JP6383874B2 - 喫煙品組立機械および喫煙品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は喫煙品組立機械に関する。また本発明は喫煙品の製造方法に関する。

フィルター付き紙巻きタバコなどの喫煙品は、一般にタバコロッドおよび紙などの材料に巻かれたフィルターで形成されている。チッピング紙などの紙のバンドが包装されたタバコと包装されたフィルターとを接合するために使用される場合がある。異なる構造、形態の紙巻きタバコが可能であるが、これらは一般にいくつかの材料で巻かれたタバコロッドおよびフィルターなどのロッド形状の部材を種々の配置で含んでいる。

ウェブ材を調製し、タバコロッド、フィルターまたはタバコロッドとフィルターの集合体に巻くための機械は、チッピング紙などの薄いストリップ材を扱い、ストリップ材を配置し、関連する部材と位置合わせし、ストリップを巻装工程に供給して喫煙品の部品にストリップ材を巻くウェブハンドリングシステムを含んでもよい。

予め画定されたスリットまたは開口部が形成されたチッピング紙などのシート材のウェブで喫煙品を組み立てることが知られている。

本発明のいくつかの態様ではチッピング紙ウェブ搬送経路を有する喫煙品組立機械が提供され、この機械は、チッピング紙ウェブ搬送経路に沿って通過するチッピング紙ウェブに少なくとも５ｍｍの寸法のラインを含むパターンを形成するように切り込み作業を行うように構成された機械的カッターと、チッピング紙ウェブを喫煙品を巻くためのセグメントに切断するように構成されたウェブ切断装置と、チッピング紙ウェブに作用するように構成された巻きステーションとを含み、ラインは喫煙品が組み立てられた際に喫煙品の円周の少なくとも５０％を延び、機械的カッターはチッピング紙ウェブ搬送経路に沿って巻きステーションの下流で切断作業を行うように構成されている。

上記ラインは分離ラインであってもよい。

機械的カッターの切り込み作業はチッピング紙ウェブの少なくとも２つのセクションを画定するように構成してもよい。

機械的カッターはチッピング紙搬送経路のウェブの方向に沿った方向にラインを含むパターンを形成するために切り込み作業を行うように構成してもよい。

機械的カッターはチッピング紙ウェブ搬送経路に沿ってウェブ切断装置の上流で切り込み作業を行うように構成してもよい。

機械的カッターはつぶし切り込み装置であってもよい。これとは別に機械的カッターは、剪断作用カッター、例えば回転剪刀型カッターまたは接触カッターなどのなどの別の種類の機械的カッターであってもよい。

つぶし切り込み装置は、間にチッピング紙ウェブ搬送経路が画定されている型付けローラーとアンビルローラーとを含んでもよい。

型付けローラーとアンビルローラーの間の間隔は３〜５μｍの範囲内であってもよい。

本発明の喫煙品組立機械はさらにチッピング紙ウェブ搬送経路に沿って巻きステーションの上流に配置されたプレカッターを含んでもよい。プレカッターはチッピング紙ウェブ上での最初の切り込み作業を行うように構成してもよく、機械的カッターによって行われる切り込み作業はチッピング紙ウェブ上の第２の切り込み作業であってもよい。

プレカッターは機械的切り込み作業を行ってもよい。

第１の切り込み作業は５ｍｍ未満の寸法を有する切り込みを含んでもよく、第２の切り込み作業は少なくとも５ｍｍの寸法を有するラインを含んでもよい。プレカッターはチッピング紙ウェブ搬送経路に沿って巻きステーションの下流で機械的カッターの上流に配置されてもよい。より具体的にはプレカッターはチッピング紙ウェブの搬送経に沿った移動方向において巻きステーションの後であるが、機械的カッターの前に配置されるのが好ましい。

プレカッターはチッピング紙ウェブ搬送経路に沿って巻きステーションの上流に配置されてもよい。

プレカッターはミシン目を形成するための穿孔器であってもよい。これとは別にプレカッターは剪断作用カッター、例えば回転剪刀型カッターまたは接触カッターまたはレーザーカッターなどにすることも可能である。

上記ラインは幅に対する長さの最小比が６０：１であってもよい。

本発明の他の態様では喫煙品の製造方法が提供され、この方法はチッピング紙ウェブを搬送経路に沿って搬送することと、巻きステーションを使用してチッピング紙ウェブを巻くこと、チッピング紙ウェブ上に少なくとも５ｍｍの寸法を有するラインを含むパターンを形成するためにチッピング紙ウェブに機械的に切り込みを入れることと、チッピング紙ウェブをいくつかのセグメントに切断することと、チッピング紙のセグメントで喫煙品を組み立てることとを含み、ラインは喫煙品の円周の少なくとも５０％を延びる。

本発明の実施態様を添付図面を参照し、あくまで例示として説明する。

紙巻きタバコの部分分解図である。 紙巻きタバコを形成するためのチッピング紙のセグメントの平面図である。 紙巻きタバコ製造機械の略式側部立面図である。 紙巻きタバコ製造機械のつぶし切り込み装置の略式側面図である。 図３に示した紙巻きタバコ製造機械によって実行される工程の略図である。 別の紙巻きタバコ製造機械の略式側部立面図である。

本明細書中に使用する「喫煙品」なる用語は、タバコ、タバコ派生品、膨張タバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品をベースにしているかに関係なく紙巻きタバコ、シガーおよびシガリロなどの喫煙可能な製品および発熱するが燃焼しない製品、電子タバコを含むエアロゾル発生装置などの他のニコチン送出製品を含む。喫煙品には喫煙者に吸引される気体流用のフィルターを設けてもよい。本明細書中で説明する喫煙品の実施例としては、タバコなどの喫煙材のロッドに固定されたフィルターを有する紙巻きタバコまたは他の伸縮自在の構造のものを含んでもよい。

図１を参照すると紙巻きタバコ１の形体の喫煙品は、紙のラッパーに包まれたタバコまたはタバコ含有材などの喫煙材を従来の方法で含むタバコロッド２を含む。当然のことながら紙巻きタバコなる用語は、本明細書を通して喫煙品なる用語に置き換えてもよい。紙のプラグラッパーに包まれた例えばセルロースアセテートなどのフィルター材を含むほぼ円筒状のフィルターセグメント３がタバコロッド２に隣接して配置されている。フィルターセグメント３はシート材４、好ましくはチッピング紙のカバー層によってタバコロッド２に取り付けられる。これとは別にタバコロッド２は長手方向に位置合わせされた喫煙材と第２フィルターセクション（図示せず）を含んでもよい。

図２のチッピング４は以下に説明するように紙巻きタバコ製造機械で２本の背中合わせに配置された紙巻きタバコ１をに包むのに適した幅のチッピング紙ウェブ１１のセグメント１０として示されている。ウェブ１１の各長さＬは個別の背中合わせの紙巻きタバコの対を形成するために利用され、使用時にはウェブ１１は各セグメント１０の先行縁部および後縁部を形成する切断線１２、１３に沿って切断される。喫煙材１を形成するためにチッピング紙４を巻く際にチッピング紙ウェブ１１のセグメント１０は分離ライン１４に沿って分割される。

図２に示すようにチッピング紙４にはパターン５が形成される。パターン５はライン６の列によって形成されている。ライン６はチッピング紙４を形成するシート材を通る切り込みによって形成される。図２に示すチッピング４のウェブ１１のセグメント１０はブランクを形成する。本実施態様ではライン６は機械的な切り込み作業によって形成される。少なくともいくつかのライン６の深さはシート材の厚さを通して延びている。即ち、ライン６は分離ラインを形成する。しかしながら、いくつかの線６はシート材の厚さを通して部分的にのみ延びてもよい。分離ラインを形成する該または各ライン６はチッピング紙４の少なくとも２つのセクションを画定する。例えば、ライン５ａは図２のチッピング紙４の２つのセクション８ａ、８ｂを画定する。

ライン６の列はパターン５を形成するように示されているが、当然のことながらパターン５を１本のラインで作製することも可能である。各ライン６は長尺である。少なくとも１本のライン６は５ｍｍまたはそれ以上の長さを有する。好ましくは少なくとも１本のライン６は１０ｍｍに等しいまたはそれ以上の長さを有する。組み立てられた際に少なくとも１本のライン６は紙巻きタバコ１の円周の少なくとも５０％を延びている。好ましくは組み立てられた際、少なくとも１本のライン６は紙巻きタバコ１の円周の少なくとも８０％を延びる。

またチッピング紙４にはミシン目の列が形成される。ミシン目７はレーザーカッティング、ピンエンボスなどのエンボス加工または任意の他の好適な方法によって形成してもよい。ミシン目７はチッピング紙４を通る換気を提供する。当然のことながら各ミシン目７は通常は０．５ｍｍ以下の直径を有する。０．５ｍｍ超の直径のミシン目孔はＣＯ２を発生させる場合があることが判っている。

紙巻きタバコ１の製造に適した紙巻きタバコ製造機械を図３および４を参照して説明する。本発明の機械は紙巻きタバコの製造においてチッピング紙４のウェブ１１のロール２２ａを利用するように適合させたＨａｕｎｉ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ ＡＧ社による機械を改良したものとして考慮することができる。また図５を参照すると、図３に例示した機械の種々の部分によって実行される製造工程を略式に示している。

２本の紙巻きタバコを背中合わせに形成するのに好適な長さのタバコロッド２０が図３に示すタバコロッド送り込み部３３に供給される。またフィルターロッド２１がホッパー３５から機械内に供給される。フィルターロッド２１は２本の紙巻きタバコを背中合わせに形成するのに好適な長さである。

タバコロッド２０は引き継ぎドラム３６上に供給され、タバコロッド切断ドラム３７に送られ、これは関連するナイフホイール３８を有し、タバコロッド２０を２つの部分２０ａ、２０ｂに切断し、これらはその後分離ドラム３９によって軸方向に分離され、個々のフィルターロッド２１が図５に示すようにそれらの間に置かれるフィルター供給ドラム４０に送られる。

フィルターロッド２１はホッパー３５から供給ローラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄによってフィルター供給ドラム４０へと供給され、図３に示すようにフィルターロッドドラム４０は共通の長手方向軸でタバコロッド２０ａ、２０ｂをフィルター端部２１の対向端に当接させるように作動する。

ロッド２０ａ、２１、２０ｂの当接構造体は、その後スウォシュ・プレートドラム４１に送られ、そこでそれらは図に示すチッピング４のウェブ１１の切断線１２および１３の間の切断部を含むチッピング紙セグメント１０によって接合される。後で説明するようにチッピング紙セグメント１０はウェブ１１から切断され、当接構造体が回転ドラム４３に送られると、チッピング紙セグメント１０がフィルターロッド２１に巻かれるように糊が塗布され、タバコロッド２０ａ、２０ｂの端部に重なる大きさになっているので図５に示す構造体で例示するようにこれらは接合される。

接合されたロッド２０ａ、２１、２０ｂは、その後移送ドラム４５へと移動し、切断ドラム４６へと供給され、これは連動する回転ナイフ４７を有し、接合されたロッド２０ａ、２１、２０ｂを２本の紙巻きタバコ１、１’に切断し、これらはその後移送ドラム４８を介して旋回ドラム４９へと供給され、そこで各対の紙巻きタバコ１、１’はパッケージングの準備のために同じ方向に向くように配置される。

チッピング紙４のウェブ１１はチッピング紙４のウェブ１１が紙巻きタバコ製造機械に連続的に供給できるように２つのロール２２ａ、２２ｂを含む供給構造体から順次供給される。従って、供給ロール２２ａの１つを使い切ると、もう一方のロール２２ｂから連続的に供給することができ、空のロールを交換することができる。

紙巻きタバコ製造機械に供給ロール２２ａ、２２ｂを設置する前に未処理のウェブロール上で穿孔ステーション（図示せず）が作動し、チッピング４のウェブ１１にミシン目７を形成する。穿孔ステーション（図示せず）は通常紙巻きタバコ製造機械から離れている、または紙巻きタバコ製造機械に組み込んでもよい。またウェブ１１は紙巻きタバコ製造機械に隣接する穿孔ステーションで穿孔され、その隣接するステーションから紙巻きタバコ製造機械に供給されてもよい。

再度図３を参照するとチッピング紙４のウェブ１１はロール２２ａ、２２ｂの１つから巻きステーション５０に供給される。巻きステーション５０はチッピング紙４のウェブ１１の一方の面の構造的一体性を弱化させて図３および５に示すようにドラム４１、４３でロッド２０ａ、２０ｂ、２１に巻かれる際にウェブが簡単に円筒形に丸まるようにチッピング紙４のウェブ１１に作動する。巻きステーション５０ではチッピング紙４はカーリングバーとしても知られている固定された巻き縁部上に送られ、一方の面でチッピング紙の構造的一体性を僅かに弱化させる。従来の紙巻きタバコ製造機械ではミシン目を有するウェブ１１は巻き処理に耐えることができる。しかしながら、巻きステーション５０を通過するチッピング紙４のウェブ１１に少なくとも５ｍｍの寸法を有するライン６を含むパターン５が存在することによってウェブが少なくとも部分的に損傷を受ける場合があることが判っている。

図３に示すようにチッピング紙４のウェブ１１は巻きステーション５０の下流の機械的カッター７０による作業を受ける。機械的カッター７０はパターン５の少なくとも１つのライン６を形成するためにチッピング紙４のウェブ１１に作動する。機械的カッター７０はチッピング紙４のウェブ１１の搬送経路に沿ってウェブが機械的カッター７０を通過する際にチッピング紙４のウェブ１１上で切り込み作業を行う。機械的カッター７０は主に流れ方向に即ち、チッピング紙４の移動方向に直交する横方向ではなくチッピング紙４が搬送されている方向にチッピング紙４のウェブ１１に切り込みを入れる。

ウェブテンショナー６５が図３に示す実施態様では巻きステーション５０の上流に設けられている。ウェブテンショナー６５またはウェブ溜めは機械的カッター７０でチッピング紙４のウェブ１１の緊張を正確に制御する。別の実施態様ではウェブテンショナー６５は巻きステーション５０と機械的カッター７０の間に配置されている。ペーパーガイド(図示せず)はチッピング紙４のウェブ１１をチッピング紙４のウェブ１１の搬送経路の方向を横断する方向に整列させる。ペーパーガイドはチッピング紙４のウェブ１１をそれが機械的カッター７０によって受け取られる前に確実にが正確に配列されるようにする。

図４を参照すると本実施態様の機械的カッター７０はつぶし切り込み装置である。つぶし切り込み装置はバーストカットとしても知られているつぶし切り込みをウェブ１１で実行してパターン５の該または各ライン６を形成するためにチッピング紙４のウェブ１１に作用する。機械的カッター７０として機能するつぶし切り込み装置は型付けローラー７１とアンビルローラー７２とを含む。型付けローラー７１とアンビルローラー７２は隙間７３を画定するために互いに離れている。隙間７３はチッピング紙４のウェブ１１の搬送経路の一部を画定している。即ち、ウェブ１１は型付けローラー７１とアンビルローラー７２の間を通過する。

型付けローラー７１は円筒状の外面７４を有する。隆起した突出部 (図示せず)が型付けローラー７１から延びている。隆起した突出部はパターン５の該または各ライン６を画定する。隆起した突出部は回転ダイを画定する。アンビルローラー７２は円筒状の外面７５を有する。アンビルローラー７２の円筒状外面７５は滑らかである、即ちアンビルローラー７２の円筒状外面７５は隆起した突出部を全く有していない。

型付けローラー７１の隆起した突出部（図示せず）の自由縁部とアンビルローラー７２の円筒状外面７５の間の間隔は本実施態様では３〜５μｍである。チッピング紙４のウェブ１１の厚さは通常０．０２５〜０．０５５ｍｍである。しかしながら、当然のことながらその寸法は異なってもよい。型付けローラー７１とアンビルローラー７２の回転は同期される。型付けローラー７１とアンビルローラー７２の回転速度はチッピング４のウェブ１１の処理速度に対応する。ウェブ１１は型付けローラー７１とアンビルローラー７２の間を通過する際、ローラー７１、７２がウェブ１１の両側に作用する。型付けローラー７１の隆起した突出部とアンビルローラー７２の円筒状の外面７５の間で受けられたウェブ１１の部分は圧縮される、即ち材料がそれらの間で潰される。切り込み作業が行われる材料は、チッピング紙４のウェブ１１の厚さの少なくとも８０％が潰される。潰す作業によって材料が型付けローラー７１が作用する材料のラインに沿って裂かれ、よって分離ラインを形成する。この作業によりチッピング紙４のウェブ１１の挿通を必要としない分離作業を行うことが可能になる。本実施態様では該または各ライン６は６０：１の幅に対する最小長さの比を有する。

巻きステーション５０の下流でチッピング紙４のウェブ１１で切り込み作業を行うことによって、紙巻きタバコ製造機械でチッピング紙に損傷が生じずに以前は不可能であったチッピング紙４のウェブ１１にパターン５を形成することが可能になることが判っている。例えば、本実施態様では機械的カッター７０はチッピング紙４のウェブ１１の搬送経路の方向に沿った方向にラインを含むパターン５を形成する切り込み作業を行うように構成されている。さらに紙巻きタバコ製造機械のオンラインで少なくとも５ｍｍの寸法を有するライン６を含むそのようなパターン５を形成することが可能である。また当然のことながら機械的カッター７０は紙巻きタバコ製造機械に据え付けることができる。

図３を参照するとチッピング紙４のウェブ１１は機械的カッター７０から糊付けステーション５５を通過する。これはトレイ５８から転写ローラー５７によって転写される糊を所定のパターンでウェブ１１の一面に塗布する糊付けローラー５６を含む。糊が塗布されたウェブ１１はそれから供給ローラー５９上を通ってウェブ切断装置６０へと移動する。ウェブ切断装置６０はロータリーパッチカッターを有し、これは複数の放射状に延びたブレードを含み、 ウェブ１１を図５に例示するように連続するタバコとフィルターロッドの構造体に貼付されるチッピング紙セグメント１０に切断する。図２を参照するとウェブ切断装置６０はウェブ１を切断線１２、１３に沿って切断し、個々のチッピング紙セグメント１０を形成する。

上述の実施態様では切り込み作業は、任意にミシン目７を形成するためにチッピング紙４のウェブ１１のロール２２ａ、２２ｂが紙巻きタバコ製造機械に受け取られる前にチッピング紙４のウェブ１１に少なくとも５ｍｍの寸法を有する１つ以上のライン６を形成するために機械的カッター７０で実行される。しかしながら、当然のことながら別の実施態様では紙巻きタバコ製造機械は、ミシン目７を形成するためにチッピング紙４のウェブ１１で切り込み作業を行うためのプレカッターを有する。そのような実施態様の１つを図６に示す。図６に示す実施態様は上述の実施態様とほぼ同じであり、詳細な説明は省略する。しかしながら、この実施態様では紙巻きタバコ製造機械は チッピング紙４のウェブ１１の搬送経路に沿って配置されたプレカッター８０を有する。

この実施態様ではプレカッター８０はチッピング紙４のウェブ１１の搬送経路に沿って巻きステーション５０の上流に配置されている。プレカッター８０はミシン目を形成するまたは切断部が５ｍｍ未満の寸法を有する他の切り込み作業を行うように構成されている。プレカッター８０はレーザー切断装置、ピンエンボス装置または剪断作用カッターなどの異なる形体のものを含んでもよい。

プレカッター８０はチッピング紙４のウェブ１１で第１の切り込み作業を行うように構成されている。機械的カッター７０によって行われる切り込み作業は該チッピング紙４のウェブ１１で実行される第２の切り込み作業でである。巻きステーション５０の上流にプレカッター８０を設けることによって第１切り込み作業を第２の切り込み作業から分離することができる。このような構成はオンライン切り込み作業が実行された頑丈なウェブ１１が巻きステーション５０を通過できるようにし、ロッド２０ａ、２０ｂ、２１と組み合わされる前にウェブ１１で行われるさらなる切り込み作業が行われる。

別の実施態様ではプレカッターは、チッピング紙４のウェブ１１の搬送経路に沿って巻きステーション５０の下流および機械的カッター７０の上流に配置される。このような構成ではミシン目の形成または紙巻きタバコ製造機械でオンラインで機械的カッター７０によって実行されない他の切断切り込み作業が可能になる。

種々の問題の対処と技術の発展のため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示しており、これらの実施形態では特許請求された発明が実践され、優れた喫煙品組立機械および／または喫煙品の製造方法を提供することができる。本開示の利点および特徴は実施形態の単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。これらは特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよい。また本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明を含む。

Claims (13)

1. チッピング紙ウェブ搬送経路を有し、
   チッピング紙ウェブ搬送経路に沿って通過するチッピング紙ウェブに少なくとも５ｍｍの寸法のラインを含むパターンを形成するように切り込み作業を行うように構成された機械的カッターと、
   チッピング紙ウェブを喫煙品を巻くためのセグメントに切断するように構成されたウェブ切断装置と、
   チッピング紙ウェブに作用するように構成された巻きステーションとを含み、
   ラインは喫煙品が組み立てられた際に喫煙品の円周の少なくとも５０％を延び、機械的カッターはチッピング紙ウェブ搬送経路に沿って巻きステーションの下流で切断作業を行うように構成されている喫煙品組立機械。
2. 前記ラインは分離ラインであることを特徴とする請求項１記載の喫煙品組立機械。
3. 機械的カッターの切り込み作業はチッピング紙ウェブの少なくとも２つのセクションを画定するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の喫煙品組立機械。
4. 機械的カッターはチッピング紙搬送経路のウェブの方向に沿った方向にラインを含むパターンを形成するために切り込み作業を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の喫煙品組立機械。
5. 機械的カッターはチッピング紙ウェブ搬送経路に沿ってウェブ切断装置の上流で切り込み作業を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の喫煙品組立機械。
6. 機械的カッターはつぶし切り込み装置であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の喫煙品組立機械。
7. つぶし切り込み装置は、間にチッピング紙ウェブ搬送経路が画定されている型付けローラーとアンビルローラーとを含むことを特徴とする請求項６記載の喫煙品組立機械。
8. 型付けローラーとアンビルローラーの間の間隔は３〜５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項６記載の喫煙品組立機械。
9. さらにチッピング紙ウェブ搬送経路に沿って巻きステーションの上流に配置されたプレカッターを含み、プレカッターはチッピング紙ウェブ上での第１の切り込み作業を行うように構成され、機械的カッターによって行われる切り込み作業はチッピング紙ウェブ上の第２の切り込み作業であることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載の喫煙品組立機械。
10. プレカッターは機械的切り込み作業を行うことを特徴とする請求項９記載の喫煙品組立機械。
11. 第１の切り込み作業は５ｍｍ未満の寸法を有する切り込みを含み、第２の切り込み作業は少なくとも５ｍｍの寸法を有するラインを含むことを特徴とする請求項９または１０記載の喫煙品組立機械。
12. 前記ラインは幅に対する長さの最小比が６０：１であることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載の喫煙品組立機械。
13. チッピング紙ウェブを搬送経路に沿って搬送することと、
    巻きステーションを使用してチッピング紙ウェブを巻くことと、
    チッピング紙ウェブ上に少なくとも５ｍｍの寸法を有するラインを含むパターンを形成するためにチッピング紙ウェブに機械的に切り込みを入れることと、
    チッピング紙ウェブをいくつかのセグメントに切断することと、
    チッピング紙のセグメントで喫煙品を組み立てることとを含み、ラインは喫煙品の円周の少なくとも５０％を延びる喫煙品の製造方法。

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