JP6359117B2 - トウバンドの製造方法及びトウバンド製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、トウバンドの製造方法及びトウバンド製造装置に関する。

本書では、「フィラメント」、「ヤーン」、「トウバンド」、「フィラメントデニール」、「トータルデニール」、「詰込み量」の各用語を、以下のように定義する。

「フィラメント」は、１の紡糸孔から押し出して紡糸した１本の繊維（単繊維）を指す。

「ヤーン」は、１の紡糸筒で紡糸した複数本のフィラメントを、合一して得た１の繊維束（単繊維の集合体）を指す。

「トウバンド」は、紡糸筒相当数の全ヤーン、すなわち、全ての紡糸機で紡糸した全フィラメントを合一し、これを捲縮した多数本のフィラメントの繊維束を指す。

「フィラメントデニール」は、単位長さ９０００ｍ当たりの質量（ｇ）によって表されるフィラメント（単繊維）の繊度であり、以下、「ＦＤ」とも称する。トウバンドのＦＤは、トウバンドを構成する１本分のフィラメントの繊度を意味する。

「トータルデニール」は、単位長さ９０００ｍ当たりの質量（ｇ）によって表される、トウバンドの繊度であり、以下、「ＴＤ」とも称する。

「詰込み量」は、１本のフィルターロッドに充填される、トウバンドの正味重量である。

シガレットフィルター（「プラグ」または「チップフィルター」とも称する。）の素材として、たとえばセルロースアセテート繊維を用いたトウバンドが用いられている。

複数本のフィラメントに含まれるアセトン、水及び揮発成分の重量に関連する記述における「重量％」は、複数本のフィラメントの乾燥重量に対する重量割合を指す。

トウバンドを製造する場合、一例として、セルロースアセテートを有機溶媒に溶解し、紡糸原液を調整する。複数の紡糸筒を備えた紡糸機に紡糸原液を供給し、各紡糸筒に配された紡糸口金の多数の紡糸孔から紡糸原液を吐出して、複数本のフィラメントを紡糸する。この複数本のフィラメントを集め、捲縮機により複数本のフィラメントを捲縮することで、トウバンドを得る。トウバンドとその製造方法については、たとえば特許文献１及び２に開示されている。

シガレットフィルターを製造する場合、一例として、トウバンドを開繊し、且つ、可塑剤を添加して円柱状に成型する。このトウバンドの外周を巻紙で巻回し、所定長さに切断してフィルターロッドを形成する。このフィルターロッドをさらに所定長さに切断し、シガレットフィルターを得る。

特開平７−３１６９７５号公報 特開２００７−７８６５２号公報 特開２００６−１４４１７６号公報

ところで、トウバンドに含まれる複数本のフィラメントのいずれかが損傷していると、トウバンドを開繊する際に、短い単繊維からなる微細な糸状体（「フライ」とも称する。）が発生することがある。この糸状体は、シガレットフィルターの製造工程（巻上工程）で可塑剤を吸収することがある。そして、可塑剤を吸収した状態で、フィルターロッドに不純物として混入しうる。この場合、糸状体に含まれる可塑剤がセルロースアセテートのフィラメントを溶解し、メルトホールと称される溶解孔を発生して品質低下を招くおそれがある。

そこで、例えば特許文献３に開示されるように、フィラメントに水を添着して可塑化することで、捲縮時にフィラメントに掛かる負担を軽減し、フィラメントを損傷しにくくする技術が開発されている。しかしながら、その効果は十分でなく、未だ改善の余地があると考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、トウバンドの糸状体による不具合を低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るトウバンドの製造方法は、アセトンを含む紡糸溶液を用い、複数本のフィラメントを紡糸する紡糸工程と、前記紡糸工程で紡糸された前記複数本のフィラメントをゴデットロールの周面に接触させ、前記ゴデットロールを駆動させて搬送方向の下流側に送るロール送り工程と、前記ロール送り工程後、前記複数本のフィラメントに水を添着することにより、捲縮機で捲縮する際に前記複数本のフィラメントに含まれる水分量を調節する水添着工程と、前記ロール送り工程後且つ前記水添着工程前において、前記複数本のフィラメントに含まれる揮発成分の残留量を測定する測定工程と、前記水添着工程後、前記複数本のフィラメントを前記捲縮機で捲縮する捲縮工程と、を備え、前記紡糸工程では、前記測定工程の測定結果に基づき、前記ゴデットロールと接触する際の前記複数本のフィラメントに含まれるアセトン量を調整するものとする。

また、本発明の別の態様に係るトウバンド製造装置は、アセトンを含む紡糸溶液を用いて、複数本のフィラメントを紡糸する紡糸機と、前記紡糸機で紡糸された前記複数本のフィラメントを周面に接触させ、前記複数本のフィラメントを搬送方向の下流側に送るように駆動されるゴデットロールと、前記複数本のフィラメントを捲縮する捲縮機と、前記ゴデットロールにより送られた前記複数本のフィラメントに水を添着することで、捲縮機で捲縮する際の前記複数本のフィラメントに含まれる水分を調節する水添着装置と、前記ゴデットロールから送られ、且つ、前記水添着装置に水を添着される前の前記複数本のフィラメントに含まれる揮発成分の残留量を測定する測定器と、を備え、前記紡糸機は、前記測定器の測定結果に基づくことにより、前記ゴデットロールと接触する際の前記複数本のフィラメントに含まれるアセトン量が調節可能に構成されている。

上記した本発明の各態様によれば、ゴデットロールと接触する際の複数本のフィラメントに適量のアセトンを含ませておくことで、当該フィラメントを適度に可塑化できる。従って、複数本のフィラメントがゴデットロールと接触し、当該ゴデットロールにより搬送される際、張力または摩擦力等の外力がフィラメントに及んでも、フィラメントは柔軟性を呈して損傷しにくい。また、捲縮機と接触する際におけるフィラメントの水分量を調節することで、当該フィラメントを前記アセトンと適量の水とにより可塑化できる。従って、複数本のフィラメントが捲縮機で捲縮される際、複数本のフィラメントは、損傷を防止されながら捲縮される。これにより、糸状体の発生を抑制し、且つ、フィラメントを適切に捲縮して、トウバンドを得ることができる。

ここで、発明者らの検討により、フィラメントの搬送方向において、第一の位置（例えば、ゴデットロールの近傍位置）で測定した複数本のフィラメントに含まれる水及びアセトンの比率が、第二の位置（例えば、ゴデットロールより前記搬送方向の下流の位置で、且つ、捲縮機より前記搬送方向の上流の位置）で測定した複数本のフィラメントに含まれる水及びアセトンの比率と相関関係があることが分かっている。従って、例えば、第一の位置で複数本のフィラメントに含まれる揮発成分の残留量を測定することにより、第二の位置で、複数本のフィラメントに含まれる水及びアセトンが、それぞれ適量に保たれているかを検査できる。この揮発成分の残留量の測定結果に基づき、オペレータは、複数本のフィラメントに含まれるアセトン及び水の各量を管理できる。従って、複数本のフィラメントを適切に捲縮し、且つ、糸状体の発生を抑制するように図ることが可能である。

結果として、トウバンドの糸状体による不具合を低減できる。

実施形態１に係るトウバンド製造装置の全体構成を示す図である。 捲縮されたトウバンドの構成を示す一部拡大図である。 フィラメントに含まれる揮発成分における各成分比率を示すグラフである。 フィラメントに含まれる揮発成分と、フィラメントを用いてなるトウバンドを開繊した際に発生する糸状体の発生量との関係を示すグラフである。 フィルターロッド製造装置の構成を示す図である。 トウバンド中の損傷したフィラメントの混入率と、糸状体の発生量との関係を示すグラフである。 比較例の複数本のフィラメントに含まれる総揮発成分の残留量と、フィルターロッド製造時の糸状体の発生量との関係を示すグラフである。 実施例の複数本のフィラメントに含まれる総揮発成分の残留量と、フィルターロッド製造時の糸状体の発生量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を各図を参照して説明する。

＜実施形態＞
［トウバンド製造装置］
図１に示すように、トウバンド製造装置１は、ミキサー２と、濾過機３と、紡糸機４と、捲縮機５と、乾燥機６と、一対の搬送ロール７と、梱包機８と、水添着装置１３と、測定器１６とを備える。

ミキサー２は、容器と、その内部に配された攪拌機とを有し、前記容器に投入された、フィラメントＦの材料と、有機溶媒等とを含む紡糸原液を混合する。フィラメントＦの前記材料としては、セルロースアセテートが含まれる。前記有機溶媒には、アセトンが含まれる。ミキサー２は、紡糸原液を調整する等の目的で用いる。濾過機３は、ミキサー２で調整された紡糸原液を濾過し、不純物を除去する等の目的で用いる。

紡糸機４は、並設された複数の紡糸筒１１と、各紡糸筒１１に配された紡糸口金１２と、不図示の定量ポンプとを備える。各紡糸筒１１は、いずれも上下に延びる長尺状の筒体である。紡糸口金１２は、紡糸筒１１の上端部に設けられている。紡糸筒１１の各々には、互いに連通する送風路１１ａが設けられる。送風路１１ａには、空気を紡糸筒１１の内部に供給するためのブロワー１１ｂと、紡糸筒１１の内部に供給する空気の温度及び湿度を調節するための空気調節部１１ｃとが配されている。紡糸口金１２には、所定数の複数の紡糸孔１２ａが形成されている。トウバンド製造装置１では、紡糸口金１２の紡糸孔１２ａの周縁形状及びサイズ等を調整することにより、フィラメントＦのＦＤを所定の範囲に調整する。

フィラメントを紡糸する紡糸工程を行う際は、一例として乾式紡糸法に基づき、紡糸原液を不図示の定量ポンプにより各紡糸口金１２に送り込み、紡糸筒１１の内部で紡糸孔１２ａから下方に向けて紡糸原液を吐出する。このとき、ブロワー１１ｂと空気調節部１１ｃとを用い、所定の温度及び湿度に調節された空気を送風路１１ａを介して紡糸筒１１の内部に供給することにより、前記吐出した紡糸原液を冷却し、且つ、紡糸原液に含まれる揮発成分の一部を揮発させて乾燥する。これにより、複数本のフィラメントＦを紡糸する。紡糸原液に含まれる揮発成分には、水と、アセトン等を含む有機溶媒等とが含まれる。この揮発成分の揮発量は、フィラメントＦの乾燥条件を変えることで調節できる。フィラメントＦの乾燥条件は、例えば、紡糸筒１１の内部に送り込む空気の温度及び湿度を空気調節部１１ｃを用いて調節することや、紡糸筒１１の内部に送り込む空気の供給量をブロワー１１ｂを用いて調節することで変更可能である。

尚、図１のように、紡糸筒１１の各々を１本の送風路１１ａによって互いに連通させることは必須ではない。たとえば、紡糸筒１１の各々に対し、空気調節部１１ｃと連通する送風路１１ａを個別に設けてもよい。

各紡糸筒１１の下方における複数本のフィラメントＦの搬送方向の下流側には、オイリング装置１４と、ゴデットロール１５と、ガイド部材９と、集束手段１０とが、それぞれ配されている。オイリング装置１４は、複数本のフィラメントＦに繊維油剤及び水を含むオイルエマルジョンを添着することにより、複数本のフィラメントＦに滑り性を付与する等の目的で用いる。ゴデットロール１５は、フィードロールとも称され、前記オイルエマルジョンを付着した複数本のフィラメントＦを周面に接触させ、合一させて束ねることにより、ヤーンＹを形成する等の目的で用いる。合一されたヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）は、ロール送り工程において、ゴデットロール１５を駆動させることで下流側に搬送される。このようにゴデットロール１５で下流側に搬送された、合一されたヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）は、１以上のガイド部材９に接触させることでガイド部材９に案内されながら、さらに下流側に搬送される。ガイド部材９は、合一されたヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）と接触する部材であり、一例としてガイドピンを備えて構成される。本実施形態では、合一されたヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）の搬送方向において、１以上のガイド部材９が、ゴデットロール１５よりも下流側に配置されている。ゴデットロール１５の各々から搬送される複数本のヤーンＹは、集束手段１０において帯状に集束されて、捲縮機５側に搬送される。

測定器１６は、一例として、近赤外線分光光度計（ＮＩＲＳ）を備えてなり、近赤外線を測定する測定部１６ａと、測定結果を表示する表示部１６ｂとを有する。トウバンド製造装置１において、測定器１６は、ヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）の搬送方向において、ゴデットロール１５と水添着装置１３との間、より具体的には、集束手段１０と水添着装置１３との間に配され、ヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）に含まれる揮発成分の残留量を測定する等の目的で用いる。測定部１６ａは、集束手段１０から搬出され、且つ、捲縮機５へと搬送されるヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）に含まれる揮発成分（水と、アセトンと、繊維油剤との成分等を含む）の残留量を測定可能に配置されている。一例として、測定器１６は、複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分の残留量を、各成分毎の残留量を合計したトータル量として測定する。表示部１６ｂは、測定部１６ａによる測定結果を、計測値、または、複数の計測値を並べて作成したグラフ等として表示する。

水添着装置１３は、スリット状の開口部を備えた不図示の中空ノズルからヤーンＹに所定の水を添着する装置であり、前記ノズルには、配管を介して不図示のブロワーまたはヘッドタンクが接続され、前記ブロワーの圧力または前記ヘッドタンクのヘッド圧により、前記ノズルに水が供給される。投入する水としては、純水が好適である。トウバンド製造装置１において、水添着装置１３は、ヤーンＹの搬送方向における測定器１６と捲縮機５との間に配置される。

捲縮機５は、スタフィングボックス型であって、一対のロール５ａ、５ｂと、一対の板状部材５ｃ、５ｄと、付勢部材５ｅとを有する。捲縮機５は、図１中、ヤーンＹ（フィラメントＦ）を紙面左側から右側に向かって搬送する。ロール５ａ、５ｂは、一例として、同一の構成を有する駆動ロールであって、ニップロール、または押し込みロールとも称する。ロール５ａ、５ｂは、互いの軸芯が平行に配され、且つ、互いの周面を対向させて軸支されている。ロール５ａ、５ｂの各周面の接触部分には、ニップ点Ａ１、Ａ２が形成されている。一対の板状部材５ｃ、５ｄは、ヤーンＹの搬送方向の下流側において、各板面が上下方向で対向し、且つ、ヤーンＹの搬送方向の上流側における各々の端部５ｃ１、５ｄ１が、ロール５ａ、５ｂに近接するように配置される。一対の板状部材５ｃ、５ｄは、垂直方向に延びる不図示の一対の側壁部材と組み合わされ、クリンパボックス５ｆを構成している。付勢部材５ｅは、複数本のヤーンＹを、板状部材５ｄの板面に向かって押圧するように付勢されている。一例として、付勢部材５ｅは、板状体として構成され、ヤーンＹの搬送方向の上流側に位置する端部５ｅ１において、板状部材５ｃと連結されている。これにより、付勢部材５ｅは、板状部材５ｃとの連結部分を揺動中心Ｐとし、上下に揺動する。付勢部材５ｅでは、ヤーンＹの搬送方向の下流側に位置する出口側端部５ｅ２がエアー供給による不図示のダイアフラム弁の押圧力を作用させることによって、板状部材５ｄの板面を押圧する方向に付勢されている。従って、ヤーンＹの搬送方向及び一対のロール５ａ、５ｂの軸方向と直交する方向において、付勢部材５ｅは、複数本のヤーンＹに対し、所定のクリンプ圧を掛けられるように配されている。

捲縮工程を行う際には、搬送される複数本のヤーンＹが一対のロール５ａ、５ｂの間に通され、ニップ点Ａ１、Ａ２において複数本のヤーンＹに所定のニップ圧を掛けながら、複数本のヤーンＹがロール５ａ、５ｂから押し出される。これにより、複数本のヤーンＹに微細な捲縮が掛けられる。複数本のヤーンＹは、ロール５ａ、５ｂの駆動により、クリンパボックス５ｆの内部を下流側に搬送される。このとき、付勢部材５ｅが複数本のヤーンＹにクリンプ圧を掛けるので、複数本のヤーンＹは、クリンパボックス５ｆの内部において、若干滞留する。この滞留の際、複数本のヤーンＹは、クリンパボックス５ｆの内部において、搬送方向の下流側に向かって波形に蛇行しながら折り畳まれることで、さらに捲縮される。複数本のヤーンＹがクリンパボックス５ｆから搬出される際、複数本のヤーンＹは、付勢部材５ｅから掛けられるクリンプ圧によって、さらに捲縮される。このように捲縮機５では、複数本のヤーンＹが段階的に捲縮される。これにより、トウバンドＴＢ０が形成される。

図２は、捲縮されたトウバンドＴＢ０の構成を示す一部拡大図である。図２に示すように、トウバンドＴＢは、ヤーンＹの搬送方向に向かって、山部ＴＢａと谷部ＴＢｂとが、交互に形成されるように捲縮される。一例として、捲縮機５は、複数本のヤーンＹの捲縮数が２５ｍｍ当たり３０山以上３５山以下となるように設定されている。

図１に示すように、捲縮機５から搬出されたトウバンドＴＢ０は、乾燥機６にて乾燥処理されることで、残留溶媒及び水がある程度まで除去される。これにより、トウバンドＴＢが得られる。

乾燥処理されたトウバンドＴＢは、一対の搬送ロール７の間に搬送され、梱包機８でベール状に折り畳まれ、且つ、圧縮されて梱包される。トウバンドＴＢは、後述するフィルターロッド製造装置２０を用いたフィルターロッドの製造に供される。

ここで、トウバンド製造装置１では、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量が、２重量％以上１７重量％以下となるのを目標値として、紡糸筒１１の内部におけるフィラメントＦの乾燥条件が設定されている。この乾燥条件は、一例として、紡糸速度と、外部から紡糸筒１１の内部への空気供給量と、紡糸筒１１の内部温度とのいずれかを調節する操作を含む。さらにトウバンド製造装置１では、捲縮機５で複数本のフィラメントＦを最初に捲縮させる際の、複数本のフィラメントＦに含まれる水分量が、２０重量％以上５０重量％以下となるのを目標値として、水添着装置１３において複数本のフィラメントＦに添着する水分量が設定されている。この水分量は、一例として、水添着装置１３の前記ノズルに対して前記ブロワーの圧力により水を供給する際の前記ブロワーの回転数、あるいは、前記ノズルに対して前記ヘッドタンクのヘッド圧により水を供給する際の流量を調節する流量調節弁のいずれかを調節する操作を含む。

本実施形態では、フィラメントＦがゴデットロール１５の周面と接触する際、当該フィラメントＦは、適量のアセトンを含むことにより可塑化されている。従って、フィラメントＦがゴデットロール１５とガイド部材９とに順に接触して搬送される際、張力や摩擦力等の外力がフィラメントＦに及んでも、フィラメントＦは柔軟性を呈して損傷しにくい。

また、捲縮機５で最初に捲縮される際、複数本のヤーンにおける複数本のフィラメントＦは、適量の水とアセトンとを含むことにより可塑化されている。従って、複数本のフィラメントＦを捲縮機５で捲縮する際、ニップ圧やクリンプ圧等の外力がフィラメントＦに及ぶ場合や、複数本のヤーンＹをクリンパボックス５ｆの内部で折り畳む際に、クリンパボックス５ｆの内壁からの摩擦力等がフィラメントＦに及ぶ場合でも、複数本のフィラメントＦは、柔軟性を呈して損傷しにくい。これにより、複数本のフィラメントＦを捲縮機５で捲縮する際に、損傷を防ぎつつ適切に捲縮することができる。

近年のシガレットの嗜好の変化により、いわゆる「スリムタイプ」または「スーパースリムタイプ」、或いは「ウルトラスーパースリムタイプ」等と称される、一般のシガレットよりも径が細いシガレットが市販されている。これらの細いシガレット用のフィルターを製造するためのトウバンドＴＢとして、ＴＤが小さく、且つ、ＦＤが大きい（一例として、ＴＤが１００００以上２２０００以下であり、且つ、ＦＤが６以上１０以下）トウバンドＴＢを製造する場合、複数本のフィラメントＦを捲縮しにくいことがある。このような場合でも、本実施形態によれば、フィラメントＦが適量の水及びアセトン（以下、これら２つを「可塑化剤」と称する。）とを含んで可塑化されるので、当該フィラメントＦをダメージを受けにくくし、且つ、良好に捲縮できる。これにより、複数本のフィラメントＦを適切に捲縮し、糸状体の発生を抑制したトウバンドＴＢを得ることができる。

ここで、複数本のフィラメントＦの乾燥具合や、ゴデットロール１５と、ガイド部材９と、集束手段１０とのいずれかに対する複数本のフィラメントＦの接触により、複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分が奪われて減少することがある。

図３は、フィラメントに含まれる揮発成分における各成分比率を示すグラフである。図３では、測定器１６による測定結果として考えうる異なる３パターンの測定結果Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を示している。測定結果Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の各々では、複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分における、水と、アセトンと、オイルエマルジョンの繊維油剤中の油脂との各成分比率を示す。

複数本のフィラメントＦの状態により、複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分の残留量は、測定結果Ｃ１の測定値Ｎ１と、測定結果Ｃ２の測定値Ｎ２と、測定結果Ｃ３の測定値Ｎ３とのように、異なる値に変動する。ここで発明者らの検討によると、トウバンドの通常の製造ラインにおいて、各揮発成分の残留量における少なくとも水とアセトンとの各成分比率は、ほぼ一定であり、フィラメントＦの搬送方向において、第一の位置で測定した複数本のフィラメントＦに含まれる水及びアセトンの各比率が、第二の位置で測定した前記比率と相関関係を有している。また、糸状体の発生量を効果的に低減するためには、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量が、少なくとも最低基準量として、２重量％以上に保持されていればよいことが、発明者らの行った実験により分かっている。

実施形態１では、これらの知見に基づき、トウバンドＴＢを製造する際、ロール送り工程後且つ水添着工程前において、複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分の残留量を測定する測定工程を実施する。これにより、オペレータは、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量が、最低基準量の２重量％以上で、且つ最高基準量の１７重量％以下に保持されているかを検査する。

具体的には、オペレータは、例えばゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分について、当該総揮発成分中の水とアセトンとの各成分比率を、ガスクロマトグラフィー装置等の手段を用いて予め把握する。その後、オペレータは、集束手段１０から搬出されて水添着装置１３側に搬送されるヤーンＹ（複数本のフィラメントＦ）に含まれる前記揮発成分の残留量を、測定器１６により測定する。この揮発成分の残留量の測定結果は、表示部１６ｂに表示される。測定器１６が、揮発成分の残留量中に占めるアセトン量自体を測定しなくても、オペレータは、表示部１６ｂに表示された揮発成分の残留量を確認し、先にガスクロマトグラフィー装置等の手段を用いて求めたアセトンの成分比率に基づいて簡単な演算を行うことで、複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量を算出できる。このように、オペレータは、測定器１６の測定結果に基づき、必要に応じて紡糸筒１１への空気の供給による紡糸溶液の乾燥条件を調節することで、複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量を調節することが可能である。具体的に、紡糸機４では、オペレータがブロワー１１ｂと空気調節部１１ｃとのいずれかを調節することにより、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量を調節できる。よって、オペレータは、複数本のフィラメントＦに含まれるアセトン量を管理できる。

また、オペレータは、表示部１６ｂに表示された揮発成分の残留量を確認し、上記したアセトン量の計算と同様に、先にガスクロマトグラフィー装置等の手段を用いて求めた水の成分比率に基づいて簡単な演算を行うことで、複数本のフィラメントＦに含まれる水分量を算出できる。このように、オペレータは、測定器１６の測定結果に基づき、必要に応じてオイリング装置１４または水添着装置１３を再調整等することで、複数本のフィラメントＦに含まれる水分量を調節することが可能である。よって、オペレータは、複数本のフィラメントＦに含まれる水分量を管理できる。

［揮発成分の残留量と糸状体の発生量との関係］
図４は、フィラメントに含まれる揮発成分と、フィラメントを用いてなるトウバンドを開繊した際に発生する糸状体の発生量との関係を示すグラフである。当該グラフは、具体的には、複数本のフィラメントＦがゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントＦに含まれる揮発成分の残留量（以下、図４の説明に関し、単に「揮発成分の残留量」と称する。）と、複数本のフィラメントＦを用いてなるトウバンドＴＢを開繊した際に発生する糸状体の発生量との関係を示す。揮発成分の残留量は、測定器１６で測定した測定値として示している。測定器１６で揮発成分の残留量を測定する際の環境条件を、通常のトウバンドの製造ラインの環境条件（室温２５℃）に設定した。捲縮機５で複数本のフィラメントＦを最初に捲縮させる際の複数本のフィラメントＦに含まれる水分量は、２０重量％以上５０重量％以下となるように調整した。

図４のグラフに示すように、揮発成分の残留量が少ないと、糸状体の発生量は多い。揮発成分の残留量が増加すると、これに伴って糸状体の発生量は、急激に減少する。そして、揮発成分の残留量が測定値Ｎ５になったときに、糸状体の発生量は、極小値Ｆ２となる。発明者らの行った確認試験の範囲では、揮発成分の残留量が測定値Ｎ５をある程度超えても、糸状体の発生量は、極小値Ｆ２の付近で留まることが分かった。図４中のＦ１は、揮発成分の残留量が測定値Ｎ４のときの糸状体の発生量であり、一例として、トウバンドを実際に作製する場合における糸状体の発生量の許容範囲の上限を示す。

測定値Ｎ５を若干超えた測定値Ｎ６よりも揮発成分の残留量が多くなると、捲縮機５において複数本のフィラメントＦを捲縮しにくくなることが、発明者らの行った別の確認試験により分かった。この理由の一つとして、揮発成分の残留量が多くなると、当該揮発成分中の可塑化剤の量が増加し、フィラメントＦが過度に可塑化されることが考えられる。このようなフィラメントＦの過度の可塑化により、フィラメントＦを捲縮させる際や、トウバンドＴＢを開繊する際に、複数本のフィラメントＦに適切な張力を掛けにくくなった可能性がある。

揮発成分の残留量の変動が、糸状体の発生量と、フィラメントＦの捲縮とに影響を及ぼす理由の一つとしては、フィラメントＦに対する有効な可塑化剤であるアセトンの特性が現れたことが考えられる。揮発成分の残留量におけるアセトンの成分比率は、前述したようにほぼ一定であるから、仮に、揮発成分の残留量がＮ４のときのアセトンの成分比率を、Ｘ１重量％とし、揮発成分の残留量がＮ６のときのアセトンの成分比率を、Ｘ２重量％とすると、フィラメントＦがゴデットロール１５と接触する際のアセトンの成分比率をＸ１重量％以上Ｘ２重量％以下の範囲に設定すれば、糸状体の発生量をＦ１以下の許容範囲内に抑制し、且つ、複数本のフィラメントＦを良好に捲縮できると考えられる。発明者らの行った別の確認試験によれば、通常のトウバンドの製造条件として、紡糸時の紡糸溶液温度を１２０℃以上１５０℃以下に設定した場合、Ｘ１は２重量％、Ｘ２は１７重量％であった。従って、フィラメントＦがゴデットロール１５と接触する際のアセトンの成分比率としては、例えば、２重量％以上１７重量％以下の範囲が望ましいと言える。

次に、トウバンドＴＢを用いたフィルターロッドの製造について、フィルターロッド製造装置の構成を例示しながら説明する。

［フィルターロッド製造装置］
図５は、フィルターロッド製造装置の構成を示す図である。図５に示すように、フィルターロッド製造装置２０は、第一開繊ジェット装置２１と、第二開繊ジェット装置２２と、プレテンションロール２３と、第一開繊ロール２４と、第二開繊ロール２５と、第三開繊ジェット装置２６と、スプレーブース２７と、送りロール２８と、搬送ジェット装置２９と、ファンネル３０と、筒体３２と、回転ブレード３３とを備える。

フィルターロッドを製造する際には、まず、梱包箱Ｂからベール状のトウバンドＴＢを繰り出し、トウバンドＴＢを第一開繊ジェット装置２１と第二開繊ジェット装置２２とを順に通過させることにより、トウバンドＴＢを開繊する。これにより、トウバンドＴＢにおける複数本のフィラメントＦを薄く広げ、トウバンドＴＢの幅を調整する。次に、プレテンションロール２３における一対のロール２３ａ、２３ｂの間に、トウバンドＴＢを通過させる。このとき、プレテンションロール２３によって、トウバンドＴＢに一定の張力を掛けた状態とし、第一開繊ロール２４における一対のロール２４ａ、２４ｂの間と、第二開繊ロール２５における一対のロール２５ａ、２５ｂの間とに、トウバンドＴＢを順に通過させる。このとき、第一開繊ロール２４と第二開繊ロール２５との回転速度を異ならせることで、その回転速度差によって、トウバンドＴＢをさらに開繊し、トウバンドＴＢの幅を調整する。さらに、第三開繊ジェット装置２６を通過する際にも、トウバンドＴＢを開繊することで、トウバンドＴＢの幅を調整する。

このように、複数段階に分けて十分に開繊したトウバンドＴＢに対し、スプレーブース２７において、トリアセチン等の可塑剤をスプレーにより添着する。その後、トウバンドＴＢを送りロール２８の間に搬送し、筒状の搬送ジェット装置２９の内部において、トウバンドＴＢを所定の詰め込み量にて円柱状に圧縮して成形する。次に、前記成形された円柱状のトウバンドＴＢを、円錐状のファンネル３０の内部に送り込み、円柱状のトウバンドＴＢの外周にラッピング紙３１を巻回する。続いて、筒体３２の内部において、ラッピング紙３１を接着剤でトウバンドＴＢに貼着する。トウバンドＴＢとラッピング紙３１とを回転ブレード３３で所定の長さ（たとえば１００ｍｍ以上１２０ｍｍ以下程度の長さ）に切断することにより、複数本のフィルターロッドＦＲを製造する。尚、得られたフィルターロッドＦＲは、さらに所定長さに切断し、シガレットフィルターとして用いる。

このシガレットフィルターは、所定量のトウバンドＴＢを円筒状に圧縮して構成されているが、トウバンドＴＢが捲縮機５で良好に捲縮されているので、通気抵抗（ＰＤ）及び通気抵抗のばらつき（ＰＤＣｖ）がともに抑制されている。従って、当該シガレットフィルターを用いれば、吸い易いシガレットを安定した品質で製造できる。

フィラメントＦが損傷したトウバンドＴＢを開繊すると、糸状体が発生し易くなる。この糸状体が可塑剤を吸収した状態でシガレットフィルターに混入すると、可塑剤がフィラメントＦを溶解し、メルトホールと称される溶解孔を発生して品質低下を招くおそれがある。本実施形態では、糸状体の発生が抑制されているので、シガレットフィルターへの糸状体の混入量が少なく、メルトホールを発生するおそれは低い。よって、高品質なシガレットを製造できる。

＜確認試験＞
［試験１］
上記実施形態の捲縮工程に基づき、セルロースアセテート繊維からなる複数本のフィラメントを用いてトウバンドを作製した。当該トウバンドに含まれる複数本のフィラメントのうち、所定量のフィラメントを切断しない程度に損傷させた。このとき、トウバンドに含まれる、損傷させたフィラメントの量を変化させることで、複数のトウバンドのサンプルを作製した。

複数のトウバンドのサンプルをそれぞれ用い、上記実施形態に記載した、フィルターロッド製造工程に基づき、フィルターロッドを作製した。このとき、フィルターロッド製造装置を１５分間にわたって連続的に稼働させ、当該稼働時間中にフィルターロッド製造装置で発生した糸状体の発生量（ｍｇ／１５ｍｉｎ）を確認した。図６に、トウバンドに含まれる、損傷したフィラメントの混入率と、糸状体の発生量との関係を示す。

図６に示すように、損傷したフィラメントの混入率が高いと、トウバンドを用いてフィルターロッドを作製した場合、糸状体の発生量が増加することが分かった。トウバンドに含まれる損傷したフィラメントの混入率が高いと、糸状体の量が増加することによって、可塑剤を吸収した糸状体がフィルターロッドに混入し、メルトホールを発生するおそれが高まると考えられる。

従って、上記実施形態のようにトウバンドＴＢを製造する際、複数本のフィラメントＦに所定のタイミングで可塑化剤を含ませ、複数本のフィラメントＦを可塑化して糸状体の発生を防止することは、糸状体に起因して生じるメルトホールの発生を効果的に防止し、高品質なシガレットを得る等の目的において、特に有効であると考えられる。

［試験２］
次に、トウバンド製造装置において、ゴデットロールと接触する際の複数本のフィラメントに含まれるアセトン量が、２重量％以上１７重量％以下となるように設定した。そして、捲縮機に接触する直前のフィラメントＦに対し、所定量の水を添着した実施例と、水を添着しない比較例とにおける糸状体の発生量の差について調べた。

実施例のトウバンド製造装置として、トウバンド製造装置１を用いた。水添着装置１３において、捲縮機５で複数本のフィラメントを最初に捲縮させる際、複数本のフィラメントに含まれる水分量が、２０重量％以上５０重量％以下となるように、水添着装置１３及びオイリング装置１４を設定した。また、測定器１６の測定結果に基づき、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントに含まれる揮発成分の残留量を、約１７重量％以上約３３重量％以下とすることで、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントに含まれるアセトン量が、２重量％以上１７重量％以下となるように設定した。これにより、実施例のトウバンドの複数のサンプルを得た。実施例のトウバンドの各サンプルを用い、フィルターロッド製造装置２０を１５分間にわたって連続的に稼働し、フィルターロッドを製造した。フィルターロッドを製造する毎に、フィルターロッド製造装置２０の稼働中に発生した糸状体の発生量（ｍｇ／１５ｍｉｎ）を測定した。

比較例のトウバンド製造装置として、トウバンド製造装置１から水添着装置１３を除いた構成のものを用いた。実施例と同様に、測定器１６の測定結果に基づき、ゴデットロール１５と接触する際の複数本のフィラメントに含まれるアセトン量が、２重量％以上１７重量％以下となるように設定した。捲縮機５で複数本のフィラメントを最初に捲縮させる際の、複数本のフィラメントに含まれる水分量の調整は、特段行わなかった。これにより、比較例のトウバンドの複数のサンプルを得た。比較例のトウバンドの各サンプルを用いてフィルターロッドを製造する毎に、実施例と同様に、フィルターロッド製造装置２０の稼働中に発生した糸状体の発生量（ｍｇ／１５ｍｉｎ）を測定した。

図７は、比較例の複数本のフィラメントに含まれる総揮発成分の残留量と、フィルターロッド製造時の糸状体の発生量との関係を示すグラフである。図８は、実施例の複数本のフィラメントに含まれる総揮発成分の残留量と、フィルターロッド製造時の糸状体の発生量との関係を示すグラフである。図７及び８に示すグラフの縦軸は、同一のスケールとしている。また、図７及び８中に示す「平均値」は、それぞれ、実施例または比較例の複数のサンプルにおける糸状体の発生量の平均値を示す。

図７及び８に示すように、実施例及び比較例のいずれでも、ゴデットロールと接触する際の複数本のフィラメントに含まれるアセトン量を、２重量％以上１７重量％以下に設定することで、糸状体の発生量が、ある程度まで抑制されている。しかしながら、例えば図７に示すように、比較例では、揮発成分の残留量が、２０重量％付近である場合等において、糸状体の発生量が比較的多くなった。また、比較例の糸状体の各発生量のばらつきが、実施例の糸状体の各発生量のばらつきに比べて大きいことが分かった。実施例の各サンプルの糸状体の発生量については、比較例の各サンプルの糸状体の発生量に比べてばらつきが小さく、且つ、実施例の糸状体の発生量の平均値も、比較例の糸状体の発生量の平均値より抑制された結果が得られた。

比較例及び実施例のトウバンド製造装置では、ともにオイリング装置によって、複数本のフィラメントにオイルエマルジョンが添着されている。しかし、図７及び８に示す結果から、糸状体の発生を抑制するためには、捲縮機で複数本のフィラメントを最初に捲縮する際に、水添着装置等を用いて所定量の水を当該複数本のフィラメントに含まれるように調整することが有効であると考えられる。従って、実施例のように、捲縮機で複数本のフィラメントを最初に捲縮させる際の水分量が、２０重量％以上５０重量％以下となるように、複数本のフィラメントに水を添着する水添着工程を実施すれば、糸状体の発生量を効果的に抑制できると考えられる。

以上のように、本発明の各態様によれば、トウバンドの糸状体による不具合を低減できる、優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できるトウバンドの製造方法及びトウバンド製造装置として広く適用すると、有益である。

Ｆ フィラメント
ＦＤ フィラメントデニール
ＴＢ トウバンド
ＴＤ トータルデニール
１ トウバンド製造装置
４ 紡糸機
５ 捲縮機
５ａ、５ｂ ロール（ニップロールまたは押し込みロール）
９ ガイド部材
１１ 紡糸筒
１１ｂ ブロワー
１１ｃ 空気調節部
１３ 水添着装置
１５ ゴデットロール（フィードロール）
１６ 測定器

Claims (12)

1. アセトンを含む紡糸溶液を用い、複数本のフィラメントを紡糸する紡糸工程と、
   前記紡糸工程で紡糸された前記複数本のフィラメントをゴデットロールの周面に接触させ、前記ゴデットロールを駆動させて搬送方向の下流側に送るロール送り工程と、
   前記ロール送り工程後、前記複数本のフィラメントに水を添着することにより、捲縮機で捲縮する際に前記複数本のフィラメントに含まれる水分量を調節する水添着工程と、
   前記ロール送り工程後且つ前記水添着工程前において、前記複数本のフィラメントに含まれる揮発成分の残留量を測定する測定工程と、
   前記水添着工程後、前記複数本のフィラメントを前記捲縮機で捲縮する捲縮工程と、を備え、
   前記紡糸工程では、前記測定工程の測定結果に基づき、前記ゴデットロールと接触する際の前記複数本のフィラメントに含まれるアセトン量を調整する、トウバンドの製造方法。
2. 前記紡糸工程では、前記ゴデットロールに接触する際の前記複数本のフィラメントに含まれる前記アセトン量が、前記複数本のフィラメントの乾燥重量に対する重量割合の２重量％以上１７重量％以下となるように、前記アセトン量を調整する、請求項１に記載のトウバンドの製造方法。
3. 前記水添着工程では、前記測定工程の測定結果に基づき、前記水分量を、前記複数本のフィラメントの乾燥重量に対する重量割合の２０重量％以上５０重量％以下に調整する、請求項１または２に記載のトウバンドの製造方法。
4. 前記ロール送り工程後且つ前記測定工程前において、前記複数本のフィラメントを１以上のガイド部材に接触させて搬送方向の下流側に案内する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
5. 前記紡糸工程では、前記紡糸筒の内部に空気を供給することにより、前記紡糸溶液の一部を乾燥させて前記複数本のフィラメントを紡糸し、前記空気の供給による前記紡糸溶液の乾燥条件を調節することで前記アセトン量の調節を行う、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
6. 前記トウバンドは、トータルデニールが１００００以上２２０００以下であり、且つ、フィラメントデニールが６以上１５以下である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトウバンドの製造方法。
7. アセトンを含む紡糸溶液を用いて、複数本のフィラメントを紡糸する紡糸機と、
   前記紡糸機で紡糸された前記複数本のフィラメントを周面に接触させ、前記複数本のフィラメントを搬送方向の下流側に送るように駆動されるゴデットロールと、
   前記複数本のフィラメントを捲縮する捲縮機と、
   前記ゴデットロールにより送られた前記複数本のフィラメントに水を添着することで、捲縮機で捲縮する際の前記複数本のフィラメントに含まれる水分量を調節する水添着装置と、
   前記ゴデットロールから送られ、且つ、前記水添着装置に水を添着される前の前記複数本のフィラメントに含まれる揮発成分の残留量を測定する測定器と、を備え、
   前記紡糸機は、前記測定器の測定結果に基づくことにより、前記ゴデットロールと接触する際の前記複数本のフィラメントに含まれるアセトン量が調節可能に構成されている、トウバンド製造装置。
8. 前記ゴデットロールと接触する際の前記複数本のフィラメントに含まれるアセトン量が、前記複数本のフィラメントの乾燥重量に対する重量割合の２重量％以上１７重量％以下に調節されている、請求項７に記載のトウバンド製造装置。
9. 前記捲縮機で捲縮する際の前記複数本のフィラメントに含まれる水分量が、前記複数本のフィラメントの乾燥重量に対する重量割合の２０重量％以上５０重量％以下に調節されている、請求項７または８に記載のトウバンド製造装置。
10. 前記複数本のフィラメントの前記搬送方向における前記ゴデットロールと前記測定器との間に、前記複数本のフィラメントを前記搬送方向の下流側に案内するように配された１以上のガイド部材をさらに備える、請求項７乃至９のいずれか１項に記載のトウバンド製造装置。
11. 前記紡糸機は、紡糸筒を有し、前記紡糸筒の内部に供給した空気により、前記紡糸溶液の一部を乾燥させて前記複数本のフィラメントを紡糸し、前記空気の供給による前記紡糸溶液の乾燥条件を調節することで前記アセトン量が調節可能である、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のトウバンド製造装置。
12. 前記紡糸機は、前記紡糸筒の内部に空気を供給するブロワーと、前記空気の温度または湿度のいずれかを調節する空気調節部とを有し、
    前記ブロワーと前記空気調節部とのいずれかを調節することにより、前記アセトン量が調節可能である、請求項１１に記載のトウバンド製造装置。
    
    

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