(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に小さい断面の中央部分によって相互に間隔を置いて一体的に接続された球根状端部を有する所定長さのポリマー材料を備え、
前記球根状端部は、空気透過性プラグを有し、
前記中央部分は、前記球根状端部どうしの間に伸びる長手方向の縁部を有し、これらの縁部は実質的にフラッシングのない、たばこ等に使用されるエレメントであって、
当該エレメントをカバーし、前記球根状部分の間の空隙を空け、前記中央部分を包囲した環状ポケットを画定する略管状の上包み材料をさらに備えたエレメント。
【請求項２】
前記ポリマー材料が多数のポリマー繊維を有し、前記空気透過性プラグが接触点で互いに結合される前記繊維によって形成される、請求項１に記載のエレメント。
【請求項３】
前記ポリマー繊維がセルロースアセテート・トウを有する、請求項１または２に記載のエレメント。
【請求項４】
前記中央部分が、正方形のような多角形の断面を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載のエレメント。
【請求項５】
前記球根状端部の１つが、少なくとも１つの長手方向に伸びる周囲溝、好ましくは正反対に配置された長手方向に伸びる周囲溝を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載のエレメント。
【請求項６】
前記球根状部分が、前記上包み材料によって半径方向に圧縮されると共に、
前記ポケットに連通して前記上包み材料に形成された多数の開口部をさらに備えた、請求項１ないし５のいずれかに記載のエレメント。
【請求項７】
端部どうしが一体的に連結された請求項１ないし６のいずれかに記載のエレメントを多数備えた、細長いロッド状部材。
【請求項８】
たばこ部分と、
このたばこ部分に対して端部どうしが接合するように固定される、少なくとも１つの請求項１ないし６のいずれかに記載のエレメントと
を備え、好ましくは前記１つの球根状端部が前記たばこ部分に並置されている、巻きたばこ。
【請求項９】
前記ポケット内に収容された、活性炭粒子のような煙改質材料を有する、請求項８に記載のたばこ。
【請求項１０】
クリンプ可能な材料の所定の移動長さから請求項７記載のロッド状部材を形成するための装置であって、
前記ロッド状部材は、相対的に大きい断面のクリンプされない部分と、相対的に小さい断面のクリンプ部分とを長さ方向で交互に有し、
当該装置は、少なくとも、前記クリンプ部分を形成するための第１のクリンプ手段を有し、
前記第１のクリンプ手段は、材料が移動する通路の周りに配置された複数のクリンピングホイールを有し、
各クリンピングホイールは、前記通路に直角な平面内の回転軸線を有し、
各ホイールの軸線は、相互に傾斜しており、
各ホイールは、円周方向に間隔を置いた歯を有し、
各歯は、外側に面するクリンピング面と、このクリンピング面に対して傾斜した隣接する密封面とを有し、
前記クリンプ部分の形成中に前記歯どうしの間に材料が挟まることを防止し、それによって実質的にフラッシングのないクリンプ部分に長手方向の縁部を形成するために、各歯の前記クリンピング面どうしの間で前記材料にクリンプ部分を形成するように前記軸の周りで前記ホイールが回転されるとき、各ホイールの対応する歯どうしが、各歯のクリンピング面が隣接する歯の密封面上で摺動しながら係合するように、それらのホイールが配置されている、ロッド状部材を形成する装置。
【請求項１１】
前記第１のクリンピング装置は、長手方向の縁部に実質的にフラッシングのない正方形断面を有したクリンプ部分を形成するために、前記通路の周りに配置された互いに直角な軸線を有する４つのクリンピングホイールを有する、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
各歯の密封面が前記クリンピング面に直角である、請求項10または11に記載の装置。
【請求項１３】
前記材料の走行通路において前記第１のクリンピング装置に続く第２のクリンピング装置を有し、
この第２のクリンピング装置は、１つ置きの前記クリンプされない部分に少なくとも１つの長手方向に伸びる周囲溝、好ましくは正反対に配置された長手方向に伸びる周囲溝を形成する部分を有する、請求項10ないし12のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
クリンプ可能な材料の所定の移動長さから請求項７記載のロッド状材料を形成する方法であって、
材料が移動する通路の周りに間隔を置いて配置された複数のクリンピングホイールの互いに協働する周囲の歯どうしの間で材料を連続的に締め付けることによって、材料のクリンプされない部分と交互に間隔を置いて配置されるクリンプ部分を連続的に形成する工程と、
各クリンプ部分を形成しながら、各ホイールの歯のクリンピング面を、隣接するホイールの歯の密封面に渡って係合させて摺動させ、それによって、ホイールどうしの間で材料が締め付けられることを防止し、フラッシングのない長手方向の縁部を有するクリンプされない部分を形成する工程と
を備えた、ロッド状部材を形成する方法。
【請求項１５】
前記ロッド状部材をクリンプされない部分の周りで固定される管状ラッピングで包囲する工程と、
このラッピングで包囲された部材を、選択されたクリンプされない部分の略中央で別々の長さにを切断する工程と
をさらに備えた、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記包囲する工程の前に、さらなるクリンピング動作において、少なくとも１つの長手方向に伸びる周囲溝、好ましくは正反対に配置された長手方向に伸びる周囲溝を有する１つ置きに配置されたクリンプされない部分を形成する追加の工程を備えた、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記ロッド状部材を、たばこロッドの一端に、好ましくは前記クリンプされない部分が各たばこロッドの端部に隣接するように固定して、フィルタ付たばこを形成する工程を備えた、請求項14ないし16のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記包囲する工程が、前記管状ラッピングによって、前記クリンプされない部分を半径方向に圧縮する工程を有する、請求項15ないし17のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記ラッピングの内側における前記クリンプされない部分と前記ラッピングとの間に形成された環状ポケット内に、活性炭粒子のような煙改質材料を加える工程を備えた、請求項15ないし18のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、巻きたばこに使用される種類のクリンプエレメント、及び、例えば、たばこスモークフィルタのような関連製品に関する。本発明は、このようなエレメントの製造方法及び製造装置に関する。
特に巻きたばこフィルタのようなものに使用される連続的なロッド状部材は、例えば可塑性セルロースアセテートのような繊維フィルタ材料のトウから形成されるか、または別の例として、煙の曲がりくねった通路を画定する複数の連通割れ目を有する空気透過性プラグに公知の技術によって形成することができる。トウの場合において、フィラメント材料は、連続的な処理ラインを介してトウが長手方向に移動するときに種々の装置によって処理される。フィルタ付たばこの製造において、処理材料が自己保持するかどうかによって、それは連続的に巻かれるか、たばこ部分と関連するために個々のエレメントを形成するために分割された別々の長さに切断される。間隔を置いた半径方向の凹部すなわちクリンプ部分を形成することはセルロースアセテートトウ等の連続的に処理するポリマー材料においては当然である。この技術分野において、クリンピング装置によってこのような材料の移動する長さにおいて連続的な長手方向に間隔を置いたクリンプ部分を形成することは公知であり、クリンピング装置は、例えば、材料が移動する方向に回転し、長さに沿って間隔を置いた空隙で材料を締め付けるか圧縮するために、材料に連続的に係合する周囲部に間隔を置いた歯またはローブを有する１つまたはそれ以上のクリンピングホイールを有する。複数のクリンピングホイールは、材料の進行通路の周りに配置され、ホイールの回転は、複数のホイールからの歯が異なる側からの材料に同時に係合するように同期をとられる。従ってホイールからの歯の各組は、材料と係合するように同期をとられて移動し、材料はその間に挟まれて圧縮され、小さいまたは少なくとも異なる断面のクリンプ部分を形成する。歯が材料から外れるように移動するときに、材料の元の断面は維持される。歯の次の組が材料と係合するとき、他のクリンプ部分が形成され、これが連続して行われる。
たばこフィルタの製造に使用される公知のクリンピングホイール構造の例は、米国特許第3,826,177号及び米国特許第4,085,663号に示されている。これらの特許の例示は、参照によりここに組み込まれている。複数のホイールを使用するクリンピングホイール構造において、各ホイールの縁部の間に小さい空隙がある。従って、移動するクリンプ加工可能な材料は、加熱された状態でホイールの間を通過するとき、クリンプされた材料の縁部部分は、併置されたクリンプ歯のインターフェイス部分の空隙を介して締め付けられ、完成した製品の圧縮部分、またはクリンプ部分の縁部に“フラッシング”すなわち、薄いフィンが形成される。このようなフラッシングは、大部分の用途において、見苦しく、望ましくない。いくつかの適用において、大部分のフラッシングは承諾しがたい。
発明の概要
本発明の目的は、たばこ及びシガー及びパイプのような関連製品に使用される“フラッシュのない”クリンプポリマーロッド及びそこから切断されたエレメントを提供し、この性質の製品を製造する方法及び装置を提供することである。このようなエレメントは、特に、可塑化されたセルロースアセテート等からつくられたとき、濾過するたばこの生産においてたばこ部分と端部と端部が隣接する関係で固定されるとき、たばこの煙フィルタとして特別の有効性を有する。
ロッド状の部材は、従来の処理技術を使用して連続的に形成され、独特のポリマー材料から形成されると共に球根状部分を有し、前記球根状部分が、長手方向に交互に配置された比較的に大きな断面を有し、それらを一体的に相互に結合する比較的小さい断面の接続部分を備えており、前記球根状部分の各々が、空気透過性プラグを画定する相互に連通する通路を有し、前記接続部分がほぼフラッシングのない長手方向の縁部を有する。
本発明の他の目的は、上述したようなロッド状部材から形成されたたばこ等に使用する所定の形状の部材であって、前記部材がほぼフラッシュのないクリンプ部分によって相互接続された大きなクリンプされない空気透過性の端部プラグで“ダンベル”形状のエレメントを形成するために各球根状の部分の中央で切断された所定形状の部材を提供することである。
本発明の他の目的は、クリンプ部分と周りのラッピング部分との間に環状の空隙またはポケットが画定されるように紙等で形成された螺施または円筒形ラッピングでそれらの端部の周りが包囲されている上述したような形状のフラッシュのないエレメントを設けることである。ロッド状部材の球根端部は、直径がわずかに大きい寸法であり、ラッピング材料が適用されるときに公知の方法でわずかに圧縮され、間の接着材を使用するか使用しない部材の端部に適用されるラッピングの密封効果を向上させる。
このような部材の最終的な使用に依存して、端部とラッピングの間に形成された空隙及びスペースは、煙改質媒体、例えば活性炭粒子によって充填され、この場合、クリンプ部分にフラッシングがないことによってたばこの煙フィルタとして使用するときに製品の一様性及び有効性を改良する。別の例として、ポケットは充填されないまま残り、低い吸込抵抗、低い圧力降下及び低い濾過性能を有するたばこフィルタ等を製造する。ラッピングは、大気を入れ、公知の方法においてそれを通過するたばこの煙を希釈するか冷却するためにポケットと連通する細かい複数の開口部を備えている。
本発明による“フラッシュレス”クリンピングは、クリンプ加工する材料の周りに配置されたクリンピングホイールの配列によって達成され、このホイールは、この隣接するクリンピングホイールの各歯面が互いに摺動するようにクリンピング加工の間互いに協働するように新しい歯の形成を行い、クリンプ加工すべき材料を締め付ける隣接するホイールの歯の間の空隙を無くす。例えば、クリンピングホイールの歯は、クリンピング面に所定の角度でクリンピングする材料及び隣接する密封面に対して係合し、締め付ける。隣接するホイールは、動作中、歯の組が係合してクリンプを形成するときに１つのホイール上の歯のクリンピング面が、隣接するホイールの密封面にわたって摺動するように配置されている。
クリンプすべきロッド材料の周りに配置されたクリンピングホイールの数は形成するために必要なクリンプ部分の形状に依存する。本発明の好ましい形状において、互いに直角な軸線を有する４つのクリンピングホイールを使用して、それらの長さの縁部に沿ってフラッシングのない矩形のクリンプ部分またはバーを製造する。この実施例において、歯のクリンピング面が密封面に直角である。他の実施例において、例えば、６つのクリンピングホイールを使用して６角形のロッドを形成するか、３つのクリンピングホイールを使用して３角形の断面を形成することもできる。
本発明の他の特徴によれば、第２のクリンピング装置は、クリンピング加工できる材料のフラッシュのない接続ロッドを形成するクリンピング装置の下流に設けられている。例えば、第２のクリンピング装置は、ロッドの交互に配置された球根端部部分の反対方向に対向する溝を形成するために使用される一対の反対方向に配置されたクリンピングホイールを有する。この形状のロッド部材は、１つの球根端部部分に溝を設け、他の球根端部部分には溝がないダンベル形状のフィルタエレメントに切断される。溝を有する端部は、上述したクリンプ接続部分を包囲する環状空間に導く低い圧力降下の端部を形成する。この技術分野で公知のように、この構造のフィルタは、その周りのラッピングに空気希釈孔を備えている。本発明の他の利点は、添付図面に関連して詳細な説明及び請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるクリンピングホイールの１つの実施例の側面図である。
第２図は、第１図のホイールの正面図である。
第2A図は、固定装置のクリンピングホイールの構成を示す概略図である。
第３図乃至第６図は、クリンピング動作中にホイールの歯の係合の連続的な段階を示すクリンピングホイールの拡大斜視図である。
第７図は、このようなクリンピング装置によって形成されたロッド状部材の側面図である。
第８図は、第７図の線８−８に沿った拡大断面図である。
第９図は、ロッド状部材の一部から形成されたたばこスモークフィルタの側面図であり、図面を明確にするために破断図面を有する。
第10図は、本発明による変形されたロッド状部材を製造する正面図である。
第11図は、変形されたロッド状部材の側面図である。
第12図は、第11図の線12−12で切った拡大断面図である。
第13図は、フィルタ付きたばこ等を形成するためにたばこ部分に固定される第11図及び第12図に示すような変形されたロッド部材の一部を示す断面図である。
好ましい実施例の説明
同じ参照符号は、いくつかの図面を通して同じ部品を言う。この発明の方法及び装置は、種々の使用におけるクリンピング加工が可能な材料の形成に使用することができる。このような部材の１つの使用は、たばこ等の煙フィルタ装置として使用される。しかしながら、たばこの煙フィルタ装置及びこのような製品の生産に関する方法及び装置に関する請求の範囲の範囲を制限するものではない。
第１図乃至第９図に示す実施例において、各々の詳細が第１図及び第２図に詳細に示されている４つのクリンピングホイール10A乃至10Dは、たばこフィルタロッド及びエレメントの形成において、可塑性セルロースアセテート繊維のトウから従来のように形成されたようなクリンプ加工可能な材料の移動ロッド12に連続的なクリンプを形成するために前述の米国特許に示すような公知のクリンプ装置に使用される。クリンピングホイール10A乃至10Dは、公知の方法で重複した前後にダンベル形状の部材16に分割するときロッド状部材14（図７及び図８）に材料を形成するために図３乃至図６に示すような方法で概略的に作用する（第９図参照）。
上述するような、クリンピングホイール10A−10Dと係合するクリンプ加工可能な材料12は、例えば、公知のフィルタ製造方法によってロッド状部材に処理される可塑性セルロースアセテートのような繊維状たばこ煙フィルタ材料のトウを有する。このような方法は、例えば、スタッハジェット、スチームヘッド及び冷却ヘッドを通してトウを引き、それらの接触点で互いに結合される繊維を有する空気透過性ロッドを形成する。つぎにロッドは、前述した米国特許に見られるような軸線が直角に配置された４つのクリンピングホイールを有し、間隔を置いたほぼ“フラッシュのない”繊維材料にクリンピング部分を形成するために本発明の独特のクリンピングホイール10A乃至10Dを使用するクリンピング装置を通過させることができる。
ホイール10A乃至10Dを第１図及び第２図を参照して詳細に説明する。ホイール10Aは、貫通穴22Aと、公知の方法でクリンピング装置の適当な駆動軸にホイールを取り付けるために貫通穴22Aの周りに配置された開口部24Aとを有する中央のハブ部分20Aを有する。ホイールの外側リング部分26Aは、周囲のクリンピング歯28Aを備えている。各歯は外側のクリンピング面30Aと、クリンピング面にほぼ直角な隣接する密封面32Aとを有する。他のホイール10B乃至10Dの同じ部品は、相対的な符号を有する同じ参照符号を有する。
ホイール10A乃至10Bは、移動するクリンピング可能な材料を包囲し、軸線が直角な第２図Ａに示すようなクリンピング装置に配置される。第２図Ａにおいて、クリンプすべき材料は、ホイールの隣接縁部の間の図面の平面に直角な方向に移動する。例えば、第２図を参照すると、ホイール10Aが矢印の方向に回転する場合、クリンプすべき材料は、図面の平面で右から左に移動する。公知のクリンピング装置に関して、ホイール10が回転するとき、各ホイールが互いに接近してその間でトウ材料が締め付ける。従って、回転ホイールの間を材料が通過するとき、連続的な歯またはローブは、材料中に間隔を置いたクリンプ部分を形成し、歯の間の空隙によって形成されたクリンプ加工されない部分と交互に配置される。本発明において、この形状は、併置されたホイールの間で相互作用し、材料がクリンプされることを示す第３図乃至第６図を参照するように、ホイールのかみ合い面に沿ってフラッシングを無くすためにクリンプ部分を形成しながら、各ホイールの歯が一緒にかみ合い、互いに摺動するようになっている。
第３図は、一組の歯28A−28Dの端部が、クリンプ加工を開始するために移動する位置を示している。これは、例えば、ホイール10Aの歯の前端“X"と他のホイールの歯28B乃至28Dの対応する端部の係合を示している。第３図に示すように、この位置において、種々の歯のクリンプ面30A乃至30Dの縁部が丁度接触して、クリンプされた材料12がクリンプ面30A乃至30Dの間に画定された空隙を通過する。
ホイールが連続して回転するとき、歯28A乃至28Dは、隣接するホイールの歯の密封面32A乃至32Dにわたって摺動するクリンプ面30A乃至30Dと次第にかみ合い、トウ材料12は、歯の間の矩形の空隙が減少するとき、次第にクリンプされる。さらに、第４図乃至第６図に示すような並置したホイールの歯の密封面上の１つのホイールで歯のクリンプ面が摺動することによって、矩形のコーナー、すなわち、クリンプ部分の長手方向の縁部のフラッシングの形成が防止される。
第６図は、各歯の最大限の係合の点“z"（第２図参照）を示す。次に、ホイールが連続して回転するとき、歯は開放しており、第３図に戻った位置において、歯28Aの後縁が、歯28B乃至28Dの対応する端部から逸脱している。
クリンプ装置は、球根状の非クリンプ部分36を一体的に相互に接続する薄い、矩形状のクリンプ部分またはバー34を有するロッド状部材14（図８及び図９）をつくる。クリンプ部分の長手方向の縁部またはコーナーはほぼフラッシングがない。
図面は説明を有利にするために誇張されており必ずしも縮尺どおりではない。特に、各クリンプ部分34の長さは、端部ＸとＹとの間の各歯の長さに対応し、各球根部分26の長さはクリンプホイールの歯の間の空隙の長さに対応する。
ロッド状部材14は、たばこ及びフィルタ付たばこの製造における関連製品に有効であるダンベル形状の部材16を形成するために非クリンプ部分36の中間で切断することによって分割される。この観点において、ロッド状部材14は、切断前に紙などのラッピング（上包み）材料38で従来の方法で連続的に包まれる。このようにする場合において、環状ポケット39は、ラッピング38とクリンプ部分34との間に形成され、このクリンプ部分34は、公知の方法において活性炭40等の粒子のような煙改質材料で充填される。クリンプ部分のコーナーにフラッシングがないことによって、粒状材料の配分及び一様性を改良し、チャネリングを最小限にし、フィルタ能率を向上させる。
たばこの製造において一般的であるように、たばこの対は、端部と端部が結合するように形成され、二重のフィルタ長さ部材がチッピング重複（第９図には図示せず）によってたばこ部分の中間に固定される。フィルタ部材は、このたばこを形成するために中央で切断される。また、ラッピング38（及びチッピング包囲）は、大気を環状ポケット39に入れるために空気希釈有孔部分（図示せず）を有する。また、ロッド状部材の球根状のクリンプされない部分36において製造中にラッピング38によって直径が圧縮される際にいくぶん大きな寸法でつくられる。この手順は、ラッピング38とフィルタ端部36との密封を向上させ、接合面に沿った煙の通り抜けを避け、前のクリンプされない部分36を通って煙を押す。
第10図乃至第13図は、ロッド状部材14′の他の球根部分36″が、さらに反対方向を向いた長手方向の溝を備えており、ロッド状部材14′は、前述した同じ部材14である本発明の第２の実施例を示す。
例えば部材14′は、部材14を形成するために使用されるものと同様のタイプの第10図に示すような製造ラインで製造されるが、本発明の進歩的な概念の特徴によるタンデム型クリンピング装置を有する。このようなラインにおいて、フィラメントのトウは、引っ張り装置50によって従来のスタッファジェット44と、スチームヘッド46及び冷却ヘッド48を通して引くことができる。ロッド12は、ロッド12上で間隔を置いた、フラッシュのない、クリンプ部分34′の前述したような例えば、４つのクリンプホイールを含む第１のクリンピング装置52を通って前進する。ロッドは、少なくとも１つの、及び２つまたはそれ以上の正反対に配置されたクリンピングホイール（図示せず）を通過し、ホイールは、交互に配置されたロッドのクリンプされない部分36においてのみ長手方向の溝42を形成するように構成されロッドの移動と同期がとられる。ロッド状部材14′は、従来の引っ張り装置によって冷却装置を通って第２の冷却装置54から通過し、従来の方法で包囲され、切断される（図示せず）。
ロッド状部材14′は、たばこ隣接する溝の端部36″を備えたたばこロッド60の一端にチッピングオーバラップ（図示せず）またはバンド63によってダンベル形状の部材16′が固定される第13図に示す種類のたばこフィルタを形成するために使用される。空気希釈開口部64等が設けられ、端部部分は、いくぶん大きな寸法であり、ラッピング38′によって圧縮される。この構成において、フィルタの溝付き端部36″は、煙が通過する上で抵抗が小さく、その結果、圧力低下が小さく、最終的な製品において低い濾過性能が生じる。
本発明の好ましい実施例を詳細に説明したが、本発明はそれに制限されず、それによって請求の範囲の範囲で変更を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図２Ａ】
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【図９】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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