JP2009112276A - ロッド成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロッドの安定した成形を維持しつつ、ロッドの円周長を制御可能なロッド成形機を提供する。
【解決手段】ロッド成形機は、成形後のフィルタロッドＦ2の円周長に基づき、巻上部１４にて成形される連続体Ｆ1の直径を調整する円周調整装置５４を備え、円周調整装置５４はトング４４及びヒータ４６付きクーラ４８の少なくとも一方を昇降させるべく配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばフィルタシガレットの製造に使用されるフィルタロッド等のロッドを成形するロッド成形機に関する。

フィルタロッドを成形に使用されるロッド成形機は巻上部（ラッピングセクション）を備え、この巻上部はシート材（充填材）及びペーパ（包材）の供給を受け、これらシート材及びペーパから棒状の連続体を成形する（例えば、特許文献１）。
より詳しくは、巻上部は、シート材及びペーパの移送を案内する移送経路を含み、この移送経路にはその上流側から、トング、成形ホルダ及びヒータ付きクーラが順次配置されている。トングは移送経路との間にて圧縮成形通路を形成し、シート材及びペーパが通過する際、トングは移送経路と協働してシート材を棒状に圧縮成形する。この後、棒状のシート材及びペーパが成形ホルダを通過する際、棒状のシート材がペーパにより包み込まれた連続体が成形され、この連続体はペーパの両側縁を互いに重ね合わせて接着したラップ部を有する。そして、ヒータ付きクーラは、連続体が通過する際、そのラップ部の接着剤を一旦加熱した後に冷却する。

なお、巻上部にて成形された連続体は、この後、切断部（切断ナイフ）を通過する際、所定の長さ毎に切断され、これにより、個々のフィルタロッドが得られる。
再公表特許WO02/017738号公報

上述のフィルタロッドをフィルタプラグに切断し、このフィルタプラグがフィルタシガレットのフィルタとして使用される場合、フィルタロッドの円周長（外径）はその規定値に高精度に維持されている必要がある。即ち、フィルタロッドの円周長が正確に制御されていなければ、フィルタプラグとシガレットとがチップペーパを介して接続されたとき、チップペーパとフィルタプラグとの間、又は、チップペーパとシガレットとの間に隙間が生じる。前者の隙間はチップペーパの穿孔列を通じてフィルタプラグ内に導入される希釈空気量を増加させることから、フィルタシガレットのタール（Ｔ）やニコチン（Ｎ）の量そして、その喫味に悪影響を及ぼし、一方、後者の隙間はシガレットからのフィルタプラグの分離、所謂、フィルタプラグの首抜けを招き易い。

更に、フィルタロッドの円周長が規定値から大きく外れていれば、チップペーパの巻付け自体に不良が発生し、シガレットとフィルタプラグとの確実な接続、つまり、フィルタシガレットの製造自体が不能となる。
なお、フィルタロッドの円周長が規定値から外れる要因として、前述したシート材の坪量や厚みの変動や、連続体の成形に使用されるガニチャテープが新品に交換されたとき、新旧のガニチャテープにおける厚みの相違が考えられる。

上述の理由から、上述のロッド成形機にあっては製造後のフィルタロッドの円周長をオフラインにて測定し、ここで測定結果が規定値から外れている場合、ロッド成形機の再調整を行っているが、このようなオフラインでの再調整はフィードバックに時間がかかるため、ロッド成形機の生産性を大幅に低下させてしまう。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、連続体の円周長を容易且つ高精度に制御可能とし、生産性の低下を招くことのないロッド成形機を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のロッド成形機は、上流端にて充填材及び包材をそれぞれ受け取り、その外周面に前記包材の両側縁を重ね合わせて接着したラップ部を有する状態で、前記包材に前記充填材を包み込んだ棒状の連続体を成形し、この連続体を下流端から送出する巻上部であって、充填材及び包材の移送を案内する移送経路と、この移送経路と協働して形成され、充填材が通過する際、充填材を棒状に圧縮成形する圧縮成形通路と、圧縮成形通路の下流に連なり、充填材及び包材が通過する際、包材に充填材を包み込んだ連続体を成形する包み込み通路と、包み込み通路の下流に連なり、連続体が通過する際に、ラップ部の接着剤を加熱した後、ラップ部の接着剤を冷却する加熱・冷却通路と含む、巻上部と、この巻上部の下流端から送出された連続体を所定長さ毎のロッドに切断する切断部と、ロッドの円周長を測定する測定手段と、記測定手段での測定結果に基づき、前記巻上部における少なくとも１つの通路の通路断面積を調整する調整手段とを備える（請求項１）。

具体的には、圧縮成形通路は、移送経路から間隔を存して離間したトングによって形成されており、調整手段は、移送経路に対して前記トングを接離させるアクチュエータを含む（請求項２）。一方、加熱・冷却通路は、移送経路から間隔を存して離間したヒータ付きクーラによって形成されており、調整手段は、移送経路に対してヒータ付きクーラを接離させるアクチュエータを含む（請求項３）。

上述した請求項１〜３ロッド成形機によれば、測定手段での測定結果を受け、調整手段、即ち、アクチュエータは移送経路に対してトング及びヒータ付きクーラの少なくとも一方を接離させ、対応する通路の通路断面積を増減させる。それ故、充填材及び連続体の少なくとも一方の絞り込みが調整され、連続体の円周長が規定値に制御される。
更に具体的には、ロッド成形機は、巻上部の上流に充填材の供給部を具備し、この供給部は、フィルタシート材を繰出すフィルタロールと、このフィルタロールから繰り出されたフィルタシート材を折り畳むようにして棒状に成形した後、巻上部に供給する成形手段とを含み（請求項４）、そして、フィルタシート材は、その片面に分布された活性炭の粒子を含むことができる（請求項５）。

請求項４，５のロッド成形機によれば、フィルタシート材の厚みや活性炭の粒子の分布量等が変動しても、この変動は圧縮成形通路及び加熱・冷却通路の少なくとも一方の通路断面積の増減により補償され、連続体の円周長は規定値に維持される。

請求項１〜３のロッド成形機は、連続体の成形に先立ち、充填材の絞り込みを調整するか、又は、連続体の成形過程での連続体の絞り込みを調整して連続体の円周長を制御するようにしたから、オンラインにて連続体、即ち、ロッドの円周長を高精度に制御可能となり、その生産性の低下を招くことがない。
請求項４，５のロッド成形機は、充填材が連続体の円周長を変動させ易いフィルタシート材であっても、このフィルタシート材から得られるロッドの円周長を高精度に制御可能となる。

図１は一実施例のロッド成形機を示し、ロッド成形機は繰出し部１０、前処理部１２、巻上部１４及び切断部１６からなり、これらは図１でみて左側から順次に配置されている。
繰出し部１０にはフィルタロールＲｆが装着されており、このフィルタロールＲｆからフィルタシート材Ｓｒが繰出し可能となっている。図２に示されるようにフィルタシート材Ｓｒは、パルプ繊維の不織布からなるウエブＳの片面に活性炭の粒子ｒを分布させたものである。

フィルタロールＲｆから繰出されたフィルタシート材Ｓｒは、前処理部１２の成形装置２４に供給され、フィルタシート材Ｓｒが成形装置２４を通過する際、成形装置２４はフィルタシート材Ｓｒを多層状に折り畳みながら、図３に示されるように充填材として略棒状をなすフィルタ材Ｆを成形する。従って、繰出し部１０及び前処理部１２は互いに協働し、巻上部１４にフィルタ材Ｆを供給する供給部を構成する。

巻上部１４は棒状のフィルタ材Ｆを受け取る水平な移送経路を備えている。より詳しくは、移送経路は成形ベッド６０（図４参照）を含み、この成形ベッド６０はその上面に移送経路に沿って延びる成形溝６２を有する。この成形溝６２には無端状のガニチャテープ３４がガイドローラを介して導かれており、ガニチャテープ３４は移送経路の下方にて駆動ドラム３６に巻掛けられ、この駆動ドラム３６の回転に伴い、成形溝６２内をフィルタ材Ｆの移送方向に走行する。

一方、移送経路、即ち、成形ベッド６０と成形装置２４との間には案内ローラ３８が配置され、この案内ローラ３８に向けて巻取紙Ｐが供給されている。この巻取紙Ｐは案内ローラ３８を経て移送経路のガニチャテープ３４上に導かれ、フィルタ材Ｆが成形装置２４からガニチャテープ３４に供給されたとき、フィルタ材Ｆは巻取紙Ｐを介してガニチャテープ３４上に重ね合わされる。それ故、ガニチャテープ３４の走行に伴い、フィルタ材Ｆ及び巻取紙Ｐは一緒に移送経路に沿って移送される。

また、案内ローラ３８に至る巻取紙Ｐの供給経路には一対の糊塗布器４０が配置され、これら糊塗布器４０は巻取紙Ｐの中央に２本のレール糊（酢酸ビニル）を互いに平行に塗布する。従って、フィルタ材Ｆが巻取紙Ｐ上に供給されたとき、これらフィルタ材Ｆ及び巻取紙Ｐはレール糊を介して互いに接着される。更に、糊塗布器４０の下流には糊塗布器４２が配置され、この糊塗布器４２は巻取紙Ｐの一側縁に接着剤としてのラップ糊（ホットメルト）を塗布する。

巻上部１４は移送経路の直上に、その始端側からトング４４、成形ホルダ（図示しない）、ヒータ４６付きのクーラ４８等を順次備え、これらトング４４、成形ホルダ及びヒータ付き４６のクーラ４８は移送経路との間にて、圧縮成形通路、包み込み通路及び加熱・冷却通路をそれぞれ形成する。
圧縮成形通路は略円形の断面形状を有するが、その通路断面積は上流端から下流端に向けて徐々に減少している。従って、ガニチャテープ３４の走行に伴い、フィルタ材Ｆが巻取紙Ｐとともに圧縮成形通路を通過する際、棒状のフィルタ材Ｆはガニチャテープ３４及び巻取紙Ｐを介して、トングと成形溝との間にて、その棒状の形状を維持しながら徐々に絞り込まれ、この結果、フィルタ材Ｆは所望の直径を有する棒状に圧縮成形される。なお、この際、巻取紙Ｐはガニチャテープ３４とともにＵ字形に曲成される。

この後、フィルタ材Ｆが巻取紙Ｐととともに成形ホルダ、即ち、包み込み通路を通過する際、巻取紙Ｐの他方の側縁部位がフィルタ材Ｆの上側半分を覆うように円弧状に曲成され、これに引き続き、巻取紙Ｐの一方の側縁部位もまたフィルタ材Ｆの残りの上側半分を覆うように円弧状に曲成される。それ故、巻取紙Ｐはその一側縁が他側縁にホットメルトを介して接着される。この時点で、フィルタ材Ｆは巻取紙Ｐにより完全に包み込まれて、棒状の連続体Ｆ1となり、この連続体Ｆ1はその外面に巻取紙Ｐの両側縁が互いに重ね合わされ、且つ、接着剤により結合されたラップ部を有する。

この後、連続体Ｆ1がヒータ４６付きクーラ４８、即ち、加熱・冷却通路を通過する際、連続体Ｆ1におけるラップ部の接着剤、即ち、ホットメルトはヒータ４６により一旦加熱溶融された後、クーラ４８により急速に冷却されて固化し、この結果、ラップ部における巻取紙Ｐの両側縁は強固に接着される。
この後、連続体Ｆ1は巻上部１４の終端から切断部１６に向けて送出され、この切断部１６、即ち、そのロータリナイフ５０を通過する際、連続体Ｆ1は所定の長さ毎に切断され、個々のフィルタロッドＦ2となる。これらフィルタロッドＦ2は切断部１６からコンベア（図示しない）に受け取られ、このコンベアはフィルタロッドＦ2を箱詰機に向けて搬送する。

フィルタロッドＦ2がコンベア上を搬送される過程にて、フィルタロッドＦ2は円周測定装置５２より周期的にサンプリングされ、円周測定装置５２はサンプリングしたフィルタロッドＦ2の円周長を測定し、その測定結果を出力する。
より詳しくは、円周測定装置５２は、フィルタロッドＦ2の直径をその周方向に連続して測定してフィルタロッドＦ2の平均直径を求め、そして、この平均直径から演算した円周長が許容範囲内にあるか否かを判別する。ここでの判別結果にて、フィルタロッドＦ2の円周長が許容範囲から外れている場合、円周測定装置５２はフィルタロッドＦ2の円周長を増減させる増減信号を円周調整装置５４に供給する。

図１から明らかなように円周調整装置５４は前述した巻上部１４のトング４４に設けられている。即ち、円周調整装置５４は、トング４４に連結された鉛直な昇降ロッド５６と、この昇降ロッド５６を昇降させるアクチュエータとしてのサーボモータ５８とから構成され、サーボモータ５８は前述した円周測定装置５２からの増減信号に基づいて作動する。具体的には、サーボモータ５８が増加信号を受け取ったとき、サーボモータ５８は昇降ロッド５６、即ち、トング４４を上昇させるべく作動する。

それ故、図４から明らかなように、成形ベッド６０の成形溝６２とトング４４との間にて形成される圧縮成形通路６４はその出口での通路断面積が増加することから、フィルタ材Ｆの直径、即ち、連続体Ｆ1の直径は増加される。
これに対し、サーボモータ５８が減少信号を受け取ったとき、サーボモータ５８はトング４４を下降させるべく作動し、これより、圧縮成形通路６４はその出口での通路断面積が減少し、連続体Ｆ1の直径は減少する。

上述したように円周測定装置５２にて測定したフィルタロッドＦ2の円周長に基づき、連続体Ｆ1の直径がトング４４にてフィードバック制御される結果、フィルタロッドＦ2の円周長は規定値を含む許容範囲内にて高精度に維持される。
フィルタロッドＦ2の円周長を制御するにあたり、前述したようにトング４４が昇降されても、前述したヒータ４６付きのクーラバー４８は連続体Ｆ1のラップ部に一定の押圧力を付与することができる。それ故、ラップ部に対する圧着力に過不足が発生するようなことはなく、ラップ部での接着を安定して維持できる。この結果、巻取紙Ｐに破れを発生させることなく、連続体Ｆ1の安定した成形が可能となる。

本発明は、上述の一実施例に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
例えば、前述した円周調整装置５４はトング４４に加えて、ヒータ４６付きクーラ４８にも備えることもでき、この場合、円周調整装置５４は、円周測定装置５２での測定結果に基づき、ヒータ４６付きクーラ４８を移送経路に対して上下方向に接離させる。このようにヒータ４６付きクーラ４８が上下動されれば、加熱・冷却通路の通路断面積が増減される結果、連続体Ｆ1の直径を同様にして調整することができる。

ヒータ４６付きクーラ４８に円周調整装置５４を備えたロッド成形機を使用してフィルタロッドＦ2を１０月から１２月に亘って製造し、この後、円周調整装置５４の配置をヒータ４６付きクーラ４８からトング４４に変更してフィルタロッドＦ2を１月から４月に亘って製造したとき、以下の表１，２は連続体Ｆ1における巻上不良の発生件数の推移、並びに、フィルタロッドＦ2の円周長平均及び真円性平均、そして、これらばらつきをそれぞれ示す。

表１から明らかなようにトング４４に円周調整装置５４を備えたロッド成形機は、ヒータ４６付きクーラ４８に円周調整装置５４を備えたロッド成形機に比べて、連続体Ｆ1の巻上不良の発生をより効果的に防止することができ、それ故、円周調整装置５４はヒータ４６付きクーラ４８に配置するよりも、トング４４に配置する方が好ましい。
しかしながら、表２から明らかなように円周調整装置５４がトング４４又はヒータ４６付きクーラ４８の何れに配置されていても、フィルタロッドＦ2の円周長の平均や真円性平均等に相違が生じることはない。それ故、円周調整装置５４がトング４４及びヒータ４６付きクーラ４８の双方にそれぞれ配置されていれば、フィルタロッドＦ2の円周長をより高精度に制御可能となる。

この場合、トング４４側及びヒータ４６付きクーラ４８側の円周調整装置５４はフィルタロッドＦ2における円周長の粗調整及び微調整に使用することも可能となる。
一方、本発明のロッド成形機は、活性炭の粒子を含まないフィルタシート材Ｓやアセテート繊維の束からなるフィルタ材、また、このフィルタ材に活性炭の粒子を含んだもの、又は、特許文献１に開示されたシート材を充填材として、ロッドを成形するものであってもよい。

また、本発明はフィルタシガレットのためのフィルタロッドを成形するロッド成形機に限らす、種々のロッドを成形するロッド成形機にも同様に適用可能である。
更に、円周調整装置５４はガニチャテープ３４やシートロールＲｆの交換時、トング４４の昇降を手動にて調整可能なものであってもよい。

一実施例のロッド成形機を示す概略図である。 図１のフィルムロールから繰出されるフィルタシート材を示した斜視図である。 図１の成形装置から巻上部に供給されるフィルタ材の横断面形状を示す図である。 移送経路とトングとの間にて形成される圧縮成形通路を示した横断面図である。

符号の説明

４４ トング
４６ ヒータ
４８ クーラ
５０ ロータリナイフ（切断部）
５２ 円周測定装置（測定手段）
５４ 円周調整装置（調整手段）

Claims (5)

1. 上流端にて充填材及び包材をそれぞれ受け取り、その外周面に前記包材の両側縁を重ね合わせて接着したラップ部を有する状態で、前記包材に前記充填材を包み込んだ棒状の連続体を成形し、この連続体を下流端から送出する巻上部であって、
   前記充填材及び前記包材の移送を案内する移送経路と、
   前記移送経路と協働して形成され、前記充填材が通過する際、前記充填材を棒状に圧縮成形する圧縮成形通路と、
   前記圧縮成形通路の下流に連なり、前記充填材及び前記包材が通過する際、前記包材に前記充填材を包み込んだ前記連続体を成形する包み込み通路と、
   前記包み込み通路の下流に連なり、前記連続体が通過する際に、前記ラップ部の接着剤を加熱した後、前記ラップ部の接着剤を冷却する加熱・冷却通路と含む、巻上部と、
   前記巻上部の前記下流端から送出された前記連続体を所定長さ毎のロッドに切断する切断部と
   を備えたロッド成形機において、
   前記ロッドの円周長を測定する測定手段と、
   前記測定手段での測定結果に基づき、前記巻上部における少なくとも１つの通路の通路断面積を調整する調整手段と
   を具備したことを特徴とするロッド成形機。
2. 前記圧縮成形通路は、前記移送経路から間隔を存して離間したトングによって形成されており、
   前記調整手段は、前記移送経路に対して前記トングを接離させるアクチュエータを含むことを特徴とする請求項１に記載のロッド成形機。
3. 前記加熱・冷却通路は、前記移送経路から間隔を存して離間したヒータ付きクーラによって形成されており、
   前記調整手段は、前記移送経路に対して前記ヒータ付きクーラを接離させるアクチュエータを含むことを特徴とする請求項２に記載のロッド成形機。
4. 前記ロッド成形機は、前記巻上部の上流に前記充填材の供給部を具備し、
   前記供給部は、フィルタシート材を繰出すフィルタロールと、
   前記フィルタロールから繰り出された前記フィルタシート材を折り畳むようにして棒状に成形した後、前記巻上部に供給する成形手段とを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のロッド成形機。
5. 前記フィルタシート材は、その片面に分布された活性炭の粒子を含むことを特徴とする請求項４に記載のロッド成形機。

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