JP2021528066A - アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための方法に関し、方法は、−ピストン（２３）を有するタンク（２２）を提供する工程と、−タンクにスラリーを充填する工程と、−タンクに流体接続されたキャスティングボックス（２４）を提供する工程と、−タンクからキャスティングボックスにスラリーを移送するためにピストンによってタンク中のスラリーを押す工程と、−アルカロイドを含有する材料のウェブを得るためにキャスティングボックスからのスラリーをキャストする工程とを含む。本発明はまた、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための方法に関する。

その上、本発明は、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための装置に関する。

特に本発明は、好ましくはエアロゾル発生物品（例えば、紙巻たばこ、または「加熱非燃焼式」タイプのたばこ含有製品など）で使用される均質化したたばこ材料のウェブに関する。

今日では、たばこ製品の製造において、たばこ葉以外に、均質化したたばこ材料も使用されている。この均質化したたばこ材料は典型的に、カットフィラーの製造にあまり適していないたばこ植物の部分（例えば、たばこ茎またはたばこダスト）から製造される。典型的に、たばこダストは製造中に、たばこ葉の取り扱い中に副産物として作り出される。

均質化したたばこ材料の最も一般的に使用される形態は、再構成たばこシートおよびキャストリーフである（ＴＣＬはたばこキャストリーフの頭字語である）。均質化したたばこ材料シートを形成するプロセスは一般的に、たばこダストと結合剤を混合してたばこスラリーを形成する工程を含む。次にスラリーは、例えばいわゆるキャストリーフを製造するために、粘性のあるスラリーを、移動する金属ベルトの上にキャストすることによって、たばこウェブを作り出すために使用される。別の方法として、粘度が低くかつ含水量が高いスラリーを使用して、製紙と似たプロセスで再構成たばこを作り出すことができる。均質化したたばこウェブは調製されると、紙巻たばこおよび他の喫煙物品のために適切なたばこカットフィラーを製造するために、カットされていないそのままの葉たばこと類似した様式で切断されてもよい。こうした均質化したたばこを作製するプロセスは、例えば欧州特許第ＥＰ０５６５３６０号に開示されている。

「加熱非燃焼式」エアロゾル発生物品において、エアロゾル形成基体は、エアロゾルを形成するがたばこ材料の燃焼を防止するために、比較的低い温度に加熱される。さらに、均質化したたばこ材料中に存在するたばこは典型的に唯一のたばこであるか、またはこのような「加熱非燃焼式」エアロゾル発生物品の均質化したたばこ材料中に存在するたばこの大半を含む。これは、このような「加熱非燃焼式」エアロゾル発生物品によって発生されるエアロゾル組成物が実質的に、均質化したたばこ材料のみに基づくことを意味する。従って、例えばエアロゾルの味わいの制御のためには、均質化したたばこ材料の組成にわたる良好な制御を有することが重要である。

例えば、スラリーの濃度、粘度、繊維のサイズ、粒度、湿気または経時などのスラリーの物理的特性の変化に起因して、均質化したたばこのウェブのキャスティング中に、標準的なキャスティング方法およびキャスティング装置は、支持体上のスラリーの塗布において意図しない変化をもたらす場合がある。最適ではないキャスティング方法およびキャスティング装置は、均質化したたばこのキャストウェブの不均質性および欠陥につながる可能性がある。

均質化したたばこウェブの不均質性は、エアロゾル発生物品の製造における、均質化したたばこウェブのその後の取り扱いの難しさにつながる場合がある。例えば、不均質性は、ウェブの製造中またはさらなる処理中の、ウェブの引き裂きまたはウェブの破裂にさえもつながる場合がある。結果としてこれは、例えば機械の停止をもたらす可能性がある。加えて、不均質なたばこウェブは、エアロゾル送達において、同一の均質化したたばこウェブから製造されたエアロゾル発生物品間で意図しない差異を作り出す場合がある。

均質化したたばこ材料のウェブの全体的な製造プロセスに関連して、最終製品の品質と一貫性のために、異なるパラメータが重要である。これらのパラメータのうちの一つは、キャスティングボックス内部のスラリーの圧力である。一つのスラリー製造バッチと別のスラリー製造バッチの間の、圧力のわずかなばらつきでさえも、均質化したたばこ材料のウェブの均質性を変化させる可能性があり、これはその後、業界の厳しい品質基準に従って不合格となる場合がある。

スラリーは、タンクの中で形成されてもよい。たばこスラリーをタンク（通常、円筒状であり、かつ典型的に１メートルより大きい比較的大きい直径を有する製造サイロまたは一時的な貯蔵サイロでありうる）からキャスティングボックスに送るために、ポンプが使用されてもよい。ポンプによって、スラリーの決定された流れがサイロからキャスティングボックスに送られる。

しかしながら、スラリーは高い粘度を有する場合があり、結果として流れに対する高い抵抗を有する場合がある。さらに、配管ネットワークは通常、サイロからキャスティングボックスまで、通常の工場構成に起因する数多くの分岐と曲がりを有する。

これらのすべての要因（例えば、スラリー粘度、配管ネットワークの曲がりおよび分岐）は、流体の開始点からその送り先までの流体の圧力の低下である圧力降下を増加させることが流体力学において知られている。圧力降下は摩擦力によるものであり、スラリーは、自らが遭遇する摩擦力を克服するためにエネルギーを使用しなければならず、またスラリーの運動エネルギーに関連するスラリーの流れパラメータは、ポンプによって固定されているため、エネルギーは（ベルヌーイの原理に基づく）スラリーの圧力、すなわち圧力降下によって提供される。

それ故に、アルカロイドを含有する材料のウェブの製造のプロセスの場合、キャスティングボックス内のスラリーの圧力は、配管ネットワーク内のスラリーの流れに反する摩擦力の変動によって改変される可能性があり、またこうした変動は一つのスラリー製造バッチと別のスラリー製造バッチの間で生じる可能性がある。変動は、例えばスラリー粘度のわずかな変化、配管中にくっついた以前に流れたスラリーの塊、またはその他などの異なる原因を有する場合がある。

均質化したたばこ材料ウェブの均質性を改善するために、キャスティングボックスの中の圧力の変動を可能な限り防止しながら、スラリーを生産ラインのキャスティングボックスに送るための解決策を有することが望ましいことになる。

本発明は、タンクにピストンを提供する工程と、タンクにスラリーを充填する工程と、タンクに流体接続されたキャスティングボックスを提供する工程と、タンクからキャスティングボックスにスラリーを移送するためにタンク中のスラリーをピストンによって押す工程と、アルカロイドを含有する材料のウェブを得るためにキャスティングボックスからのスラリーをキャストする工程とを含む、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストする方法に関する。

有利なことに、本発明の方法は、「圧力駆動システム」が実質的に画定されるように、タンクの中に提供されたピストンによって、タンク中のスラリーを押すことを含む。こうした圧力駆動システムは、圧力降下を防止または制限し、かつ送り先キャスティングボックス内部のスラリー圧力のより良い制御を有する可能性を可能にする。

本明細書で使用される「シート」という用語は、その厚さより実質的に大きい幅および長さを有する薄層状の要素を意味する。シートの幅は、約１０ミリメートルより大きいことが好ましく、約２０ミリメートルまたは約３０ミリメートルより大きいことがより好ましい。シートの幅は、約１００ミリメートル〜約３００ミリメートルから成ることがなおより好ましい。連続的な「シート」は本明細書において、「ウェブ」と呼ばれる。

本明細書で使用される「キャスティングブレード」という用語は、その長軸方向延長部の主要部に沿って本質的に一定の断面を有しうる長軸方向の形状に形作られた要素を意味する。これは少なくとも一つの縁を示し、この縁は、前述の縁による影響を受けることになるペースト状の、粘性のある、または液体様の物質と接触することが意図されている。前述の縁は、鋭い、かつナイフ様の形状を有してもよい。別の方法として、前述の縁は、長方形の形状または丸みのある形状を有してもよい。

本明細書で使用される「移動可能な支持体」という用語は、少なくとも一つの長軸方向に移動することができる表面を含む任意の手段を意味する。移動可能な支持体は、一つの方向で途切れることのない搬送能力を提供するように、閉ループを形成してもよい。しかしながら、移動可能な支持体は前後の移動方向でも移動してもよい。移動可能な支持体は、コンベヤーベルトを含んでもよい。移動可能な支持体は本質的に平坦であってもよく、また構造化された表面または構造化されていない表面を示してもよい。移動可能な支持体は、その表面に開口を示さない場合があり、またはその上に被着されたスラリーが浸透できないようなサイズのオリフィスのみを示す場合がある。移動可能な支持体は、シート様の移動可能な、かつ曲げることができる帯を含んでもよい。帯は、鋼、銅、鉄合金、および銅合金が挙げられるがこれらに限定されない金属材料、またはゴム材料で作製されてもよい。帯は、加熱されてスラリーの乾燥プロセスを加速することができるように、耐温度性材料で作製されてもよい。

本明細書で使用される「スラリー」という用語は、異なる液体様の、粘性のある、またはペースト状の材料の乳濁液を含みうる、およびある特定の量の固体状態の粒子を含有しうる、液体様の、粘性のある、またはペースト状の材料を意味し、ただしスラリーは依然として液体様の、粘性のある、またはペースト状の挙動を示す。

「アルカロイドを含有する材料」は、一つ以上のアルカロイドを含有する材料である。アルカロイドはニコチンを含んでもよい。ニコチンは、例えばたばこ中に見いだされる場合がある。

アルカロイドは、塩基性の窒素原子を主に含有する天然の化合物の群である。この群はまた、中性特性および弱酸性特性を有する一部の関連する化合物さえも含む。類似の構造の一部の合成化合物もアルカロイドと呼ばれる。炭素、水素、窒素に加えて、アルカロイドはまた、酸素、硫黄、より稀には塩素、臭素、リンなどのその他の元素も含有する場合がある。

アルカロイドは細菌、真菌、植物、動物を含む多種多様な生物体によって生成される。アルカロイドは酸塩基抽出によって、これらの生物体の粗抽出物から精製することができる。カフェイン、ニコチン、テオブロミン、アトロピン、ツボクラリンは、アルカロイドの例である。

本明細書で使用される「均質化したたばこ材料」という用語は、アルカロイドニコチンを含有する、粒子状たばこを凝集することによって形成された材料を意味する。それ故に、アルカロイドを含有する材料は、均質化したたばこ材料とすることができる。

均質化したたばこ材料の最も一般的に使用される形態は、再構成たばこシートおよびキャストリーフである。均質化したたばこ材料シートを形成するプロセスは一般的に、たばこダストと結合剤を混合してスラリーを形成する工程を含む。その後、たばこウェブを作り出すためにスラリーが使用される。例えば、粘性のあるスラリーを、移動する金属ベルトの上にキャストすることによって、いわゆるキャストリーフを製造する。別の方法として、粘度が低くかつ含水量が高いスラリーを使用して、製紙と似たプロセスで再構成たばこを作り出すことができる。

均質化したたばこ材料シートはまた、再構成シート材料と呼ばれることができ、またたばこ組成物を形成するために、粒子状たばこ（例えば、再構成たばこ）またはたばこ微粒子のブレンド、湿潤剤、および水性溶剤を使用して形成されることができる。このたばこ組成物はその後、たばこ組成物からシート材料を形成するために、キャストされ、押出成形され、圧延され、またはプレスされてもよい。紙様の材料を作製するためにたばこの微粉が使用される湿式プロセス、またはたばこの微粉が結合剤材料と一緒に混合されて、移動するベルトの上にキャスティングされてシートを形成するキャストリーフプロセスを利用して、たばこのシートを形成することができる。

均質化したたばこシートは概して、たばこに加えて、結合剤およびエアロゾル形成体（グアーおよびグリセリンなど）を含む。

本明細書で使用される「エアロゾル形成材料」という用語は、加熱に伴い揮発性化合物を放出してエアロゾルを発生する能力を有する材料を意味する。たばこは、その他の化合物と一緒に、エアロゾル形成材料として、特にエアロゾル形成体を含む均質化したたばこのシートとして分類されてもよい。エアロゾル形成基体は、エアロゾル形成材料を含んでもよく、またはエアロゾル形成材料から成ってもよい。均質化したたばこシートはエアロゾル形成材料として使用することができる。

スラリーは、多くの異なる構成要素または成分を含んでもよい。これらの構成成分は、アルカロイドを含有する材料のキャストウェブの特性に影響を及ぼす場合がある。第一の成分は、例えば粉末形態でアルカロイドを含有する材料である。この材料は、例えばたばこ粉末ブレンドとすることができ、これはスラリー中に存在するたばこの大部分を含有することが好ましい。たばこ粉末ブレンドは均質化したたばこ材料中のたばこの大部分の供与源であり、それ故に例えばエアロゾル生成物品などの最終製品に風味を与える。アルカロイド材料ウェブの引張強さを増大するために、強化剤として作用する、セルロース繊維を含有するセルロースパルプがスラリーに添加されることが好ましい。結合剤が添加されることが好ましい。エアロゾル形成体が添加されることが好ましい。均質化したシートの引張特性を強化するために、およびエアロゾルの形成を促進するために、結合剤およびエアロゾル形成体が添加されることが好ましい。さらに、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするために最適なある特定の粘度および水分に達するために、スラリーに水が添加されてもよい。スラリーは、可能な限り均質にするために混合されてもよい。

スラリーに添加される結合剤の量は、スラリーの乾燥重量で約１パーセント〜約５パーセントから成ってもよい。これは、約２パーセント〜約４パーセントから成ることがより好ましい。スラリーで使用される結合剤は、本明細書に記載のガムまたはペクチンのうちのいずれかであってもよい。結合剤は、たばこ粉末が均質化したたばこウェブを通して実質的に分散されたままになることを確実にする場合がある。任意の結合剤を採用してもよいが、好ましい結合剤は、天然ペクチン（果実ペクチン、柑橘類ペクチン、またはたばこペクチンなど）、グアーガム（ヒドロキシエチルグアー、ヒドロキシプロピルグアーなど）、ローカストビーンガム（ヒドロキシエチルローカストビーンガム、ヒドロキシプロピルローカストビーンガムなど）、アルギネート、デンプン（変性デンプンまたは誘導体化デンプン（ｄｅｒｉｖｉｔｉｚｅｄ ｓｔａｒｃｈｅｓ）など）、セルロース（メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなど）、タマリンドガム、デキストラン、プラロン（ｐｕｌｌａｌｏｎ）、コンニャク粉、キサンタンガム、およびこれに類するものである。本発明で使用するために特に好ましい結合剤はグアーである。

スラリーの中へのセルロース繊維の導入は典型的に、たばこ材料ウェブの引張強さを増大し、強化剤として作用する。従って、セルロース繊維を添加することは、均質化したたばこ材料ウェブの弾力性を増大させる場合がある。均質化したたばこ材料のスラリーに含むためのセルロース繊維は当業界で周知であり、これには針葉樹繊維、広葉樹繊維、ジュート繊維、亜麻繊維、たばこ繊維、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。セルロース繊維は、パルプ化に加えて、精製、機械的パルプ化、化学的パルプ化、漂白、硫酸塩パルプ化、およびこれらの組み合わせなどの適切な加工に供されてもよい。セルロース繊維は、たばこ茎材料、葉柄、または他のたばこ植物材料を含んでもよい。木材繊維などのセルロース繊維はリグニン含有量が低いことが好ましい。別の方法として、植物繊維などの繊維を上記の繊維とともに、またはその代替として使用してもよく、これには麻および竹が含まれる。セルロース繊維の長さは有利なことに、約０．２ミリメートル〜約４ミリメートルである。セルロース繊維の重量当たりの平均長さは、約１ミリメートル〜約３ミリメートルであることが好ましい。さらに、セルロース繊維の量は、スラリー（または均質化したたばこシート）の総重量の乾燥重量基準で約１パーセント〜約７パーセントから成ることが好ましい。

均質化したたばこ材料のためのスラリーに含めるための適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、これには一価アルコール（メントールのような）、多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールおよびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテートまたはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これに限定されない。

好ましいエアロゾル形成体の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。

スラリーは、乾燥重量基準で約５パーセントを超えるエアロゾル形成体含有量を有してもよい。スラリーは、乾燥重量基準で約５〜約３０重量パーセントのエアロゾル形成体含有量を有してもよい。エアロゾル形成体は、スラリーの乾燥重量の約１０パーセント〜約２５パーセントから成ることがより好ましい。エアロゾル形成体は、スラリーの乾燥重量の約１５パーセント〜約２５パーセントから成ることがより好ましい。

結合剤およびセルロース繊維は、約１：７〜約５：１から成る重量比で含まれることが好ましい。結合剤およびセルロース繊維は、約１：１〜約３：１から成る重量比で含まれることがより好ましい。

結合剤およびエアロゾル形成体は、約１：３０〜約１：１から成る重量比で含まれることが好ましい。結合剤およびエアロゾル形成体は、約１：２０〜約１：４から成る重量比で含まれることがより好ましい。

アルカロイド含有材料は、たばこであることが好ましい。結合剤およびたばこ粒子は、約１：１００〜約１：１０から成る重量比で含まれることが好ましい。結合剤およびたばこ粒子は、約１：５０〜約１：１５から成る重量比で含まれることがより好ましく、約１：３０〜１：２０から成ることがなおより好ましい。

エアロゾル形成体およびたばこ粒子は、約１：２０〜約１：１から成る重量比で含まれることが好ましい。エアロゾル形成体およびたばこ粒子は、約１：６〜約１：２から成る重量比で含まれることがより好ましい。

エアロゾル形成体およびセルロース繊維は、約１：１〜約３０：１から成る重量比で含まれることが好ましい。エアロゾル形成体およびセルロース繊維は、約５：１〜約１５：１から成る重量比で含まれることがより好ましい。

セルロース繊維およびたばこ粒子は、約１：１００〜約１：１０から成る重量比で含まれることが好ましい。セルロース繊維およびたばこ粒子は、好ましくは約１：５０〜約１：２０から成る重量比で含まれることがより好ましい。

スラリーは、当初はタンク（例えば、それが形成されたサイロ）の中に位置し、そこからキャスティングボックスに移送される。スラリーは、例えばキャスティングブレードまたはキャスティングローラーなどのキャスティング装置によって、アルカロイドを含有する材料の連続ウェブを形成するために、移動可能な支持体の上にスラリーがキャストされる間、キャスティングボックスに連続的に供給されることが好ましい。それ故に、タンクおよびキャスティングボックスは、スラリーが一方からもう一方に流れることを可能にするように流体接続される。接続は適切な配管を含んでもよい。

キャスティングボックスは、ボックス形状であることが好ましく、側壁を含むことが好ましい。ボックスは、上側で開放することができ、または蓋もしくは上部壁を含んでもよい。加えて、キャスティングボックスは、開口部を有する底部壁を含んでもよく、または底部で開放されてもよい。

本発明によると、ピストンは、タンクの中（例えば、タンク中のスラリーの上面の上方）に位置する。スラリーをタンクから、生産ラインのキャスティングボックスにつながる配管ネットワークの中に押し出すために、ピストンが使用される。ピストンの動きは、スラリーをタンクから押し出し、圧縮する。ピストンの動きは、垂直移動を含んでもよい。これは、ポンプを使用する通常の流れ駆動システムとは異なる圧力駆動システムである。圧力駆動システムは、加えられる圧力を制御し、それ故に送り先のキャスティングボックス内部のスラリー圧力のより良い制御を有することを可能にするので、圧力降下を防止または最少化する。加えて、配管ネットワーク中で生じるエネルギー損失が、流れ駆動システムよりも少ない場合がある。

本発明の方法は、キャスティングボックス内部の圧力をモニターする工程を含むことが好ましい。有利なことに、キャスティングボックスでは圧力センサーが使用される。

本発明の方法は、キャスティングボックス内部で測定された圧力に基づいて、ピストンによってスラリーに加えられる圧力を変更することを含むことがより好ましい。有利なことに、ピストンによってスラリーに加えられる圧力は、キャスティングボックスの中の圧力を所定の範囲内に保つことを目的とする圧力調節ループがあるように、キャスティングボックス内の圧力を読み取る圧力センサーにより調整される。

タンクからキャスティングボックスにスラリーを移送するために、タンク中のスラリーをピストンによって押す工程は、キャスティングボックス内部の相対圧力が約０．１バール〜約２バールから成る時に終了することが好ましい。実際、キャスティングボックス内部の標的圧力は有利なことに、約０．１〜約２バール（相対バール）の範囲内である。これは、０．１バール未満の圧力が、粘性のあるスラリーをキャスティングボックスの外に出すために十分ではない場合があるため、好ましい範囲である。さらに、２バールを上回ると、装置内の圧力降下は著しく増加し、パイプまたはキャスティングユニット（すなわち、キャスティングボックスおよびキャスティング装置）の摩耗の増大につながる場合がある。

好ましい一実施形態において、アルカロイドを含有する材料のウェブは均質化したたばこシートである。

本発明はまた、アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための装置に関し、装置は、スラリーを含有するように適合されたタンクと、スラリーに所与の圧力を加えるように適合された移動可能なピストンであって、タンクの中に位置付けられている移動可能なピストンと、タンクと流体連通するキャスティングボックスであって、タンクから受容したスラリーを含有するように、かつスラリーをキャストするように適合されているキャスティングボックスと、キャスティングボックスからのスラリーキャストを受容するように適合された移動可能な支持体とを備える。

有利なことに、本発明の方法は、タンクの中に位置付けられた移動可能なピストンを含む本発明の装置によって実行することができる。実際、ポンプを含む「流れ駆動システム」とは異なる、「圧力駆動システム」が実質的に定義されていて、かつ第一の態様によって上述した同一の利点を有する。

スラリーを含有するように適合されたタンクは好ましくは、スラリーが生産ラインのキャスティングボックスに送られる前に貯蔵されるタンクであり、そのためこのタンクは、スラリーが製造される場所、またはスラリーが製造された後に移送される場所とすることができる。タンクは、単一のキャスティングボックスを供給してもよく、または二つ以上のキャスティングボックスを供給してもよい。

タンクは、実質的に円筒状の形状を有し、かつ比較的大きい直径（例えば、１メートル以上）を有することが好ましい。

キャスティングボックスは、加圧されたエンクロージャを形成することが好ましい。例えば、キャスティングボックスは閉鎖される可能性がある。例えば、キャスティングボックスは蓋を含んでもよい。キャスティングボックスの内部圧力のレベルに作用することによって、ボックスから出るスラリーの流れが追加的に制御されるように、キャスティングボックス内の圧力の制御を行うことができることが好ましい。

有利なことに、タンクによって供給されるキャスティングボックスは気密性であり、これによってタンク中のピストンによって発生される圧力は、キャスティングボックス中のスラリーの圧力と直接的に結び付けられ、キャスト中のスラリー圧力の良好な制御を可能にする。このようにして、非常に均一なキャスティングが得られる場合がある。

タンクは、単一のキャスティングボックスまたは複数のキャスティングボックスと流体接続されてもよい。

本発明の装置は、キャスティングボックス内部の圧力を測定するように適合された圧力センサーを含むことが好ましい。有利なことに、ピストンによってスラリーに加えられる圧力は、キャスティングボックスの中の圧力を所定の範囲内に保つことを目的とする圧力調節ループがあるように、キャスティングボックス内の圧力を読み取る圧力センサーにより調整される。特に、タンクによって機能を果たす各キャストボックスは、その読み取り値が、タンク内部のピストンを押し、そしてタンクからキャスティングボックスにスラリーを押すための圧力を発生する作動力を命令するために使用される、少なくとも一つの圧力センサーを有する。この圧力制御ループは、キャスティングボックス内部のスラリー圧力の正確な制御を有することを可能にする。

本発明の装置は、アルカロイドを含有する材料のキャストウェブを形成するために、キャスティングボックスの中に含有されたスラリーを移動可能な支持体の上にキャストするように適合されたキャスティングブレードを含むことが好ましい。有利なことに、スラリーは、キャスティングブレードと移動可能な支持体の間に形成されている間隙を通して、移動可能な支持体上に配分される。キャスティングブレードは、実質的に均一な厚さを有するスラリーのキャストウェブを移動可能な支持体上に形成するために使用される。ブレードと支持体との間の距離、すなわち間隙の寸法は、とりわけスラリーのキャストウェブの厚さを決定する。

前述のキャスティングブレードと前述の移動可能な支持体の間の平均距離は、約０．１ミリメートル〜約２ミリメートルから成ることが好ましく、前述のキャスティングブレードと前述の支持体の間の平均距離は、約０．２ミリメートル〜約１．５ミリメートルから成ることがより好ましく、約０．５ミリメートル〜約１ミリメートルから成ることがなおより好ましい。アルカロイドを含有する材料のキャストウェブの厚さは、完成した製品の品質および一貫性にとって非常に重要である。厚さが均一であること、すなわちいかなる塊、凝集、繊維、粗い粒子も含まないことが望ましい。ブレードと支持体との間に作り出された間隙は、スラリーが均一な厚さの連続ウェブの状態でキャストされることを確実にする。

好ましい一実施形態において、本発明の装置は、タンクをキャスティングボックスに接続するパイプを含む。タンクは複数のキャスティングボックスと流体連通することが好ましい。有利なことに、ピストンはスラリーをタンクから、生産ラインのキャスティングボックスにつながる配管ネットワークの中に押し出す。

好ましい一実施形態において、移動可能なピストンは、油圧プレスまたは電気ねじによって作動する。このようにして、キャスティングボックスの中の圧力は簡単に制御することができる。

好ましい一実施形態において、タンクの内表面は、約０．８マイクロメートルより低い粗さＲ_aを有する。有利なことに、こうした粗さＲ_aは、タンクの内表面に沿ったピストンの正しい摺動を確実にする。

本発明の装置は、圧力センサーと信号通信する制御ユニットを含み、制御ユニットは、キャスティングボックス内部の圧力を前述の信号に応答して変化させるためにフィードバックループを実行するために、制御ユニットが、前述の圧力センサーから受信した信号に応答して移動可能なピストンを駆動するようにアクチュエータに命令するように適合されていることが好ましい。フィードバックループは、キャスティングボックスの圧力を実質的に一定または所望の範囲内に保つために実施される。キャスティング装置の中に存在するセンサー（複数可）によって特定することができる、欠陥（例えば、ドラッガーなど）およびそれらの場所だけでなく、またセンサーによって明らかにすることができる均質化したたばこ材料のウェブの厚さの不均質性の存在は、非最適なキャスティング条件の存在を暗示的に示す。これらの非最適なキャスティング条件は、幾つかの要因によって生じる可能性がある。従って、有利なことに、キャスティングプロセスにおいて役割を果たすパラメータの値を得るために複数のセンサーが使用される。その後、これらの値は次に、例えばキャスティングの条件が、キャストウェブの製造を所望の仕様の範囲外にさせることになる時、フィードバックループを用いて調整される。欠陥もしくは不均一性の出現、または標準的な予め設定された範囲外へのパラメータの移行は、一つ以上のセンサーによって検出され、対応する信号が中央制御ユニットに送信される。

好ましい一実施形態において、移動可能なピストンは、約１センチメートル〜約９０センチメートル、より好ましくは約５センチメートル〜約１５センチメートルから成る直径を有する。別の実施形態において、移動可能なピストンは、好ましくは約５０センチメートル〜約３メートルから成る直径を有する。

本発明はまた、タンクにピストンを提供する工程と、タンクにスラリーを充填する工程と、タンクに流体接続されたキャスティングボックスを提供する工程と、スラリーをタンクからキャスティングボックスに移送するためにピストンによってタンク中のスラリーを押す工程と、材料のウェブを得るためにキャスティングボックスからのスラリーをキャストする工程とを含む、材料のウェブをキャストする方法に関する。

本発明はまた、材料のウェブをキャストするための装置であって、スラリーを含有するように適合されたタンクと、スラリーに所与の圧力を加えるように適合された移動可能なピストンであって、タンクの中に位置付けられている移動可能なピストンと、タンクと流体連通するキャスティングボックスであって、タンクから受容されたスラリーを含有するように、かつキャストするように適合されているキャスティングボックスと、キャスティングボックスからスラリーキャストを受容するように適合された移動可能な支持体とを備える装置に関する。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面に対する非限定的な参照によって、その詳細な説明から明らかになるであろう。

図１は、本発明によるアルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための装置を含む、均質化したたばこ材料の製造のための装置の概略側面図である。

最初に図１を参照すると、本発明によるアルカロイドを含有する材料のウェブの製造のための装置が提示されていて、参照番号１０で示されている。

アルカロイドを含有する材料のウェブ、特に、均質化したたばこ材料のウェブ１１、好ましくは均質化したたばこシートの製造のための装置１０は、本発明によって実現されたキャスティング装置２０を含み、かつさらに好ましくは、均質化したたばこ材料のウェブ１１の動きの方向にキャスティング装置２０の下流に位置付けられた乾燥装置３０を含む。

キャスティング装置２０は、スラリー（例えばスラリーバッファ）を含有するように適合されたタンク２２と、タンク２２と流体連通するキャスティングボックス２４と、キャスティングボックス２４からスラリーキャストを受容するように適合された移動可能な支持体２６とを備える。

装置２０は、タンク２２をキャスティングボックス２４に接続するパイプ２８を含む。
一般に、タンク２２は、配管ネットワークを形成する複数のそれぞれのパイプ２８（図１では一つのみが見える）を通して、複数のキャスティングボックス２４（図１では一つのみが見える）と流体連通している。

移動可能なピストン２３はタンク２２の中に、好ましくはタンク２４の上部に位置付けられていて、かつその中に摺動することができ、また所与の圧力をスラリーに加えるように適合されている。ピストン２３は、スラリーをタンク２２から、生産ラインのキャスティングボックス２４につながるパイプ２８の中に押し出す。

キャスティングボックス２４は、タンク２２から受容したスラリーを含有するように、かつスラリーをキャストするように適合されている。

キャスティングボックス２４は、加圧エンクロージャを形成する。装置２０は、キャスティングボックス２４内部の圧力を測定するように適合された圧力センサー２５を含む。

タンク２２によって機能を果たすキャスティングボックス２４は、気密性であり、かつスラリーのみを収容し、そのためタンク２２中でピストン２３によって発生した圧力は、キャスティングボックス２４の中のスラリーの圧力と直接的に結び付けられていて、非常に均一なキャスティングを得られるように、キャスト中にスラリー圧力の卓越した制御を有することを可能にする。

タンク２２は、実質的に円筒状の形状を有し、かつ比較的大きい直径を有する。移動可能なピストン２３は、タンク２２の内径に実質的に対応する直径を有する。ピストン２３の直径は、約５０センチメートル〜約３メートルから成ることが好ましい。

タンク２２の内表面１２２は、約０．８マイクロメートルより低い粗さＲ_aを有する。こうした粗さＲ_aは、タンク２２の内表面１２２に沿ったピストン２３の正しい摺動を確実にする。

移動可能なピストン２３は、油圧プレス１２３または電気ねじによって作動される。

キャスティングボックス２４は、任意の幾何学的形状（例えば、実質的に角柱）を有してもよい。キャスティングボックスは、その底部に対応する開口１２４を有し、開口１２４はキャスティングボックス２４の幅に沿って延びる。装置２０は、キャスティングボックス２４の中に含有されたスラリーを、均質化したたばこ材料のキャストウェブ１１を形成するために、移動可能な支持体２６の上にキャストするように適合されたキャスティングブレード２９を含む。キャスティングブレード２９は、キャスティングボックス２４に固定されている。

このキャスティングブレード２９は、その幅である主寸法を有し、また底部のその開口１２４でまたはその近傍でキャスティングボックス２４に固定されている。キャスティングブレード２９の長軸方向の幅は、スラリーのキャストウェブ１１の所望の幅に応じて、約１００ｍｍ〜約３０００ｍｍであることが好ましい。

キャスティングブレード２９は、調整可能な板（図面では見えない）によってキャスティングボックス２４に取り付けられていることが好ましく、この調整可能な板は、キャスティングブレード２９の位置の正確な制御を可能にする。調整可能な板は、ブレード２９と支持体２６の間の間隙を調整するための複数の調整要素を含む。キャスティングボックス２４およびキャスティングブレード２９は、移動可能な支持体２６を回転する主ドラム１２６の上方に据え付けられている。

スラリーは、キャスティングブレード２９と移動可能な支持体２６の間に形成されている間隙を通して移動可能な支持体２６の上に配分されていて、その寸法はとりわけ、均質化したたばこ材料のキャストウェブ１１の厚さを決定する。このキャスティングブレード２９は、実質的に均一な厚さを有するスラリーのキャストウェブ１１を移動可能な支持体上に形成するために使用される。

間隙の寸法は、調整可能な板によってキャスティングブレード２９の位置を制御することによって制御され、この調整可能な板は、その幅に沿って配分された調整要素を含む。

間隙の幅は約０．１ｍｍ〜約２ｍｍから成ることが好ましく、約０．２ｍｍ〜約１．５ｍｍから成ることがより好ましい。

移動可能な支持体２６は、例えばドラム組立品を備える連続的なステンレス鋼ベルトを備える。ドラム組立品は、移動可能な支持体２６を移動させるキャスティングボックス２４の下方に位置する主ドラム１２６を含む。キャスティングボックス２４は、主ドラム１２６の上に据え付けられていることが好ましい。

装置２０は、圧力センサー２５と信号通信する制御ユニット５０をさらに含み、制御ユニット５０は、信号に応答して、キャストボックス２４内部の、圧力センサー２５によって検出される圧力を変化させるフィードバックループを実行するために、圧力センサー２５から受信した信号に応答して、移動可能なピストン２３を駆動するように油圧プレス１２３を命令するように適合されている。

その上、制御ユニット５０はまた、他のセンサー（図に描写されていない）、例えば移動可能な支持体２６上にキャストされたキャストウェブ１１上のドラッガーを特定するセンサーと、移動可能な支持体２６上にキャストされたキャストウェブ１１の水分を判定するセンサーと、移動可能な支持体２６上にキャストされたキャストウェブ１１の厚さまたは厚さの変化を測定するセンサーと、キャスティングボックス２４の中のスラリーの粘度を測定するセンサーと、キャスティングボックス２４の中のスラリーの温度を測定するセンサーと、移動可能な支持体２６上にキャストされたキャストウェブ１１上の欠陥の位置を検出するセンサーと、キャスティングボックス２４の中のスラリーの密度を検出するセンサーと、上記のセンサーのうちの二つ以上の組み合わせとのうちの一つ以上と信号通信することが好ましい。

すべてのセンサーは、測定されるそのそれぞれのパラメータ（圧力、温度、水分スラリーレベル、欠陥など）に関連する信号を中央制御ユニット５０に送信することが好ましい。制御ユニットは、ピストンアクチュエータ（油圧プレス１２３または電気ねじ）、他のアクチュエータ、モータのうちの一つ、そのうちの幾つか、もしくはそのすべてに、またはキャスティング装置２０の中のさらなる回路に電気的に接続されていることが好ましい。キャストウェブ１１が欠陥もしくは不均質性を明らかにするか、またはキャストウェブ１１の特性が事前設定された範囲外にある場合、制御ユニットはプロセスパラメータの変更を指示し、それ故にスラリーの特性またはキャスティングのパラメータに影響を及ぼすことができる。これらのプロセスパラメータは、例えばキャスティングブレード２９と支持体２６の間の間隙の寸法またはキャスティングボックス２４の中の圧力であってもよい。例えば、キャスティングブレード２９のアクチュエータに対するフィードバックループは、キャストウェブ１１の厚さを調整するために存在する。

乾燥装置３０は、複数の個別の乾燥ゾーンを含む。各乾燥ゾーンは、移動可能な支持体２６の下側の蒸気加熱と、移動可能な支持体２６の上の加熱された空気とを含むことが好ましく、また調整可能な排気制御も含むことが好ましい。乾燥装置３０内で、均質化したたばこウェブ１１は、移動可能な支持体２６上で所望の最終的な水分まで乾燥される。均質化したたばこ材料のウェブ１１は、厚さ４０で乾燥装置３０に入り、そして減少した厚さ４２で乾燥装置３０から出る。

キャスティング装置２０を含む装置１０の機能は以下の通りである。好ましくはたばこ粉末および他の成分を混合するおよび組み合わせることによって形成されたスラリーは、ピストン２３が提供されたタンク２２の中に充填される。

スラリーはタンク２２から、それぞれのパイプ２８を通してタンク２２に流体接続されている一つ以上のキャスティングボックス２４に移送される。

タンク２２中のスラリーは、タンク２２からキャスティングボックス２４にスラリーを移送するために、またはキャスティングボックス２４中のスラリーに所与の圧力を加えるために、ピストン２３によって押される。

スラリーは、キャスティングボックス２４からキャストされて、均質化したたばこ材料のウェブ１１を得る。

均質かつ均一なフィルム厚さのウェブ１１の中にスラリーをキャストする工程は、例えばステンレス鋼ベルトが挙げられる、移動可能な支持体２６上で実行される。

圧力センサー２５は、キャスティングボックス２４の中に提供され、またキャスティングボックス２４内部の圧力をモニターするために使用される。ピストン２３によってタンク２２中のスラリー上に加えられる圧力は、キャスティングボックス２４の中の圧力を所定の範囲内に保つことを目的とする圧力調節ループ２１があるように、キャスティングボックス２４内の圧力を読み取る圧力センサー２５によって調整される。特に、圧力センサー２５の読み取り値は、タンク２２内部のピストン２３を押す、およびタンク２２からキャスティングボックス２４にスラリーを押すための圧力を発生する作動力を命令するために使用される。この圧力調節ループ２１は、キャスティングボックス２４内部のスラリー圧力の正確な制御を有することを可能にする。

ピストン２３によってタンク２２中のスラリーを押す工程は、キャスティングボックス２４内部の相対圧力が約０．１バール〜約２バール（相対バール）から成る時に終了する。

均質化したたばこ材料のウェブ１１の厚さおよびその坪量は、スラリー測定装置を使用して連続的に監視され、かつフィードバック制御されることが好ましい。キャスティングは、移動可能な支持体２６とともに間隙を形成するキャスティングブレード２９によって実行され、こうした間隙もフィードバック制御することができる。キャスティングブレード２９の形状は、均質化したたばこ材料の実質的に均一なウェブ１１の再現可能な形成を可能にする。

さらに、キャストウェブ１１は乾燥装置３０による乾燥工程を経る。乾燥工程は好ましくは、個別に制御可能なゾーンを有するエンドレスステンレス鋼ベルト乾燥機の中でのキャストウェブ１１の均一かつ穏やかな乾燥を含む。乾燥中に、各乾燥ゾーンでの穏やかな乾燥プロファイルを確実にするために、各乾燥ゾーンでのキャストウェブ１１の温度をモニターする工程が実行されることが好ましい。キャストウェブ１１は、好ましくは底部からのスチームパン加熱を用い、かつ上部の空気乾燥を用いて、移動可能な支持体２６のステンレス鋼ベルト上で所望の最終的な水分まで乾燥される。乾燥ゾーンごとに蒸気流量および圧力の制御を装備し、これによって空気温度と空気流量は、所望の乾燥プロファイルを提供するように、かつ製品滞留時間が順守されることを確実にするように、完全に調整可能である。

キャスティング工程の終了時および乾燥工程の終了時に、均質化したたばこ材料ウェブ１１は、移動可能な支持体２６から取り出されることが好ましい。乾燥ステーションの後で適正な水分含有量にてキャストウェブ１１のドクタリングを実行することが好ましい。目標の水分または水分仕様に達するようにウェブ１１のさらなる水分含有量を除去するために、キャストウェブ１１は二次乾燥プロセスを経ることが好ましい。この二次乾燥工程において、キャストウェブ１１は、水分をウェブ１１の両方の表面から簡単に除去することができるように、ワイヤの上に置かれることが好ましい。乾燥工程の後、キャストウェブ１１は、巻き取り工程において一つ以上のボビンに巻かれることが好ましい。

Claims (15)

1. アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストする方法であって、
   ・ピストンを有するタンクを提供する工程と、
   ・前記タンクをスラリーで充填する工程と、
   ・前記タンクに流体接続されたキャスティングボックスを提供する工程と、
   ・前記タンクから前記キャスティングボックスにスラリーを移送するために、前記ピストンによって前記タンク中の前記スラリーを押す工程と、
   ・アルカロイドを含有する材料の前記ウェブを得るために、前記キャスティングボックスからの前記スラリーをキャストする工程と、を含む、方法。
2. 前記キャスティングボックス内部の圧力をモニターする工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記キャスティングボックス内部で測定された前記圧力に基づいて、前記押す工程において、前記ピストンによって前記タンク中の前記スラリーに加えられる圧力を変更することを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記タンクから前記キャスティングボックスにスラリーを移送するために、前記タンク中の前記スラリーを前記ピストンによって押す前記工程が、前記キャスティングボックス内部の相対圧力が約０．１バール〜約２バールから成る時に終了する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. アルカロイドを含有する材料の前記ウェブが均質化したたばこシートである、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. アルカロイドを含有する材料のウェブをキャストするための装置であって、
   ・スラリーを含有するように適合されたタンクと、
   ・所与の圧力を前記スラリーに加えるように適合された移動可能なピストンであって、前記タンクの中に位置付けられている、移動可能なピストンと、
   ・前記タンクと流体連通するキャスティングボックスであって、前記タンクから受容されたスラリーを含有するように、かつスラリーをキャストするように適合された、キャスティングボックスと、
   ・前記キャスティングボックスから前記スラリーキャストを受容するように適合された移動可能な支持体と、を含む、装置。
7. 前記キャスティングボックスが、加圧されたエンクロージャを形成する、請求項６に記載の装置。
8. 前記キャスティングボックス内部の圧力を測定するように適合された圧力センサーを含む、請求項６または請求項７に記載の装置。
9. アルカロイドを含有する前記材料のキャストウェブを形成するように、前記キャスティングボックスの中に含有された前記スラリーを前記移動可能な支持体の上にキャストするように適合されたキャスティングブレードを含む、請求項６〜８のうちの一つ以上に記載の装置。
10. 前記タンクを前記キャスティングボックスに接続するパイプを含む、請求項６〜９のうちの一つ以上に記載の装置。
11. 前記タンクが複数のキャスティングボックスと流体連通している、請求項６〜１０のうちの一つ以上に記載の装置。
12. 前記移動可能なピストンが油圧プレスまたは電気ねじによって作動される、請求項６〜１１のうちの一つ以上に記載の装置。
13. 前記タンクの前記内表面が、約０．８マイクロメートルより低い粗さＲ_aを有する、請求項６〜１２のうちの一つ以上に記載の装置。
14. 請求項８に従属する時、前記圧力センサーと信号通信する制御ユニットを含み、前記キャスティングボックス内部の前記圧力を前記信号に応答して変化させるためにフィードバックループを実行するために、前記制御ユニットが前記圧力センサーから受信した信号に応答して前記移動可能なピストンを駆動するようにアクチュエータに命令するように適合されている、請求項６〜１３のうちの一つ以上に記載の装置。
15. 前記移動可能なピストンが、約１センチメートル〜約３メートルから成る直径を有する、請求項６〜１４のうちの一つ以上に記載の装置。

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