから開きはなれて、主ベルト１上に吸いつけ
られる。

吸引箱３０の上を通過したロッド本体８ａと巻包紙８ｂ
は、次に、吸引ローラー２上で再び吸引処理を受け、巻
包紙８ｂは主ベルト１上に引き続き保持される。

やがて、主ベルト１の回動に伴いロッド本体８ａのみは
主ベルト１からはなれて、案内板１５上を経て受は取シ
ベルト１２上に移行し、無外被ロッド８ａとなる。

巻包紙８ｂのみは、なお主ベルト１上に保持されている
が、やがて、復路５０入口部に入り、吸引ローラー２か
らはなれると、吸引力から解放され、ダクト３４中に落
ち込む。

このとき、空気噴射箱３２から噴射される空気流は、巻
包紙８ａの主ベルト１からの分離を促進する。

ダクト３４中の巻包紙８ｂは、所望の捕集装置（図示さ
れていない）に送られる。

本発明方法および装置により製造された無外被繊維束ロ
ッドは、たばこ用フィルター・サインペン用中芯、また
は、インキ吸収体などの用途に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明装置の一実施態様の構成を示すン 説明
図である。 １・・・主ベルトコンベア、２，３・・・回転ローラー
、４・・・往路、５・・・復路、６・・・透孔、γ・・
・透孔、８・・・ロッド、８ａ・・・無外被ロッド、８
ｂ・・・巻包紙、９・・・供給装置、１０・・・ホッパ
ー、１１・・・溝付ドラム、； １１ａ・・・Ｌ１２・
・・受は取りベルトコンベア、１３゜１４・・・回転ロ
ーラー、１５・・・案内板、２０・・・加熱装置、２Ｌ
２２・・・回転ローラー、２３・・・往路、２４・・・
復路、２５・・・加熱ベルト、２６．２７・・・熱源、
３０・・・空気吸引箱、３１・・・透孔、３２・・・空
気？ 噴射箱、３３・・・透孔、３４・・・ダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互に平行に配列された多数の繊維からなる繊維束と
   、この繊維束の外周に巻きつけられている巻包紙とから
   なり、前記巻包紙の重複部が熱溶融性接着剤により接着
   されており、かつ、前記繊維束の繊維が、部分的に相互
   に接着されている紙巻繊維束ロッドに対し、前記巻包紙
   の重複部を、前記接着剤の溶融点以上の温度に力ロ熱し
   て前記重複部の接着を解除し、かつ、前記紙巻繊維束ロ
   ッドに真空吸引を施して前記巻包紙を前記繊維質ロッド
   から分離することを特徴とする無外被繊維ロッドの製造
   方法。 ２１対の回転ローラーのまわりに往路と復路を形成しな
   がら回転する主エンドレスベルトと、前記主コンベアの
   往路入口部に、多数の繊１維束ロッド状物品を、前記コ
   ンベアーの進行方向に直角に、間隔をおいて、前記主コ
   ンベアベルト上に次次に供給する供給装置と、前記主コ
   ンベアの往路出口部から、前記ロンド秋物品を受は取る
   装置と、前記主コンベアベルトの往路の上方に配置され
   た、ロンド状部品カロ熱装置とを有し、 前記主コンベアベルトには多数の透孔が形成されており
   、前記主コンベアの往路出口部の回転ローラーが、その
   周面に設けられた多数の透孔を有する空気吸引ローラー
   であり、前主コンベアでかこまれた内側空間には、この
   主コンベアベルトの往復出口部の下面に対向して開口し
   ている空気吸引装置と、前記主コンベアベルトの復路入
   口部の上面に対向して開口している空気噴出装置とが設
   けられていることを特徴とする無外被繊維束ロッド製造
   装置。 ３ 前記加熱装置が１対の回転ロールのまわりに往路と
   復路とを形成しながら、前記主ベルトコンベアーと反対
   方向に、その速度と僅かに異る速度で回転スる金属製の
   エンドレスベルト加熱コンベアと、その金属製ベルトを
   加熱する熱源装置とを有している特許請求の範囲第２項
   記載の装置。