TWI629940B - 濾嘴製造裝置及濾嘴製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之濾嘴製造裝置1具備：移送吸煙物品所需之濾嘴要件WF的移送路徑30；以及設在移送路徑30正上方，將粒狀的添加劑AC供應至移送路徑30的濾嘴要件WF或濾嘴要件間的添加劑供應單元36，添加劑供應單元36包含分級機38，該分級機在正要將添加劑AC供應至濾嘴要件WF或濾嘴要件間之前，根據粒度將添加劑AC分級成粗粒CG及微細粒FG，並且去除微細粒FG。
Description
本發明是關於濾嘴製造裝置及濾嘴製造方法。
用來製造香煙等吸煙物品所需之濾嘴的濾嘴製造裝置當中，已知有一種將可塑劑、添加劑等供應至由絲束成形的平坦的濾材纖維網(濾嘴要件)來製造濾嘴的裝置(參照例如專利文獻1)。
又，已知也有一種將添加劑供應至切斷濾材棒而形成的濾嘴部分(濾嘴要件)間來製造濾嘴的裝置(參照例如專利文獻2)。
添加劑是例如薄荷醇結晶、香料膠囊、海泡石(sepiolite)、活性碳、水滑石(hydrotalcite)、二氧化矽顆粒等，主要是為了改變吸煙物品之主流煙的成分，或是為了依情況賦予吸煙物品外觀上的特色，而被供應至濾嘴要件或濾嘴要件間。
[專利文獻1]日本特開平6-327455號公報
[專利文獻2]日本特開2014-36661號公報
製造含有添加劑的濾嘴時，在將添加劑供應至濾嘴要件或濾嘴要件間的時候，有時從粒狀的添加劑的碎片或粉末所產生的微細粒(微細粉)會飛散至周圍。這種微細粒的大部分一般會由配置在濾嘴製造裝置之添加劑供應區域的換氣單元的抽吸空氣回收並去除。然而，部分微細粒會浮游在空氣中，並以低速落下，因此除了濾嘴製造裝置的添加劑供應區域之外，也會到達濾嘴製造裝置的其他區域，並且附著在濾嘴製造裝置所使用的裝置而污染該裝置。
具體而言，添加劑的微細粒容易附著在設於濾嘴製造裝置之可塑劑供應區域的可塑劑的吐出口。附著並堆積在該吐出口的微細粒的堆積物會成長而脫落，而有明顯污染濾嘴製造裝置所使用的裝置的問題。
本發明是鑒於這種課題而完成者，目的在於提供一種可抑制添加劑中的微細粒之飛散而抑制裝置之污染的濾嘴製造裝置及濾嘴製造方法。
為了達成上述目的，本發明之濾嘴製造裝置具備：移送吸煙物品所需之濾嘴要件的移送路徑；以及設
在移送路徑之正上方，將粒狀的添加劑供應至移送路徑的濾嘴要件或濾嘴要件間的添加劑供應單元，添加劑供應單元包含分級機，該分級機在正要將添加劑供應至濾嘴要件或濾嘴要件間之前，根據粒度將添加劑分級成粗粒及微細粒，並去除微細粒。
又，本發明之濾嘴製造方法包含在吸煙物品所需之濾嘴要件沿著移送路徑被移送的過程當中，將粒狀的添加劑從移送路徑的正上方供應至濾嘴要件或濾嘴要件間的添加劑供應步驟，該添加劑供應步驟包含：在正要將添加劑供應至濾嘴要件或濾嘴要件間之前，根據粒度將添加劑分級成粗粒及微細粒，並去除微細粒的分級程序。
根據本發明之濾嘴製造裝置及濾嘴製造方法，可抑制添加劑中的微細粒之飛散而抑制裝置之污染。
1‧‧‧濾嘴製造裝置
2‧‧‧絲束處理區域
4‧‧‧添加劑供應區域
6‧‧‧成形區域
8‧‧‧包裝區域
10‧‧‧捆包
12‧‧‧絲束路徑
14‧‧‧一次束扎口
16‧‧‧導件
18‧‧‧二次束扎口
20‧‧‧預拉滾輪
22‧‧‧軋開滾輪
24‧‧‧三次束扎口
26‧‧‧可塑劑供應單元
26A‧‧‧儲存室
28‧‧‧送出滾輪
30‧‧‧移送路徑
32‧‧‧喇叭導件
34‧‧‧夾持輪
36‧‧‧添加劑供應單元
38‧‧‧分級機
40‧‧‧供料裝置
40A、42、48A‧‧‧料斗
40B‧‧‧振動輸送帶
44‧‧‧主體
46‧‧‧排出部
48‧‧‧散布部(供應手段)
48B‧‧‧散布滾輪
50‧‧‧高壓送風機(分散空氣供應手段)
50A、54A‧‧‧配管
52‧‧‧集塵機(回收手段)
52A‧‧‧主體
52B‧‧‧集塵材
52C‧‧‧吸引泵
52D‧‧‧旋轉閥
52E‧‧‧回收箱
52F‧‧‧配管
54‧‧‧吹入送風機(吹入空氣供應手段)
56‧‧‧分散室
58‧‧‧捕集室
60‧‧‧篩網
60A‧‧‧背面
62‧‧‧清淨機
62A‧‧‧氣刷
62B‧‧‧電動機
62C‧‧‧空氣噴出孔
66‧‧‧吸引器
66A‧‧‧吸入面
68‧‧‧濾紙
70‧‧‧吸引筒
AC‧‧‧活性碳(添加劑)
CG‧‧‧粗粒
FG‧‧‧微細粒
T‧‧‧絲束
WF‧‧‧濾材纖維網(濾嘴要件)
WR‧‧‧棒狀構件
WP‧‧‧紙片料
第1圖是本發明之一實施形態的濾嘴製造裝置的概略圖。
第2圖是從側方觀察第1圖之添加劑供應單元時的剖面圖。
第3圖是第2圖的篩網的正面圖。
第4圖是本發明之效果立證用的實驗所使用的吸引器的圖片。
以下，根據圖式說明本發明之一實施形態的濾嘴製造裝置。
如第1圖所示，本實施形態之濾嘴製造裝置1，就製造濾材棒的區域而言，具備絲束處理區域2、添加劑供應區域4、成形區域6及包裝區域8。
絲束處理區域2具備例如醋酸纖維素的過濾材，也就是收容有絲束T之絲束捆包(bale)10，從捆包10延伸有絲束T的絲束路徑12。在絲束路徑12上，從捆包10側依序配置有一次束扎口14、導件16、二次束扎口18、一對預拉滾輪20、一對軋開滾輪(blooming roller)22、三次束扎口24、可塑劑供應單元26、及一對送出滾輪28。
當絲束T通過一次束扎口14時，一次束扎口14會從捆包10側朝向絲束T噴出壓縮空氣。噴出的壓縮空氣使絲束T開纖，適當地伸展絲束T的捲曲(crimp)。
當絲束T到達導件16時，導件16將絲束T的供應方向導向二次束扎口18，接下來，絲束T通過二次束扎口18。二次束扎口18與一次束扎口14的情況相同地，利用噴出的壓縮空氣使絲束T再度開纖，再度伸展絲束T的捲曲。接下來，絲束T通過一對預拉滾輪20間。此時，這些預拉滾輪20將經過開纖處理的絲束T壓住，並且與一對軋開滾輪22協同作用而賦予絲束T既定的張力，再度伸展絲束T的捲曲。
接下來，當絲束T通過一對軋開滾輪22間時，這些軋開滾輪22將開纖後的絲束T分割成複數束，
並向三次束扎口24供應該等分割束。
絲束T的分割束通過三次束扎口24時，三次束扎口24朝向分割束噴出壓縮空氣，壓縮空氣對分割束進行開纖。該結果，分割束會朝向絲束路徑12的寬度方向擴展，形成平坦的濾材纖維網(filter web；濾嘴要件)WF。接下來，濾材纖維網WF到達設在其移送路徑30正上方的可塑劑供應單元26。
可塑劑供應單元26具有：用來存放可塑劑(三醋酸甘油酯)的儲存室26A以及在儲存室26A內旋轉之未圖示的刷輪。刷輪透過在儲存室26A內旋轉，使液狀的可塑劑飛濺成霧狀，然後從儲存室26A的吐出口吐出，使可塑劑附著在濾材纖維網WF上(可塑劑供應步驟)。在添加有可塑劑的濾材纖維網WF上，藉由利用可塑劑溶解醋酸纖維的效果而可賦予黏著性。
在相鄰的醋酸纖維彼此之間，於複數個部位形成藉由黏著力而結合的結合點。濾材纖維網WF的這些穩固的結合點係在之後濾嘴成形時，賦予濾嘴充分的硬度。接下來，濾材纖維網WF通過一對送出滾輪28間，從這些送出滾輪28供應至添加劑供應區域4。
添加劑供應區域4具有濾材纖維網WF的移送路徑30，該移送路徑30從送出滾輪28延伸至成形區域6的喇叭導件32。
在移送路徑30上從送出滾輪28側依序配置有一對夾持輪34及添加劑供應單元36。
當濾材纖維網WF通過一對夾持輪34間時，這些夾持輪34會與喇叭導件32協同合作而賦予濾材纖維網WF既定的張力並規定出移送路徑30，並朝向添加劑供應單元36供應濾材纖維網WF。
添加劑供應單元36設在移送路徑30正上方，將粒狀的添加劑，例如粒狀的活性碳AC均勻地散布供應在移送路徑30的濾材纖維網WF上。
而且，本實施形態之添加劑供應單元36具備分級機38，該分級機在正要將活性碳AC供應至濾材纖維網WF之前，根據粒度將活性碳AC分級成粗粒CG及微細粒FG，並去除微細粒FG。
具體而言，在添加劑供應單元36從上側起依序配置有供料裝置40及分級機38。
供料裝置40具有：可存放活性碳AC的料斗40A以及將從形成在料斗40下端的出口落下的活性碳AC朝向分級機38移送的振動輸送帶40B。
分級機38具備：承接由振動輸送帶40B搬送的活性碳AC的料斗42；連接於料斗42下部的分級機38的主體44；連接於主體44下部的排出部46；連接於排出部46下部的散布部(供應手段)48；連接於排出部46側部的高壓送風機(分散空氣供應手段)50；以及連接於主體44的集塵機(回收手段)52與吹入式送風機(吹入空氣供應手段)54。主體44係形成為上下方向為徑向的圓筒狀。
如第2圖所示，在主體44內形成有相鄰的分
散室56及捕集室58。活性碳AC從形成在料斗42下端的出口投入分散室56。從高壓送風機50延伸的配管50A係連接至排出部46。高壓送風機50依序通過配管50A、排出部46而將高壓的分散空氣供應至分散室56。流入排出部46的分散空氣形成上升氣流，並且，流入分散室56的分散空氣形成迴旋於上下方向的迴旋氣流，將存在分散室56的活性碳AC適當地分散成各粒子。
在主體44內配置有將主體44內區隔成分散室56及捕集室58的篩網60。篩網60例如是不鏽鋼等金屬製之具有細網眼的圓形金屬網。該篩網60具有可阻止活性碳AC的粗粒CG從分散室56進到捕集室58而容許活性碳AC的微細粒FG從分散室56進到捕集室58之大小的孔徑。
如第1圖所示，集塵機52具備：主體52A；內藏在主體52A的集塵材52B；利用配管連接於主體52A之比集塵材52B更上側的吸引泵52C；設在主體52A之下側的旋轉閥52D；配置在旋轉閥52D正下方的回收箱52E；以及從主體52A之比集塵材52B更下側延伸至主體44之捕集室58的配管52F。
吸引泵52C依序經由主體52A、集塵材52B、配管52F而從捕集室58側吸引主體44內的分散室56。藉此，集塵機52將在分散室56通過篩網60的微細粒FG回收在捕集室58側，再將該回收的微細粒FG依序經由配管52F、主體52A、旋轉閥52D，以回收箱52E回收。
另一方面，在分散室56中抵抗分散空氣的迴旋氣流而落下至排出部46，進而在排出部46抵抗分散空氣的上升氣流而落下的粗粒CG，係供應至分級機38的散布部48。
如第1圖所示，散布部48具備用來儲存粗粒CG的料斗48A，該料斗48A在其下端具有出口。該出口形成朝向下方開口的開縫形狀，並且沿著濾材纖維網WF的寬度方向延伸。
在料斗48A的出口正下方配置有散布滾輪48B。散布滾輪48B透過旋轉，在其外周面上承接從料斗48A排出的粗粒CG，並且均勻地散布在濾材纖維網WF上。
又，如第2圖所示，本實施形態的分級機38又具備用來清掃篩網60的清淨機62。清淨機62具備氣刷62A、電動機62B、及前述吹入送風機54。
也如第3圖所示，氣刷62A從正面觀察是呈長方體形狀，並且配置成可沿著篩網60之捕集室58側的背面60A移動。電動機62B連結於氣刷62A之長邊方向的中央，驅動氣刷62A沿著背面60A朝第3圖中的箭頭符號方向旋轉。
另一方面，如第2圖所示，從吹入送風機54延伸的配管54A與氣刷62A之於背面60A側所形成的複數個開口的空氣噴出孔62C(參照第3圖)連通，吹入送風機54從空氣噴出孔62C朝向篩網60的背面60A噴出吹入空氣。吹入空氣藉由氣刷62A的旋轉間歇地吹到篩網60的
各部，因此不會妨礙篩網60當中的微細粒FG的回收能力。
如此，本實施形態的分級機38一體地具備：藉由迴旋的分散空氣使活性碳AC分散並且利用篩網60濾出微細粒FG的主體44；以及將抵抗分散空氣而落下的粗粒CG經由排出部46供應至濾材纖維網WF的上述散布部48。藉此，可實現能夠執行在正要將活性碳AC供應至濾材纖維網WF之前，根據粒度將活性碳AC分級成粗粒CG及微細粒FG，並去除微細粒FG的分級程序的添加劑供應單元36(添加劑供應步驟)。
另一方面，如第1圖所示，經供應粗粒CG的濾材纖維網WF朝向成形區域6的喇叭導件32移送，然後通過喇叭導件32。此時，濾材纖維網WF藉由喇叭導件32束集成棒狀而形成棒狀構件WR。喇叭導件32將棒狀構件WR供應至包裝區域8。
包裝區域8當中，紙片料WP供應至未圖示的飾帶上，從喇叭導件32供應的棒狀構件WR疊在紙片料WP上而接著彼此。接下來，棒狀構件WR及紙片料WP與飾帶一同在未圖示的成形底座上一邊行進，一邊依序通過未圖示的夾具、包裝成形機、加熱器及冷卻器等，而形成含碳濾材棒的連續體。接下來，含碳濾材棒的連續體經未圖示的旋轉刀切斷成為各個含碳濾材棒，完成作為最終產品的濾嘴之製造。
以下，參照第4圖及表1至表3，說明在適用本實施形態之後實際製造濾嘴時，算出飛散的微細粒FG之集塵量的降低率的結果。使用吸引器來測定使用以往之未進行微細粒去除處理之添加物供應單元時在周圍浮游的微細粒FG的集塵量、以及使用進行本實施形態之微細粒去除處理的添加物供應單元時在周圍浮游的微細粒FG的集塵量，並算出集塵量的降低率。
如第4圖所示，用在本實驗之微細粒FG之集塵的吸引器66是利用手持式的吸塵器，使吸引筒70隔著濾紙68接觸並固定在該吸塵器的吸入面66A而形成。吸引器66、吸引筒70及濾紙68的樣式、以及本實驗所使用的添加劑(三種)如以下所述。
‧吸引能力：10公升/秒
‧吸入面：圓形，直徑60mm
‧尺寸；筒長度120mm、內徑75mm
‧尺寸：長100mm、寬100mm、厚度0.17mm
‧重量：0.5g
‧透氣度：15,000cu(Coresta單位)
‧添加劑A：粒狀的水滑石
‧添加劑B：粒狀的椰子殼活性碳(在製造的最後步驟進行水洗淨及乾燥，實施微細粒去除處理)
‧添加劑C：粒狀的椰子殼活性碳(未洗淨)
以下表1是測定添加劑A至C之物性的結果。
此外，表1的中心粒徑及粒度分布是使用乾篩法(Dry sieving method)來測定。並且，從表1上方開始，表觀比重~噴流性指數是使用Powder Tester,PT-X,Hosokawa
Micron Corporation來測定。又，表1的活性碳試驗法 硬度是根據日本工業規格JIS K1474 7.6來測定。
以下表2是使用本實施形態的分級機38，將13至20kg左右的添加劑A至C分別分級時各測定兩次的分級能力的結果。
從表2可以明白，無論將添加劑A至C之任一者分級時，皆可判定為良好的分級狀態。
以下表3是在濾嘴製造中，將吸引器66固定設置在距離藉由添加物供應單元將添加物添加在濾材纖維網WF之部位20cm的位置，使吸引器66動作2分鐘，分別測定被吸附在濾紙68的微細粒FG的集塵量，並算出與習知技術相較的降低率的結果。此外，表3是以使用以往未進行微細粒去除處理的添加物供應單元來添加添加劑A至C時的測定結果分別作為比較例1至3，以使用進行本實施形態
之微細粒去除處理的添加物供應單元來添加添加劑A至C時的測定結果作為實施例1至3來表示。
如以上所說明，根據本實施形態之濾嘴製造裝置1，添加劑供應單元36具備：在正要將活性碳AC供應至濾材纖維網WF之前，將活性碳AC的微細粒FG加以分級並去除的分級機38。藉此，可抑制微細粒FG的飛散而抑制濾嘴製造裝置1及其周圍的污染。
又，分級機38是一邊利用迴旋的分散空氣使活性碳AC分散，一邊利用篩網60濾出微細粒FG而分級成粗粒CG及微細粒FG。藉此，比起例如利用振動過篩機將活性碳AC分級的情況，可抑制由於賦予機械性振動所引起的活性碳AC粒子的粉碎進而產生新的微細粒FG，而可有效地將活性碳AC分級成粗粒CG及微細粒FG。這也可從上述表2明暸。又，如從上述表3也可明白，可大幅
降低濾嘴製造時之微細粒FG的飛散。因此，可更有效地抑制飛散的微細粒FG造成的濾嘴製造裝置1及其周圍之污染。
又，分級機38包含用來清掃篩網60的清淨機62，清淨機62具有一邊旋轉一邊噴出吹入空氣的氣刷62A。藉此，可利用吹入空氣去除堵塞篩網60之網眼的活性碳AC而抑制篩網60的堵塞。因此，可更提升藉由篩網60之微細粒FG的回收能力。
又，藉由吹入空氣從氣刷62A供應至篩網60的背面60A進而吹入分散室56，可促進分散室56當中的活性碳AC粒子更進一步的分散，而更為提升分級機38的分級能力及分級精度。
又，濾嘴製造裝置1係具備可塑劑供應單元26，惟，可塑劑附著在可塑劑供應單元26的儲存室26A之吐出口的情況，飛散的微細粒FG會附著在此吐出口，並且堆積、成長脫落，因而有時會明顯地污染濾嘴製造裝置1。
然而，本實施形態之濾嘴製造裝置1中，如上述，由於透過在正要將活性碳AC供應至濾材纖維網WF之前去除微細粒FG而可抑制微細粒FG的飛散，因此可有效抑制上述微細粒FG之堆積物的產生，進而可有效抑制伴隨該堆積物之成長脫落而發生的濾嘴製造裝置1及其周圍的污染。
以上已說明了本發明之一實施形態，但是本發明並不限定於此，可在不脫離本發明之主旨的範圍進行
各種變更。
例如，上述實施形態所說明的分級機38並不嚴格限定於所說明的構造。例如，流入分散室56的分散空氣雖是形成朝上下方向迴旋的迴旋氣流，但是不限於此，分散空氣亦可形成水平方向的迴旋氣流。
又，上述實施形態已說明了將活性碳AC供應至由絲束T成形的平坦的濾材纖維網WF而形成濾嘴的濾嘴製造裝置1。然而，並不限於此，本發明亦可適用在將活性碳AC供應至將濾材棒切斷而形成的濾嘴部分(濾嘴要件)間而形成濾嘴的情況。
又，可使用在上述實施形態的濾嘴製造裝置1的添加劑並不限於上述活性碳AC或水滑石，例如，可假定為薄荷醇結晶、香料膠囊、海泡石、二氧化矽顆粒等，為了改變吸煙物品之主流煙的成分，或是為了賦予吸煙物品外觀上的特色所使用的各種添加劑。
Claims (8)
- 一種濾嘴製造裝置，具備：移送吸煙物品所需之濾嘴要件的移送路徑；以及設在前述移送路徑之正上方，將粒狀的添加劑供應至前述移送路徑的前述濾嘴要件或前述濾嘴要件間的添加劑供應單元；前述添加劑供應單元包含分級機，該分級機在正要將前述添加劑供應至前述濾嘴要件或前述濾嘴要件間之前，根據粒度將前述添加劑分級成粗粒及微細粒，並去除前述微細粒。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾嘴製造裝置，其中，前述分級機一邊利用迴旋的分散空氣使前述添加劑分散，一邊濾出前述微細粒，並將抵抗前述分散空氣而落下的前述粗粒供應至前述濾嘴要件或前述濾嘴要件間。
- 如申請專利範圍第2項所述之濾嘴製造裝置，其中，前述分級機包含：供前述添加劑投入的分散室；將前述分散空氣供應至前述分散室內的分散空氣供應手段；區隔與前述分散室相鄰的捕集室的篩網，前述篩網係阻止前述粗粒從前述分散室通過而進到前述捕集室並且容許前述微細粒通過；從前述捕集室側吸引前述分散室，使從前述分散室通過前述篩網的前述微細粒經由前述捕集室而加以回收的回收手段；以及承接在前述分散室抵抗前述分散空氣而落下的前述粗粒，並供應至前述濾嘴要件或前述濾嘴要件間的供應手段。
- 如申請專利範圍第3項所述之濾嘴製造裝置，其中，前述分級機又包含清掃前述篩網的清淨機，前述清淨機具有：配置成可沿著前述篩網之前述捕集室側的背面移動的氣刷；連結於前述氣刷之長邊方向的中央，驅動前述氣刷沿著前述背面旋轉的電動機；從前述氣刷朝向前述背面供應吹入空氣的吹入空氣供應手段；以及在前述氣刷的前述背面側形成複數個開口而噴出前述吹入空氣的空氣噴出孔。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之濾嘴製造裝置，又具備：將可塑劑供應至前述移送路徑之前述濾嘴要件的可塑劑供應單元。
- 一種濾嘴製造方法，包含：在吸煙物品所需之濾嘴要件沿著移送路徑被移送的過程當中，將粒狀的添加劑從前述移送路徑的正上方供應至濾嘴要件或濾嘴要件間的添加劑供應步驟，前述添加劑供應步驟包含：在正要將前述添加劑供應至前述濾嘴要件或前述濾嘴要件間之前，根據粒度將前述添加劑分級成粗粒及微細粒，並去除前述微細粒的分級程序。
- 如申請專利範圍第6項所述之濾嘴製造方法，其中，前述分級程序是一邊利用迴旋的分散空氣使前述添加劑分散，一邊濾出前述微細粒，並將抵抗前述分散空氣而落下的前述粗粒供應至前述濾嘴要件或前述濾嘴要件間。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之濾嘴製造方法，又包含：將可塑劑供應至前述移送路徑之前述濾嘴要件的可塑劑供應步驟。
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