JP7340453B2 - シート様のたばこ材料の製造のための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート様のたばこ材料を製造するための装置およびプロセスに関する。特に本発明は、例えば紙巻たばこ、または「燃やさない加熱式」タイプのたばこ含有製品などのエアロゾル発生物品で使用するためのシート様のたばこ材料を製造するための装置およびプロセスに関する。

今日では、たばこ製品の製造において、たばこ葉の他に均質化したたばこ材料も使用される。この均質化したたばこ材料は一般的に、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。一般に、たばこダストは製造中にたばこ葉の取り扱いの間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。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。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へとキャスティングすることによって、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、再構成たばこを作り出すために、粘性が低くかつ含水量が高いスラリーを製紙と似たプロセスで使用することができる。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の葉たばこと類似した様式で、均質化したたばこウェブを切断してもよい。従来の紙巻たばこで使用するための均質化したたばこの機能は、実質的に充填力、引き出し抵抗、たばこロッドの硬さ、および燃焼特性などのたばこの物理的特性に限定される。この均質化したたばこは、一般に味わいに対する影響を有するようには設計されていない。このような均質化したたばこを作成するプロセスは、例えば、欧州特許第ＥＰ０５６５３６０号に開示されている。

エアロゾル発生物品の典型的な製造プロセスにおいて、少なくとも一つの構成要素は、捲縮プロセスを経る材料（通常はシートやホイルの形態の材料）を含む。次に、捲縮した材料は、（通常は管状の）部品に切断されたロッド内に圧縮される。これらの切断されたロッドは、エアロゾル発生物品の構成要素である。

捲縮プロセスは、材料シートをエアロゾル発生物品に適合するロッドへと圧縮して折り畳むのに有用である一方で、捲縮プロセスはまた、特に、空気接触の量、引き出し抵抗（ＲＴＤ）およびその他に影響を及ぼすため、エアロゾル発生物品のユーザーによって直接経験される。

結果として、適正な捲縮圧力をかけることは、捲縮プロセスの重要な態様である。捲縮圧力が低すぎると、捲縮のプラスの効果が低下しうる一方で、高すぎる圧力は材料シートに損傷を与えるか、その引張強さを低下させることがあり、これが裂けの発生を増加させ、さらには破砕させることもある。

捲縮プロセスは、二つの回転する円筒形ローラーを使用し、これらのローラーの間で材料シートが押し付けられる。これらのローラーは、シートを捲縮する外側表面上に、合致する型押し加工された隆起と谷のパターンを有する。

全体的な製造プロセスは、高速で実行される必要がある。捲縮時間が短いほど、材料シートの適切な捲縮を確保するために、より大きい圧力がかけられる必要があり、これは捲縮プロセス中にシートが損傷するリスクを増大させる。

従って、特に速い捲縮速度が使用される時に、最終製品における向上した一貫性が達成されうる、材料シートを捲縮するための装置および方法に対するニーズがある。

第一の態様によると、本発明は、エアロゾル発生物品用の捲縮した材料シートを製造する方法に関し、該方法は、実質的に連続的な材料シートを一組の捲縮ローラーに搬送方向に供給する工程であって、一組のローラーが、第一のメインローラー、第二のメインローラー、および予備捲縮ローラーを含み、第一のメインローラーおよび第二のメインローラーが、それぞれ、それらの幅の少なくとも一部分にわたる第一の複数の隆起および第二の複数の隆起を含み、予備捲縮ローラーがその幅の一部分にわたる第三の複数の隆起を含み、予備捲縮ローラーの直径が第一のメインローラーおよび第二のメインローラーの直径よりも小さい、供給する工程と、第一のメインローラーの第一の複数の隆起と予備捲縮ローラーの第三の複数の隆起が第一のパターンの捲縮された波型形状を実質的に連続的な材料シートに施すように、実質的に連続的な材料シートを第一のメインローラーと予備捲縮ローラーとの間に供給することによって、実質的に連続的な材料シートを予備捲縮して、予備捲縮したシートを形成する工程と、第一のメインローラーおよび第二のメインローラーの第一の複数の隆起および第二の複数の隆起が第二のパターンの捲縮された波型形状を予備捲縮したシートに施すように、実質的に連続的な材料シートを第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間に供給することによって、予備捲縮した材料シートを捲縮して、捲縮したシートを形成する工程と、を含む。

別の態様によると、本発明は、材料シートを捲縮するための装置に関し、該装置は、材料シートを搬送方向に沿って搬送するための搬送装置と、一組の捲縮ローラーであって、該組が、第一の回転軸および第二の回転軸を画定し、一方が他方の前に面している、第一のメイン捲縮ローラーおよび第二のメイン捲縮ローラーを含み、第一のローラーがその幅の一部分にわたる第一の複数の隆起を含み、第二のローラーがその幅の一部分にわたる第二の複数の隆起を含む、一組の捲縮ローラーと、第一のローラーに面し、その幅の一部分にわたる第三の複数の隆起を有する予備捲縮ローラーであって、第一のメインローラーおよび第二のメインローラーの直径よりも小さな直径を有する、予備捲縮ローラーと、を含む。

本発明によると、材料シートはまず予備捲縮され、次に捲縮される、すなわち、捲縮は二つの異なる工程で実施される。予備捲縮ローラーによって材料シートを予備捲縮することによって、それを第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間で捲縮する前に、捲縮プロセスのための材料シートの穏やかな調製が得られ、そのため捲縮損傷が減少し、捲縮プロセスの結果のより良好な制御が可能となりうる。

これは、捲縮プロセスのより良好な制御がエアロゾル発生物品の特性に対するより良好な制御を可能にしうるため、捲縮した材料シートがエアロゾル発生物品の製造に使用される時に特に有利でありうる。

本明細書で使用される「エアロゾル発生物品」という用語は、例えば加熱、燃焼または化学反応によって、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有するエアロゾル形成基体を含む物品を意味する。本明細書で使用される「エアロゾル形成基体」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する基体を説明するために使用されている。本発明によるエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体から生成されるエアロゾルは、見えても、または見えなくてもよく、蒸気（例えば、気状である物質の微粉は室温にて通常、液体または固体である）、ならびに気体および凝縮された蒸気の液体の小滴を含んでもよい。

エアロゾル発生物品は、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出するために、燃焼ではなく加熱されることが意図されるエアロゾル形成基体を含むエアロゾル発生物品である、加熱式エアロゾル発生物品としうる。加熱式エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品の一部を形成する搭載型の加熱手段を備えてもよく、または別個のエアロゾル発生装置の一部を形成する外部ヒーターと相互作用するように構成されてもよい。

エアロゾル発生物品は、紙巻たばこなどの加熱式喫煙物品と似たものとしうる。エアロゾル発生物品は、たばこを含みうる。エアロゾル発生物品は使い捨てであってもよい。エアロゾル発生物品は、別の方法として、部分的に再利用可能であり、補充可能または交換可能なエアロゾル形成基体を備えるものとしうる。

エアロゾル形成基体は、乾燥質量で５パーセントを超えるエアロゾル形成体と水を含有する均質化したたばこ材料から形成されるか、またはそれを含むことが好ましい。例えば、均質化したたばこ材料は、乾燥質量で約５～約３０重量パーセントのエアロゾル形成体含有量を持ちうる。こうしたエアロゾル形成基体から発生したエアロゾルは、ユーザーによって、特に高い温度を持つものと考えられる場合があり、また広い表面積、低い引き出し抵抗のエアロゾル冷却要素を使用することで、エアロゾルの認識温度をユーザーにとって容認可能なレベルに減少させうる。

エアロゾル発生物品は実質的に円筒形の形状としうる。エアロゾル発生物品は実質的に細長くてもよい。エアロゾル発生物品はまた、長さと実質的に直交する長さと周囲を有しうる。エアロゾル形成基体は実質的に円筒形の形状であってもよい。エアロゾル形成基体は実質的に細長くてもよい。エアロゾル形成基体はまた、長さと、この長さと実質的に直交する円周とを有しうる。エアロゾル形成基体は、エアロゾル形成基体の長さがエアロゾル発生装置内の気流方向に実質的に平行となるように、エアロゾル発生装置に受けられうる。エアロゾル冷却要素は、実質的に細長くてもよい。

エアロゾル発生物品の全長は、約３０ミリメートル～約１００ミリメートルの間であってもよい。エアロゾル発生物品は、約５ミリメートル～約１２ミリメートルの外径を有してもよい。

エアロゾル発生物品は、フィルターまたはマウスピースを備えうる。フィルターは、エアロゾル発生物品の下流端に位置しうる。フィルターは、アセチルセルロースフィルタープラグとしうる。フィルターは、約５ミリメートル～約１０ミリメートルの長さを有してもよく、約７ミリメートルの長さであってもよい。エアロゾル発生物品は、エアロゾル形成基体の下流に位置するスペーサー要素を備えうる。

捲縮したシートは、均質化したたばこ材料のシートであることが好ましい。捲縮したシートは、植物由来材料シートとしうる。植物由来材料は、アルカロイドを含むことが好ましい。植物由来材料はたばこを含むことがさらにより好ましい。

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、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。

均質化したたばこ材料はシートの形態であってもよい。均質化したたばこ材料は、乾燥質量基準で約５パーセントを超えるエアロゾル形成体含有量を有しうる。均質化したたばこ材料は、乾燥質量基準で約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うる。均質化したたばこ材料シートは、たばこ葉ラミナおよびたばこ葉の茎の一方または両方を粉砕またはその他の方法で細かく砕くことによって得られる粒子状のたばこを凝集させることによって形成されうるか、別の方法として、または追加的に、均質化したたばこ材料シートは、例えばたばこの処理、取り扱いおよび輸送中に形成されたたばこダスト、たばこの微粉およびその他の粒子状のたばこ副産物の一つ以上を含みうる。均質化したたばこ材料シートは、粒子状たばこを凝集するのを補助するために、たばこ内因性結合剤、一つ以上の外因性結合剤（つまり、たばこ外来性結合剤）、またはそれらの組み合わせである一つ以上の固有の結合剤を含んでもよい。均質化したたばこ材料シートは、たばこおよび非たばこ繊維、エアロゾル形成体、湿潤剤、可塑剤、風味剤、フィラー、水性および非水性の溶媒、ならびにこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない添加剤を含んでもよい。

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層状の要素を意味する。

本明細書で使用される「捲縮した」という用語は、複数の波型形状を備えるシートまたはウェブを意味する。

本明細書で使用される「波型形状」という用語は、波型形状のフランクによって結合された交互に並ぶ山と谷から形成された複数の実質的に平行な隆起を意味する。これには、方形波プロフィール、正弦波プロフィール、三角波プロフィール、鋸波プロフィール、またはその任意の組み合わせを持つ波型形状を含むが、これに限定されない。

本明細書で使用される「捲縮された波型形状」という用語は、捲縮したシートまたはウェブ上の波型形状を意味する。

本明細書で使用される「実質的に交互に配置」という用語は、少なくとも部分的にメッシュになった第一および第二のローラーの波型形状を意味する。これには、ローラーの一方または両方の波型形状が対称的または非対称的な配列が含まれる。ローラーの波型形状は、実質的に整列させてもよく、または少なくとも部分的にオフセットさせてもよい。第一または第二のローラーの一つ以上の波型形状の山は、第一および第二のローラーのうち他方の単一の波型形状の谷と交互に配置されうる。第一および第二のローラーのうち一方の実質的にすべての波型形状の谷がそれぞれ第一および第二のローラーのうち他方の単一の波型形状の山を受けるように、第一および第二のローラーの波型形状は交互に配置されることが好ましい。

本明細書で使用される「長軸方向」という用語は、シートまたはウェブの長さに沿って、またはそれと平行に延びる方向を意味する。

本明細書で使用される「幅」という用語は、ウェブまたはシートの長さと直角を成す方向、またはローラーの場合ではローラーの軸と平行な方向を意味する。

本明細書で使用される「ピッチ値」という用語は、特定の波型形状の山の一方の側にある谷の間の横方向距離を意味する。

本明細書で使用される「ロッド」という用語は、実質的に円形または長円形の断面の概して円筒形の要素を意味する。

本明細書で使用される「軸方向の」または「軸方向に」という用語は、ロッドの円筒形の軸に沿って、またはそれに平行して延びる方向を意味する。

本明細書で使用される「集合された」または「集合する」という用語は、たばこ材料シートが、巻き込まれるか、または他の方法でロッドの円筒軸方向に対して実質的に横方向に圧縮または収縮されていることを示す。

本明細書で使用される「振幅値」という用語は、その山から最も深い直接隣接した谷の最も深い地点までの波型形状の高さを意味する。

本明細書で使用される「波型角度」という用語は、特定の波型形状の波型形状フランク間の角度を意味する。一つ以上の波型形状は、半径方向に対称的としうる。すなわち、波型形状の各フランクと半径方向との間の角度、すなわち「フランク角度」は同一であり、かつ波型角度の半分に等しくてもよい。一つ以上の波型形状は、半径方向に非対称的としうる。すなわち、波型形状の両方のフランクのフランク角度は異なりうる。

ローラーの「直径」は、ローラーの最大直径を意味する。ローラーは、複数の隆起を有する円筒とみなされうる。従って、最大直径は、ローラーの回転軸と直角を成し、隆起の先端を通過する平面に沿って断面が取られる時に生じる。最小直径は、ローラーの回転軸と直角を成し、二つの隆起の間の谷の底部を通過する平面に沿って断面が取られる時に生じる。直径が最大直径とは異なるものとして意図されている場合、直径は、以下のように特定されうる。さらに、二つの捲縮ローラーの間の「距離」は、それらの最も近い表面の地点の間の距離とみなされる、すなわち、一つは一方のローラー内に存在し、一つは他方のローラー内に存在する、最も近い地点の間の距離とみなされる。

「単位長さ」は、長さ寸法を表現するための基準または規定として使用されうる、一定の大きさを有する、任意の個別の、予め設定された長さまたは距離を意味する。したがって、単位長さ当たりの隆起数とは、一定の大きさを有する長さを取った場合の、該長さ内に存在する隆起の数が測定されたことを意味する。一般的に、この単位長さは、ローラーの回転軸に平行な 方向に沿って測定される。

本発明の装置および方法は、材料シートを捲縮するために使用されうる。例えば、こうしたシートは均質化したたばこ材料シートでありうる。シートを捲縮するために、装置は、シートの捲縮を実施する第一および第二のメインローラー、および、第一のメインローラーと共にシートの予備捲縮を実施する予備捲縮ローラーを含む。シートを予備捲縮するために、すなわち、第一のパターンに従ってシート上に波型形状を形成するために、予備捲縮ローラーと第一のメインローラーとの間に材料シートが挿入される。次に、シートを捲縮するために、すなわち、第二のパターンに従って再びシート上に波型形状を形成するために、第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間に予備捲縮したシートが挿入される。

第一または第二のパターンに従う波型形状は、本発明の装置によって、または本発明の方法により、メインローラーに、または予備捲縮ローラーに形成された隆起によって形成される。

隆起は、第一のメインローラーおよび第二のメインローラーの外部表面上に実現されて対応する第一の複数の隆起および第二の複数の隆起を形成する、および予備捲縮ローラーの外部表面上に実現されて第三の複数の隆起を形成するものであり、表面自体の周りの円周方向に延びることが好ましい。

第一、第二または第三の複数の隆起は、互いに平行であることが好ましい。

第一、第二、または第三の複数の隆起は、第一のメインローラー、第二のメインローラー、または捲縮ローラーの第二のローラーの外表面全体に形成されてもよく、またはその一部分のみに形成されてもよい。

各ローラーは回転軸を画定し、ローラー（第一のメインローラー、第二のメインローラー、または予備捲縮ローラー）は、この回転軸を中心に回転するように適合される。第一のメインローラー、第二のメインローラー、または予備捲縮ローラーは、円筒形状を有してもよい。この場合、回転軸は円筒の軸と一致する。

メインローラーまたは予備捲縮ローラーの表面は、鋼などの硬質材料で作製されうる。

第一、第二、または第三の複数の隆起は、回転軸と直角を成してもよく、または回転軸に対してわずかに傾斜していてもよい。

第一、第二または第三の複数の隆起は、一定のピッチ値を有しうる。

第一、第二または第三の複数の複数の隆起は、その延長部に沿って一定の振幅を有することが好ましく、またこの一定の振幅はローラー内のすべての隆起に対して同一であることがなおより好ましい。しかし、第一の複数の隆起の振幅は、第三の複数の、または第二の複数の振幅とは異なりうる。

第一および第二の複数の隆起は交互に配置されていることが好ましい。したがって、材料シートが第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間に挿入された時、第一および第二の複数の隆起はシートの表面上に波型形状を形成する。波型形状は、とりわけ第一および第二の複数の隆起の振幅およびそのピッチ、ならびに第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間の距離に依存する所定のパターンを有する。

第一および第三の複数の隆起は交互に配置されていることが好ましい。従って、材料シートが予備捲縮ローラーと第一のメインローラーとの間に挿入された時、第一および第三の複数の隆起はシートの表面上に波型形状を形成する。波型形状は、とりわけ第一および第三の複数の隆起の振幅およびそのピッチ、ならびに予備捲縮ローラーと第一のローラーとの間の距離に依存する、所定のパターンを有する。

したがって、捲縮プロセス全体の終了時にシート上に形成される波型形状は、シートが第一および第三の複数の隆起によって変形されるとき、およびシートが第一および第二の複数の隆起によって変形されるときに形成される波型形状の合計によって与えられる。

第一のメインローラーと予備捲縮ローラーとの間のシートの予備捲縮が第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間のシートの捲縮前に行われるという事実により、第一および第二のメインローラーによって材料シートの表面上に形成されるパターンは、予備捲縮ローラーおよび第一のメインローラーによって既に形成されたパターン上に形成される。

したがって、望ましい最終パターンは、異なる時間に行われる二つの異なる工程の結果であり、工程それぞれにおいて、シートに付与されて波型形状を形成する変形は、合計変形「未満」である。

第一および第二の複数の隆起によって形成される波型形状は、第一および第三の複数の隆起によって形成される波型形状上に形成されることが好ましい。このように、第一および第二の複数の隆起は、既に存在する波型形状を深める、または補強する。

「二段工程の」捲縮は、単一のステップそれぞれにおいてシートにかけられる応力を制限し、それによって、考えられる損傷を低減する。

より小さな予備捲縮ローラー、すなわち、メインローラーよりも小さな直径を有する予備捲縮ローラーを有することで、モーターの補助なしに、予備捲縮ローラーを第一のメインローラーによって動かすことを可能にする。メインローラーの慣性は、より小さな予備捲縮ローラーをメインローラーとともに引くのに十分である。考えられた直径は、ローラーの「外径または最大直径」である。従って、予備捲縮ローラーの最大直径は、メインローラーの最大直径よりも小さい。

予備捲縮ローラーの直径は、約１００ミリメートルより小さいことが好ましい。直径は、約２０ミリメートル～６０ミリメートルからなることがより好ましく、約３０ミリメートル～５０ミリメートルからなることがさらにより好ましい。第一メインローラーの直径は１００ミリメートルを超えることが好ましく、約１５０ミリメートル～３００ミリメートルがより好ましく、約２００ミリメートルがより好ましい。

予備捲縮ローラーはアイドル状態であることが好ましい。すなわち、予備捲縮ローラーは、プーリーまたはモーターによって駆動されないが、メインローラーの動き、およびシートによって予備捲縮ローラーとメインローラーとの間に生じる摩擦によって動かされる。

有利なことに、本発明の方法または装置によると、第一の複数の隆起は第一の所定のパターンを有し、第二の複数の隆起は第二の所定のパターンを有し、第三の複数の隆起は第三の所定のパターンを有し、第三のパターンは第一の複数の隆起の第一のパターンとは異なる。第一、第二および第三の複数の隆起は、材料シートの波型形状パターンを決定する。第一および第二のローラーの波型形状パターンは、第一および第二のローラーの波型形状が少なくとも部分的にメッシュになるように、少なくとも実質的に交互に配置される。第三および第一の複数の隆起も、少なくとも実質的に交互に配置されることが好ましい。材料シートは、第一のローラーと第二のローラーとの間に搬送される時よりも、第一のローラーと第三のローラーの間を移動する時の変形が少ないことが好ましい。第一の複数の隆起および第二の複数の隆起のパターンが同じである一方で、第三の複数の隆起のパターンが第一の複数の隆起および第二の複数の隆起のパターンとは異なることが好ましい。違いは以下のとおりとしうる。第三の複数の隆起は、第一の複数の隆起または第二の複数の隆起とは異なる振幅を有しうる。第三の複数の振幅は、第一の複数の振幅または第二の複数の振幅よりも小さいことが好ましい。第三の複数の隆起は、第一の複数の隆起または第二の複数の隆起とは異なるピッチを有しうる。第三の複数の隆起は、第一および第二の複数の隆起よりも小さいピッチを有することが好ましい。第三の複数の隆起は、第一の複数の隆起または第二の複数の隆起と異なるフランク角度を有しうる。

有利なことに、本発明の方法または装置によると、予備捲縮ローラーは、材料シートの搬送方向に第一および第二のメインローラーの上流に位置する。材料シートは、第一のローラーと第二のローラーとの間の捲縮プロセスの前に予め処理されうる。特に、予備捲縮ローラーは、第一のローラーとともにすでに材料シートに波型形状パターンを形成する。

有利なことに、本発明の方法または装置によると、第一のメインローラーと予備捲縮ローラーとの間の距離は、第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間の距離とは異なる。第一のローラーと予備捲縮ローラーとの間の距離は、第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間の距離よりも大きいことがより好ましい。好ましくは、材料シートは、第一のローラーに面する側よりも第三のローラーに面する側で少なく捲縮される。好ましくは、第一のローラーおよび予備捲縮ローラーは、第一および第二のメインローラーよりも材料シートに少ない圧力を加え、シートを穏やかに予備捲縮する。

有利なことに、第一の複数の隆起は第一の隆起振幅を画定し、第三の複数の隆起は第三の隆起振幅を画定し、第三の振幅は第一の振幅よりも短い。好ましくは、材料シートは、捲縮中よりも予備捲縮中の変形が少なく、シートの穏やかな予備処理を可能とする。

有利なことに、第一の複数における単位長さ当たりの隆起の数は、第三の複数における単位長さ当たりの隆起の数よりも多い。好ましくは、材料シートは、捲縮中よりも予備捲縮中の変形が少なく、シートの穏やかな予備処理を可能とする。

有利なことに、一組の予備捲縮ローラーは、第一のメインローラーに面する第二の予備捲縮ローラーを含み、第二の予備捲縮ローラーは、搬送方向に予備捲縮ローラーの上流に位置する。予備捲縮ローラーのそれぞれが、予備捲縮動作を実施し、したがって、シートの変形がさらにより穏やかであることが好ましい。

有利なことに、第二の予備捲縮ローラーは、搬送方向に予備捲縮ローラーの上流に位置付けられる。第二の予備捲縮ローラーは、第四のパターンを有する第四の複数の隆起を含むことが好ましい。シート上への予備捲縮動作はまた、複数の下位工程に分割されてもよく、下位工程それぞれは、第一のメインローラーとともに予備捲縮ローラーのうちの一つによって実施される。下位工程それぞれでは、シートの変形が実施される。合計変形、すなわち、シートの合計捲縮は、下位工程および第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間のメイン捲縮中に生じる全ての変形の合計により与えられる。シートへの少ない損傷が得られうる。

第四のパターンは、第三の複数の隆起の第三のパターンとは異なることが好ましい。予備捲縮ローラーのそれぞれは、他とは異なるように材料シートを変形しうることが好ましい。

有利なことに、第一のメインローラーと第二の予備捲縮ローラーとの間の距離は、第一のメインローラーと予備捲縮ローラーとの間の距離とは異なる。予備捲縮プロセスは、メインローラーに向かって強度を増大して実施されうる。

有利なことに、第四の複数の隆起が第四の隆起振幅を画定し、第四の振幅は第三の振幅とは異なる。第四の隆起振幅は、第三の隆起振幅よりも短いことがより好ましい。予備捲縮プロセスの強度は、メインローラーに向かって穏やかに増大してもよい。

有利なことに、一組の捲縮ローラーは、複数の予備捲縮ローラーを含み、予備捲縮ローラーそれぞれは第一のメインローラーに面しており、複数の予備捲縮ローラーは、第一のメインローラーの回転軸を中心として約１８０度未満の角度間隔内でメインローラーに隣接して配置される。配置はコンパクトかつ省スペースである。材料シートの経路は、材料シートが、第一のローラーと第二のローラーとの間で搬送される前に第一のローラー上を進み、その後に第二のローラー上を進む、従来の捲縮と比較して変わらない。材料シートの搬送経路を維持することによって、シートへの追加的な応力を回避することができ、シートへの損傷のリスクが低減される。

有利なことに、一組の捲縮ローラーは、第二の予備捲縮ローラーを含み、第二の予備捲縮ローラーの直径は、第一および第二のメインローラーの直径よりも小さい。これにより、第二の予備捲縮ローラーが一つ以上のその他の予備捲縮ローラーに平行な第一のメインローラー上を進みうる、コンパクトな配置が可能となる。

有利なことに、第一のメインローラーの直径は、第二のメインローラーの直径に実質的に等しい。これにより、二つのメインローラー間の従来的な捲縮プロセスが可能となる。

有利なことに、材料シートは、均質化したたばこシート、プラスチックシート、またはセルロースを含むシートのうちの一つである。

有利なことに、方法は、捲縮した材料シートを集合させる工程と、捲縮した材料シートの集合体を使用してロッドを形成する工程とが含まれる。捲縮プロセスは、ロッドの製造に使用されることが好ましく、これは、エアロゾル発生物品の製造に使用されることが好ましい。

有利なことに、ロッドを包装することが実施される。ロッドは、ラッピングペーパーで包まれることが好ましい。

有利なことに、方法は、連続的なロッドを複数のロッド状の構成要素に切断する工程を含み、ロッド状の構成要素それぞれが捲縮したシートの切断された部分から形成される捲縮したシートの集合体を有し、捲縮したシートの捲縮された波型形状が、ロッド状の構成要素内の複数の経路を画定する工程を含む。

ロッド状の構成要素は、エアロゾル発生物品の構成要素であることが好ましい。
本発明を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１は、二つのメインローラーと予備捲縮ローラーを有し、これらのローラーの間で材料シートが本発明により処理される、装置の等角図を示す。 図２は、隆起と谷のパターンを有するローラーの表面の二次元表現を示す。 図３は、これらのローラーの間で材料シートが搬送される、二つのメインローラーおよび一組の予備捲縮ローラーの配置の側面図を示す。 図４は、本発明による処理されたシートの概略上面図を示し、ロッドおよびスティックの集合および形成が示されている。 図５は、本発明による材料シートを捲縮するための方法のフローチャートを示す。

図１を最初に参照すると、図は、第一および第二の向かい合ったメイン捲縮ローラー１１、２１を備え、これらのローラーの間で幅７６を有する材料シート７０が本発明により処理される、装置１０の等角図を示す。シート７０の搬送方向１は、図１では矢印１で示されている。

第一および第二の向かい合った捲縮ローラー１１、２１は、それぞれ第一の回転軸１８および第二の回転軸２８を画定する。ローラー１１、２１の表面には、波型形状が提供され、隆起と谷のパターンまたは波型形状１７、２７は一般的に、各ローラー１１、２１の表面上の円周隆起である。円周隆起は、回転軸１８、２８に対して直角を成してもよく、またはわずかに傾斜していてもよい。

第一および第二の捲縮ローラーの直径は、約２０８ミリメートルである。

第一のローラー１１および第二のローラー２１の波型形状１７、２７（図では詳細には図示せず）は少なくとも部分的にメッシュになっている。ローラー１１、２１の一方または両方の波型形状１７、２７は、対称的または非対称的である。第一のローラー１１または第二のローラー２１の一つ以上の波型形状の山は、第一のローラー１１および第二のローラー２１のうちの他方の単一の波型形状の谷と交互に配置されうる。第一のローラー１１および第二のローラー２１のうちの一方の実質的にすべての波型形状の谷がそれぞれ第一のローラー１１および第二のローラー２１のうちの他方の単一の波型形状の山を受けるように、第一のローラー１１および第二のローラー２１の波型形状１７、２７は交互に配置されることが好ましい。ローラー１１、２１の両方の表面パターンは、二つのローラー１１、２１の間で搬送されるときにシート７０の表面に伝達される。

第一および第二のローラー内の波型形状の振幅は、約０．６７ミリメートルに等しい。

装置１０はまた、予備捲縮ローラー３１を備え、予備捲縮ローラー３１は、メインローラー１１、２１の回転軸１８、２８に平行な回転軸３８を画定し、第一のメインローラー１１と少なくとも部分的にメッシュになっている。捲縮の前に、予備捲縮ローラー３１は第一のメイン捲縮機１１上を転がる。モーターまたはプーリーは予備捲縮ローラーを駆動せず、メインローラーの動きまたはシートとの摩擦で動かされる。

予備捲縮ローラー３１は、０．６７ミリメートルの振幅を有する波型形状を含む。

予備捲縮機と第一の捲縮ローラーとの間の距離は、第一のローラーと第二のローラーとの間の距離よりも大きいことが好ましく、そのため、予備捲縮ローラーの隆起は、シートが捲縮段階にある時の第一のおよび第二のローラーにおける隆起ほど深くならない。

例えば、第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間の距離は、材料シート内に形成された波型形状が約０．３６ミリメートル～約０．４ミリメートルからなることが好ましい深さを有するようなものである。例えば、第一のメインローラーと予備捲縮ローラーとの間の距離は、材料シート内に形成された波型形状が約０．２５ミリメートル～約０．３５ミリメートルからなることが好ましい深さを有するようなものである。

シート７０は、第一のメインローラー１１上を進み、次に、予備捲縮ローラー３１と第一のメインローラー１１との間に搬送され、その後に二つのメインローラー１１および２１の間に搬送される。

したがって、シート７０は、二つのメインローラー１１および２１の間で行われる捲縮プロセスの前に、予備捲縮ローラー３１と第一のメインローラー１１との間を移動して、予備捲縮される。有利なことに、予備捲縮ローラー３１のパターンの隆起の数は、メイン捲縮ローラー１１、２１のパターンの隆起の数とは異なっていてもよく、および／または谷の深さおよび／または隆起の振幅が異なっていてもよい。これにより、二つのメインローラー１１および２１の間でメイン捲縮プロセスが実施される前の、シート７０の穏やかな予備捲縮がもたらされ、シート７０を損傷することなくより高速の処理速度を可能にする。

明確化のために第一のローラー１１が二次元領域として描写されている図２で分かる通り、ローラー１１の表面１２は、従来的な隆起と谷のパターン１７を有する。隆起と谷のパターン１７は円周隆起から成り、各隆起は隆起振幅を画定する。隆起は、回転軸１８に直角を成して配向することができ、または例えば１０度を超えない角度でわずかに傾斜することもできる。

捲縮は、メイン捲縮ローラー１１、２１の波型形状パターンの線の数、および谷の深さ、および波型形状１７、２７のリッジの振幅によって特徴付けられる。

第二のメインローラー２１（図１）は、第一のメインローラー１１と同じサイズおよび同じ隆起および谷パターン２７（図１）を有することが好ましい。

図３は、シート７０を捲縮するための装置９９のさらなる実施形態を概略的に図示する詳細な側面図である。装置１０に類似する詳細は、同じ参照番号で示されている。装置９９は、二つのメインローラー１１、２１と、これらのローラーの間で材料シート７０が搬送される、一組の予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の配置を含む。予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１は、材料シート７０が予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１と第一のメインローラー１１との間で連続的に搬送されるように、第一のメインローラー１１上を転がる。

予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、メインローラー１１の捲縮パターン（波型形状１７）に従って、および他の捲縮ローラー３１、４１、５１、６１のパターンに従って決定される特定の捲縮パターンを有する。その結果、シート７０上の予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の累積的かつ連続的な動作が、捲縮のためにシート７０を穏やかに調製するための、漸進的な捲縮動作をシート７０上に作り出し、捲縮損傷を低減する。

随意に、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、メインローラー１１の捲縮パターンの合計の捲縮波型形状１７、２７の一部のみを有し、例えば、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、メインローラーのピッチ値よりも大きなピッチ値を有する。例えば、四つの予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の場合、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、四つの予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の合計パターンがメイン捲縮機１１の捲縮された波型形状に類似するように、メインローラー１１が四つの捲縮隆起を有する単位長さに一つの捲縮隆起のみを有してもよい。予備捲縮段階の間のシート７０材料の捲縮変形は、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれの１／４だけのものである。

随意に、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、四つの予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の合計パターンがメイン捲縮機１１のパターンより劣るように、メインローラー１１が五つの捲縮隆起（またはそれを超える）を有する単位長さに一つの捲縮隆起のみを有してもよい。

ピッチ値は、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれに対して同一とすることができる。随意に、ピッチ値は、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の間で異なってもよい。例えば、入ってくるシート７０に遭遇する第一の予備捲縮ローラー３１は、メインローラーが四つまたはそれ以上の捲縮隆起を有する単位長さに一つの捲縮隆起のみを有してもよく、第二の予備捲縮ローラー４１は、単位長さに二つの捲縮隆起等から単位長さに最大でメインローラー１１と同じ数の捲縮隆起を有してもよい。

随意に、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、メインローラー１１と同じ数の捲縮隆起を有しうるが、捲縮の深さは、一つの予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１から次のものへと増大する。こうした実施形態では、材料シート７０の谷は、メインローラー１１、２１によって生じる捲縮深さにわずかに劣る深さまで斬新的に延びる。例えば、四つの予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の場合、入ってくるシート７０と遭遇する第一の予備捲縮ローラー３１は、滑らかな、またはわずかに型押し加工された表面を有してもよく、第二の予備捲縮ローラー４１は、メインローラー１１の隆起振幅の２５％のみの隆起振幅を有してもよく、第三の予備捲縮ローラー５１はメインローラー１１の隆起振幅の５０％、第四の予備捲縮ローラー６１はメインローラー１１の隆起振幅の７５％を有してもよい。

随意に、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれは、メインローラー１１と同じ数の単位長さ当たりの隆起振幅を有しうるが、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１とメインローラー１１との間の距離は、漸進的に減少する。例えば、メインローラーと予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１との間の距離は、第一の予備捲縮ローラー３１から、二つのメインローラー１１および３１の間の最終距離よりもわずかに大きい、最後の予備捲縮ローラーまで低減してもよい。

好ましい実施形態において、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の直径は、メインローラー１１の直径の約１／１０である。例えば、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の直径は、メインローラー１１が０．２０ｍの直径を有する場合、約０．０１５ｍ～約０．０３ｍ（最大０．０５ｍ）の間で選択されうる。これにより、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１をメインローラー１１の１８０度未満に配置することができる。

随意に、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の漸進的な捲縮動作は、以下の方法で実施されうる。

捲縮波型形状がシート７０の方向と平行な波型形状、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１それぞれの波型形状パターン、およびメインローラー１１の波型形状パターンのみから成らない場合、それぞれの予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１は、一つのメインローラー１１の表面上の波型形状パターンが予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１表面上の波型形状パターンのＮ倍となるように転がり、Ｎは、予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の周辺がメインローラー１１の周辺表面上に置かれる回数である。Ｎはまた、メインローラー１１の直径を予備捲縮ローラー３１、４１、５１、６１の直径で割った比に等しい。

図４は、本発明による捲縮したシート７０の概略上面図を示し、ロッド８０およびスティック８２の集合および形成が示されている。

シート７０の表面は、例えば、図２のローラー１１の表面上の波型形状を再現する波型形状を示す。捲縮した材料シート７０は集合され、ロッド８０内に形成される。捲縮したシート７０の捲縮された波型形状は、ロッド８０内の複数の経路を画定する。次に、ロッド８０は包まれ、スティック長さ８４を有するスティック８２に切断される。

図５は、本発明による材料シートを捲縮するための方法のフローチャートを示す。

第一の工程１００において、実質的に連続的な材料シートは、一連の捲縮ローラーに搬送方向に供給される。一連のローラーは、第一のメインローラー、第二のメインローラーおよび予備捲縮ローラーを備える。第一および第二のメインローラーはその幅の少なくとも一部分にわたる第一および第二の複数の隆起を含み、予備捲縮ローラーは、その幅の一部分にわたる第三の複数の隆起を含み、予備捲縮ローラーの直径は、第一のおよび第二のメインローラーの直径よりも小さい。

ステップ１０２において、第一のメインローラーの第一の複数の隆起および予備捲縮ローラーの第三の複数の隆起が、第一のパターンの捲縮された波型形状を実質的に連続的なシートに施すように、第一のメインローラーと少なくとも一つの予備捲縮ローラーとの間に実質的に連続的なシートをシートの搬送方向に供給することによって、第一のメインローラーと予備捲縮ローラーとの間で実質的に連続的な材料シートを予備捲縮して予備捲縮したシートを形成する。

工程１０４において、第一のメインローラーおよび第二のメインローラーの第一の複数の隆起および第二の複数の隆起が、第二のパターンの捲縮された波型形状を予備捲縮したシートに施すように、第一のメインローラーと第二のメインローラーとの間に実質的に連続的なシートを供給することによって、実質的に連続的な予備捲縮した材料シートを捲縮して捲縮したシートを形成する。

工程１０６において、捲縮した材料シートが集合され、ステップ１０８で捲縮した材料シートを使用して連続的ロッドが形成される。工程１１０において、連続ロッドは、例えば紙巻たばこ用紙に包まれる。

工程１１２において、連続的に包装されたロッドは複数のロッド状の構成要素（スティック）に切断されていて、ロッド状の構成要素それぞれは、捲縮したシートの切断された部分から形成された捲縮したシートの集合体を有し、捲縮したシートの捲縮された波型形状は、ロッド状の構成要素内の複数の経路を画定する。

Claims (15)

1. エアロゾル発生物品用の捲縮した材料シートを製造する方法であって、前記方法が、
   ・ 実質的に連続的な材料シートを一組の捲縮ローラーに搬送方向に供給する工程であって、前記一組のローラーが、第一のメインローラー、第二のメインローラー、および予備捲縮ローラーを含み、前記第一のメインローラーおよび前記第二のメインローラーが、それぞれ、それらの幅の少なくとも一部分にわたる第一の複数の隆起および第二の複数の隆起を含み、前記予備捲縮ローラーがその幅の一部分にわたる第三の複数の隆起を含み、前記予備捲縮ローラーが前記第一のメインローラーおよび前記第二のメインローラーよりも小さな直径である、供給する工程と、
   ・ 前記第一のメインローラーの前記複数の隆起および前記予備捲縮ローラーの前記第三の複数の隆起が第一のパターンの捲縮された波型形状を前記実質的に連続的なシートに施すように、前記実質的に連続的な材料シートを前記第一のメインローラーと前記予備捲縮ローラーとの間に供給することによって、前記実質的に連続的な材料シートを予備捲縮して予備捲縮したシートを形成する工程と、
   ・ 前記第一のメインローラーおよび前記第二のメインローラーの前記第一の複数の隆起および前記第二の複数の隆起が第二のパターンの捲縮された波型形状を前記予備捲縮したシートに施すように、前記実質的に連続的なシートを前記第一のメインローラーと前記第二のメインローラーとの間に供給することによって、前記予備捲縮した材料シートを捲縮して捲縮したシートを形成する工程と、を含み、
   ・ 前記予備捲縮ローラーはアイドル状態である、方法。
2. 材料シートを捲縮するための装置であって、前記装置が、
   ・ 前記材料シートを搬送方向に沿って搬送するための搬送装置と、
   ・ 一組の捲縮ローラーであって、前記組が、
   ｏ 第一の回転軸および第二の回転軸を画定し、一方が他方の前に面している、第一および第二のメイン捲縮ローラーであって、前記第一のローラーがその幅の一部分にわたる第一の複数の隆起を含み、前記第二のローラーがその幅の一部分にわたる第二の複数の隆起を含む、第一および第二のメイン捲縮ローラー、および、
   ｏ 前記第一のローラーに面しており、その幅の一部分にわたる第三の複数の隆起を有する予備捲縮ローラーであって、前記予備捲縮ローラーが、前記第一および第二のメインローラーよりも小さな直径である、予備捲縮ローラー、を含む、一組の捲縮ローラーと、を含み、
   予備捲縮ローラーはアイドル状態である、装置。
3. 前記第一の複数の隆起が第一の所定のパターンを有し、前記第二の複数の隆起が第二の所定のパターンを有し、前記第三の複数の隆起が第三の所定のパターンを有し、前記第三のパターンが前記第一の複数の隆起の前記第一のパターンとは異なり、もって材料シートは、第一のローラーと第二のローラーとの間に搬送される時よりも、第一のローラーと第三のローラーの間を移動する時の変形が少ない、請求項２に記載の装置。
4. 前記予備捲縮ローラーが、前記材料シートの前記搬送方向に前記第一のメインローラーおよび前記第二のメインローラーの上流に位置する、請求項２～３のいずれかに記載の装置。
5. 前記第一の複数の隆起が第一の隆起振幅を画定し、前記第三の複数の隆起が第三の隆起振幅を画定し、前記第三の振幅が前記第一の振幅よりも短い、請求項２～４のいずれかに記載の装置。
6. 前記第一の複数における単位長さ当たりの隆起の数が、前記第三の複数における単位長さ当たりの隆起の数よりも多い、請求項２～５のいずれかに記載の装置。
7. 前記一組の捲縮ローラーが、前記第一のメインローラーに面した第二の予備捲縮ローラーを含み、前記第二の予備捲縮ローラーが前記搬送方向に前記予備捲縮ローラーの上流に位置する、請求項２～６のいずれかに記載の装置。
8. 前記第二の予備捲縮ローラーが、第四のパターンを有する第四の複数の隆起を含む、請求項７に記載の装置。
9. 前記一組の捲縮ローラーが、複数の予備捲縮ローラーを含み、予備捲縮ローラーそれぞれが前記第一のメインローラーと面しており、前記複数の予備捲縮ローラーが、前記第一のメインローラーの回転軸を中心として約１８０度未満の角度間隔内で前記第一のメインローラーに隣接して配置される、請求項２～８のいずれかに記載の装置。
10. 前記一組の捲縮ローラーが、第二の予備捲縮ローラーを含み、前記第二の予備捲縮ローラーの直径が前記第一のメインローラーおよび前記第二のメインローラーの直径よりも小さい、請求項２～９のいずれかに記載の装置。
11. 前記第一のメインローラーの直径が、前記第二のメインローラーの直径に実質的に等しい、請求項２～１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記材料シートが、均質化したたばこシート、プラスチックシート、またはセルロースを含むシートのうちの一つである、請求項１に記載の方法。
13. ・ 前記捲縮した材料シートを集合する工程と、
    ・ 前記捲縮した材料シートの集合体を使用してロッドを形成する工程と、を含む、請求項１および１２のいずれかに記載の方法。
14. ・ 前記ロッドを包装する工程、を含む、請求項１３に記載の方法。
15. ・ 連続的なロッドを複数のロッド状の構成要素に切断する工程であって、ロッド状の構成要素それぞれが前記捲縮したシートの切断された部分から形成された捲縮したシートの集合体を有し、前記捲縮したシートの前記捲縮された波型形状が前記ロッド状の構成要素内の複数の経路を画定する、切断する工程を含む、請求項１３または１４に記載の方法。

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