JPS6054032B2 - 中空部を有するタバコ用フイルタ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、通気性多孔質の繊維材から成り、内部にポケ
ット状の中空部を有するタバコ用フィルタの製造方法お
よび装置に関するものである。

従来、タバコ用フィルタとして最も多く使用されている
のは、熱可塑性繊維、特にアセトン可溶性の酢酸繊維素
繊維のトウを開繊し、バンド状に−して後、このバンド
に可塑剤を添加し、繊維相互を部分的に点接着させ、次
にこれをロッド状に成型し周辺を紙でまいて、所要長さ
に切断したものである。この形成のタバコ用フィルタは
、構成する単繊維の太さと本数を選択することにより広
範．囲の沖過率のフィルタをつくることができる利点が
ある。このようなフィルタでは、たばこ煙粒子ャ８がフ
ィルタ内の繊維相互の空間内を移動し乍ら、繊維に接触
付着して除去されるので、繊維間の隙間を小さくしない
と高泊過率のものを得ることができない。そのようにす
ると当然の結果として喫煙時の吸引抵抗が増大する。フ
ィルタの吸引抵抗が著しく大になると、喫煙者に喫煙時
、大きな労力を強いることになるので、この種フィルタ
による高枦過率を得るには自ら限界がある。現在、わが
国では吸引抵抗を表示するのに、毎秒１７．５ｍ１の空
気を吸引するのに必要な負圧を、水柱の高さ（７ｍ）で
表はしたものを用いて比較している。

実用されているフィルタの吸引抵抗としては８−が限界
と考えられており、普通は６『以下のものが多い。泊過
率は標準条件（１分間に２回、３４ｍ１を吸引する）で
喫煙させた煙成分の全量に対してのフィルタ内に捕集さ
れた煙成分の割合をパーセント（％）で表わしている。

普通のフィルタで捕集される煙成分は、大部分が粒子成
分（πＭ）で、この粒子成分に関するろ過率をＴＰＭろ
過率と称する。肝Ｍ中のアルカロイド分だけについての
沖過率をアルカロイド（又はニコチン）淵過率と云い、
ＴＰＭから水、アルカロイド分を除いたもののろ過率を
タール淵過率と称している。現在、日本で多用されてい
る４デニールの酢酸繊維素繊維のトウを用いたフィルタ
では、通気抵抗が４０〜５『の時ＴＰＭ泊過率は４０〜
４５％、タール泊過率はこれよりほぼ１０％低く、ニコ
チン淵過率は更に７〜１０％低いことが知られている。
発明者等は繊維の填充量をほ〈同一にして、填充する繊
維の太さを４デニールより小さくした場合のフィルタの
泊二率を求めた。結果は表１の如くであつた。この結果
から判るように、枦過効率をよくするには繊維の太さを
小さくすればよい。ところが、繊維を細くすると剛性が
減り同じ填充状態でロッドとしての剛硬性が低下し、フ
ィルタチップをたばこにとりつけるのが極めて困難にな
る。剛硬性を上げるためより多く繊維を充填すると、フ
ィルタの通気抵抗が益々高くなり実用上障害となる。こ
れを防ぐ為にある種のタバコではフィルタ部分のまき紙
に小さな孔をあけるか、気孔度の多いまき紙を用いて、
喫煙時にフィルタの側面からの空気の流入をはかり吸引
抵抗の減少をはかつたものもある。又、この他にフィル
タ部分を加工成型し？過の表面積を大にし高密度、高表
面積のフィルタにしたもの、例えば特開昭４７−７７９
鰐や特開昭５０−３１０９８号にみられるものがある。
高密度、高表面積フィルタは、今日のタバコ用フィルタ
に主として使用されている酢酸繊維素を特殊形状に成型
したものが多い。この目的は、？過面積を大にすること
により煙粒子がフィルタを通過する速度を低下させ、高
密度で通路を短くしたフィルタ媒体中に捕捉させるので
ある。

このように成型されたフィルタの例としては、特開昭５
０−３１０９８号のようにフィルタチップの端面に凹み
を設け、他の端面に円孔状凹みをつけたものや特開４７
−７７的号のようにフィルタ側面に溝を設けたもの、或
は、最近アメリカで市販されたレイノールヅ（Ｒ．Ｊ．
ＲｅｙｎＯｌｄｓ）社製のヴアンテージ●ロングス（Ｖ
ａｎｔａｇｅＬＯｎｇｓ）のように吸口側の端面に円錐
形の凹みを加工し、側面に４本の溝をつけたもの等があ
り、それらは夫々に成型フィルタとしての目的を達して
いる。本発明の発明者等は、フィルタ内部に空所をつく
り、その中に活性炭等の吸着性物質を充填したフィルタ
の製造方法と装置を研究中、フィルタ内部の空所に何も
充填していないフィルタのろ過率が全体が均質で空所の
ないフィルタより秀れていることをみ出した。この事は
新規な発見でもなく上述の各種成型フィルタからも容易
に類推されるものである。しかし、発明者等の開発した
フィルタ内部に空所を作る方法および装置は、独自の構
想に基づくものであり、本方式を用いて連続的に且つ能
率的に成型フィルタを製造することができる。本発明に
よる（中空部を有する）成型タバコフィルタの製造方法
は、（１）熱可塑性繊維のフィラメント束を連続的に供
給すると共に可塑化処理を施して集束する工程と、（２
）集束したフィラメント束を断面が略長円状になるよう
に圧縮成形する工程と、（３）断面略長円状のフィラメ
ント束をいずれかの側面から短径方向中心部に向つて押
圧することにより、紡錘形が並列かつ対称的に２本相連
つて並ぶ断面形状になるように成形する工程と、（４）
連続的に押圧したフィラメント束の前記側面長手方向に
一定間隔毎にポケット穴を成形する工程と、（５）次い
で圧縮空気で冷却し、（６）収束し、収束したフィラメ
ント束の周囲を紙で巻く工程とを含んでなることを特徴
とする。

また、本発明の（中空部を有する）成型タバコフィルタ
の製造装置は、可塑化処理を施した連続繊維の束の送り
方向の順に、（１）組み合わせた際のロール間の間隙が
断面略長円形となるような外周形状を有し、フィラメン
ト束の移動速度と同調して廻転し、かつ一定温度に加熱
された一対のロールを含むフィラメント束を断面略長円
状に圧縮成形する装置、（２）外周に一定間隔ごとにポ
ケット穴成形用突起を有するロールと外周に並列に並ん
だ２個の断面半円状の溝を円周方向に有するロールとを
組み合わせてロール間に間隙が形成され、フィラメント
束の移動速度と同調して回転し、かつ一定温度に加熱さ
れた一対のロールを含む、フィラメント束を紡錘形が並
列かつ対称的に２本相連゜つて並ぶ断面形になるように
成形すると同時にフィラメント束にポケット穴を成形す
る装置、（３）並列に２本相連つた断面紡錘形のフィラ
メント束を収束し圧縮空気で冷却する装置、（４）フィ
ラメント束の周囲に紙を巻く収束、巻回装置を具備して
成るものである。

以下、添付した図面に基づいて本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明の（中空部を有する）成形タバコ用フィ
ルタの製造装置全体の側面図であつて、共通の架台１上
に、一対の成形用第一段・ロール２および３、一対の成
形用第二段ロール４および５、フィルタ材の供給ロール
６が取り付けてある。７はフィルタロッドの被覆材、例
えば巻紙で、８，９は被覆装置の部分、１０はフィルタ
ロッドを一定間隔おきに切断する装置である。

１２はフィルタ材である酢酸繊維素繊維のトウ（以下フ
ィラメント束という）である。

１１はフィラメント束を可塑化する公知の可塑剤添加装
置である。

第２図は第１図の要部を拡大して示す図、第３図は第２
図の線■−■における第一段ロールの部分断面図、第４
図および第５図は第二段ロールの部分断面図である。

第一段ロール２，３はフィラメント束１２を断面が略長
円状になるように成形するためのもので、回転軸と平行
な外周面２ａを有する円形ロール２と、外周面に内方に
窪んだ溝３ａを円周方向に有する円形ロール３とを組み
合わせて構成される。これらの第一段ロール２，３は、
組み合わせた際、第３図に示すような断面略長円形のロ
ール間の間隙が形成される。第二段ロールは、第４およ
び第５図に示すように、ロール４およびロール５を組み
合わせて構成される。

ロール４はその外周面の中央部に円周方向に沿つた突条
４ｂを有する（第４図）と共に、同じ外周面に一定間隔
おきにポケット穴成形用突起４ａ（第５図）を有する。
これらの２段ロール４，５は、組み合わせた際、第４図
に示すように、２個の紡錘形が並列かつ対称的に相連な
つて並ぶような断面形状のロール間の間隙を形成する。
なお、第４図はロール４のポケット穴成形用突起４ａの
ない位置で切断した切断図であり、第５図はロール４の
前記突起４ａのある位置て切断した切断図である。第一
段ロール２，３および第二段ロール１，５は、公知の方
法で一定温度に加熱されていると共に、フィラメント束
の移動速度と同調する周速度で回転する。

これらのロールを加熱する温度は、フィラメント束の巻
上速度、種類、密度、可塑剤の種類等によつて、１００
、Ｃ〜２３０、Ｃの範囲内で一定温度に定められる。例
えば巻上速度が８０ｍ／分、単糸繊度が３．３デニール
、フィラメント束繊度が４００００デニールのときは１
５０゜Ｃにするのが望ましい。次に本発明の作用につい
て説明する。

第１および第２図において、フィラメント束１２は、公
知の開繊装置で開繊され、可塑剤添加装置１１で可塑剤
が添加されて後、供給ロール６で集束用のラッパ状トラ
ンペツトガイド１３に送り込まれ、約３０ｃｍ幅程度の
平板状から直径約２Ｃ１ｎ程度の円筒状に集束され、第
一段ロール２，３に供給される。第一段ロール２，３の
ロール間隙に送り込まれたフィラメント束１２は、断面
略長円形に成形されるにあたり、ロール２，３の熱によ
り接触面で繊維相互が融着するが、接触時間が短かいの
で、成形部内における繊維は完全には融着するに至らず
、ロール間隙の最狭部を経過後内部の繊維の反発力で外
周の融着繊維層をおし拡げようとする。そこで、ロール
２，３を出た個所でフィラメント束を冷却装置１４に通
して冷却すると、融着繊維層が固定化され、フィラメン
ト束は略長円形の断面形状を維持する。次にフィラメン
ト束は第二段ロール４，５のロール間隙に送られる。

ここで、断面略長円状のフィラメント束は、ロール４の
突条４ｂによつて上面から短径方向中心部に向つて押圧
され、紡錘形が並列かつ対称的に２本相連つて並ぶ断面
形状にあるように成形される。また、それと同時に、ロ
ール４のポケット穴成形用突起４ａによりフィラメント
束の上面に長手方向に一定間隔おきのポケット穴３６が
成形される。第二段ロール４，５によつて成形された後
のフィラメント束の形状を第７図に斜視図で示している
。第７図における■−■断面部は第４図に対応する第二
段ロール部で成形された部分（ポケット穴３６が成形さ
れていない部分）であり、■一■断面部は第５図に対応
する第二段ロール部で成形された部分（ロール４のポケ
ット成形用突起４ａによつてポケット穴３６が成形され
た部分）を示している。なお、フィラメント束１２が成
形される際にシワ又は割れ目が生ずるのを防止するため
に、第一段ロール２，３のロール間の間隙幅１７−１８
−１９（第３図）と第二段ロール４，５のロール間の間
隙幅２０一２１−２２（第４図）とを略同一にしておく
のが望ましく、また第一段ロール２，３の間隙の上下問
隙を調節自在にしておくのが望ましい。第二段ロール４
，５で成形後れたフィラメント束１２は、前述の場合（
第一段ロール２，３での成形後の場合）と同様に、直ち
に冷却装置１５を通つて形状が固定化される。フィラメ
ント束１２は、中央つなぎ部１２ａ（第７図）て長手方
向折り曲げられて丸棒状に収束され、巻紙７と共に被覆
装置に送り込まれ、エンドレステープ２５で丸く包み込
まれ、巻紙７の一端に接着剤が塗布されてロツ下状のも
のとなる。

そして切断装置１０に送られ、所定の長さ間隔、すなわ
ちポケット穴の位置が１個のフィルタチップ内部の略中
央部分になるように切断される。第６図Ａは冷却装置１
５の長手方向断面図、第６図Ｂは第６図Ａの■Ｂ−■Ｂ
における断面図である。

第二段ロール４，５によつて成形された乙−イラメント
束が通路３０を通る間、ノズル２８から供給された圧縮
空気が空気溜り２９を経て細管３１から通路３０内へ注
ぐことによつてフィラメント束が冷却される。第一段ロ
ール２，３通過後のフィラメント束を冷却する冷却装置
１４についても、フィラメント通路の断面形状が異なる
点を除き、同一構造のものを使用でぎ名。本発明によれ
ば、可塑化処理を施した繊維フィルタ材にポケット穴を
成形するにあたつてその位置を正確にしかつ安定させる
ことができ、また繊維（フィラメント束）の単糸繊度や
フィラメント繊度の大きいものを使用した場合であつて
も、紡錘形が並列かつ対称的に２本相連なつた断面形状
のフィラメント束を長手方向に容易に折り曲げて収束す
ることができ、可塑化処理の工程からポケット穴成形、
収束工程までを迅速かつ能率的に行うことができる。

このようにして製造したポケット成型フィルタと、ポケ
ット成型をしない普通フィルタの各物理的性状につき測
定し比較した結果を表■に示す。

この表の結果から明らかなように繊維量がそれ程変らな
いのに通気抵抗が高くならないでｐ過効率が４〜５％よ
くなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置全体を示す概略側面図、第２図は
第１図の要部拡大図、第３図は第一段ロールの一部断面
図、第４図および第５図は第二段ロールの一部断面図、
第６図は冷却装置の断面図、第７図は成形後のフィラメ
ント束の斜視図である。 ２，３・・・・・・第一段ロール、４，５・・・・・・
第二段ロール、４ａ・・・・ポケット穴成形用突起、１
２・・フィラメント束、３６・・・・・ポケット穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部にポケット状の中空部を有する、繊維材から成
   るタバコ用フィルタの製造方法において、（イ）熱可塑
   性繊維のフィラメント束を連続的に供給すると共に可塑
   化処理を施して集中する工程と、（ロ）集束したフィラ
   メント束を断面が略長円状になるように圧縮成形する工
   程と、（ハ）断面略長円状のフィラメント束をいずれか
   の側面から短径方向中心部に向かつて押圧することによ
   り、紡錘形が並列かつ対称的に２本相違なつて並ぶ断面
   形状になるように成形する工程と、（ニ）連続的に押圧
   したフィラメント束の前記側面上に長手方向に一定間隔
   毎にポケット穴を成形する工程と、（ホ）紡錘形が並列
   かつ対称的に相連なつた断面形状の前記フィラメント束
   を収束しかつ収束したフィラメント束の周囲に紙を巻く
   工程と、を含んで成ることを特徴とする中空部を有する
   タバコ用フィルタの製造方法。 ２ フィラメント束を断面略長円状に圧縮成形する工程
   を、フィラメント束の移動速度と同調して回転しかつ所
   定の温度に加熱した一対のロールに用フィルタの製造方
   法。 ３ フィラメント束を、紡錘形が並列かつ対称的に２本
   相連なつて並ぶ断面形状になるように成形する工程と、
   ポケット穴を成形する工程とを、フィラメント束の移動
   速度と同調して回転しかつ所定の温度に加熱した一対の
   ロールであつて、その一方のロールの外周に所定の間隔
   おきにポケット成形用突起を有しているものを用いて、
   上記２つの工程を同時に行なう特許請求の範囲第１項に
   記載のタバコ用フィルタの製造方法。 ４ 前記各ロールの加熱温度が１００℃〜２３０℃であ
   る特許請求の範囲第２又は第３項に記載のタバコ用フィ
   ルタの製造方法。 ５ フィラメント束を断面略長円状に圧縮成形した後、
   およびフィラメント束にポケット穴を成形した後におい
   て、それぞれフィラメント束を冷却する工程を含む特許
   請求範囲第１〜４項のいずれかに記載のタバコ用フィル
   タの製造方法。 ６ 可塑化処理を施した連続繊維のフィラメント束から
   中空部を有するタバコ用フィルタを製造する装置であつ
   て、フィラメント束の送り方向の順に、（イ）組み合わ
   せた際のロール間の間隙が断面略長円形となるような外
   周形状を有し、フィラメント束の移動速度と周調して回
   転し、かつ一定温度に加熱された一対のロール２，３を
   含む、フィラメント束を断面略長円状に圧縮成形する装
   置、（ロ）外周に一定間隔ごとにポケット穴成形用突起
   ４ａを有するロール４と、外周に並列に並んだ２個の断
   面半円状の溝を円周方向に有するロール５とを組み合わ
   せてロール間に間隙が形成され、フィラメント束の移動
   速度と同調して回転し、かつ一定温度に加熱された一対
   のロール４，５を含む、フィラメント束を紡錘形が並列
   かつ対称的に２本相連なつて並ぶ断面形状になるように
   成形すると同時にフィラメント束にポケット穴１６を成
   形する装置、（ハ）並列に２本相連なつた断面紡錘形の
   フィラメント束を収束しかつフィラメント束の周囲に紙
   を巻く収束、巻上装置、を具備して成る中空部を有する
   タバコ用フィルタの製造装置。