(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変圧着ウェブ材料を製造するための方法であって、
連続的なウェブ材料を供給する工程と、
前記ウェブ材料の第一の領域を第一の圧着値で圧着する工程と、
第一の領域に隣接した前記ウェブ材料の第二の領域を第二の圧着値で圧着する工程とを含み、
ここで、前記ウェブ材料が2個一組のローラーを用いて圧着され、各ローラーが少なくともその幅の部分を横切って波型形状が施され、またその周囲に沿って波型形状が施され、前記ローラーが、前記ローラーの幅を横切る波型形状が相互に交互に配置されて前記ウェブ材料を圧着するように、また周辺に沿った前記波型形状の谷が前記第一の圧着値で前記ウェブ材料を圧着し、かつ周辺に沿った前記波型形状の山が前記第二の圧着値で前記ウェブ材料を圧着するように構成されている、方法。
【請求項２】
前記第一のローラーの周辺に沿った前記波型形状の谷が、前記第二のローラーの周辺に沿った前記波型形状の谷と整列されている、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
各ローラーの周囲に沿った前記波型形状が、角度αおよびβ（それぞれ前記ローラーの軸と波型形状の谷とで形成されるセクターの角度、および前記ローラーの軸と波型形状の山とで形成されるセクターの角度に対応）が、整数となる式360 /（α + β）に従うように形成される、請求項1〜2のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４】
前記ウェブ材料の第三の領域を第三の圧着値で圧着する工程をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
可変圧着ウェブ材料の製造に使用するための装置であって、
第一のローラーおよび第二のローラーを含む一組のローラーを含み、
ここで、各ローラーがその幅を横切って波型形状が施され、またその周辺に沿って波型形状が施され、前記ローラーが、前記ローラーの幅を横切る波型形状が相互に交互に配置されるように、また周辺に沿った前記波型形状の谷がウェブ材料を第一の圧着値で圧着するように構成され、また周辺に沿った前記波型形状の山が前記ウェブ材料を第二の圧着値で圧着するよう構成される、装置。
【請求項６】
前記第一のローラーの周辺に沿った前記波型形状の谷が前記第二のローラーの周辺に沿った前記波型形状の谷と整列されている、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
各ローラーの周囲に沿った前記波型形状が、角度αおよびβ（それぞれ前記ローラーの軸と波型形状の谷とで形成されるセクターの角度、および前記ローラーの軸と波型形状の山とで形成されるセクターの角度に対応）が、整数となる式360 /（α + β）に従うように形成される、請求項5または6に記載の装置。
【請求項８】
各ローラーの周囲に沿った前記波型形状の山に丸みのある端部が提供される、請求項5、6または7に記載の装置。
【請求項９】
各ローラーがウェブ材料を第三の圧着値で圧着するよう構成される、請求項5〜8のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０】
喫煙物品のための気流指向要素を製造する方法であって、
連続的なウェブ材料を供給する工程と、
供給物の方向に沿って、2個一組のローラーを用いて、前記ウェブ材料を第一の圧着値で、次に第二の圧着値で交互に圧着する工程であって、各ローラーがその幅を横切って波型形状が施され、またその周辺に沿って波型形状が施され、前記ローラーが記ローラーの幅を横切る波型形状が相互に交互に配置されて前記ウェブ材料を圧着するよう構成されている工程と、
連続的な不通気性の中空体を供給する工程と、
前記圧着ウェブ材料を前記不通気性の中空体の周りに集める工程と、
前記集めた圧着ウェブ材料をラッパー材料内に包装して連続的な気流指向要素を形成する工程と、
前記連続的な気流指向要素を切断して個々の組の気流指向要素を形成する工程であって、各気流指向要素が前記第一の圧着値で圧着された少なくとも一つの領域と、前記第二の圧着値で圧着された少なくとも一つの領域を含む工程とを含む、方法。
【請求項１１】
前記第一の圧着値で圧着された前記気流指向要素の領域が約50 mmH2O〜約70 mmH2Oの引き出し抵抗を持ち、および前記第二の圧着値で圧着された前記気流指向要素の領域が約140 mmH2O〜約220 mmH2Oの引き出し抵抗を持つ、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
各気流指向要素が前記第一の圧着値で圧着される第一の領域と、第二の圧着値で圧着される第一の領域に隣接した第二の領域と、第一の圧着値で圧着される第二の領域に隣接した第三の領域とを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
各組の気流指向要素が4つの気流指向要素を含む、請求項10、11または12に記載の方法。
【請求項１４】
可変圧着ウェブ材料の製造に使用するためのローラーであって、前記ローラーがその幅を横切って波型形状が施され、またその周囲に沿って波型形状が施される、ローラー。
【請求項１５】
ローラーのキットであって、可変圧着ウェブ材料の製造に使用するための、前記キットが請求項14に記載の少なくとも2つのローラーを含む、ローラーのキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変圧着ウェブ材料を製造する方法に関連する。本発明はまた、可変圧着ウェブ材料を製造する装置に関連する。本発明はさらに、喫煙物品のための気流指向要素を製造する方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
喫煙物品に使用する圧着ウェブ材料を製造するための方法および装置は、当業界で周知である。圧着ウェブ材料を製造する周知の方法には、ウェブ材料の長さに沿って実質的に一定のレベルの圧着を有する圧着ウェブ材料を製造する交互に配置されたローラーが関与する。
【０００３】
喫煙物品のための気流指向要素を形成するための方法および装置も周知である。その長さに沿って可変引き出し抵抗を持つこうした気流指向要素を製造するための周知の方法には、異なる引き出し抵抗の複数セグメントの使用が関与する。複数セグメントの使用により、気流指向要素の製造上の複雑さおよび製造コストが増大する。
【０００４】
単一動作でその長さに沿った可変圧着を持つ圧着ウェブ材料を製造するための方法および装置を提供することが望ましい。また、気流指向要素を製造するためのより単純かつより効率的な方法提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明によれば、可変圧着ウェブ材料を製造するための方法が提供される。本方法は、実質的に連続的なウェブ材料を供給する工程と、ウェブ材料の第一の領域を第一の圧着値で圧着する工程と、第一の領域に隣接したウェブ材料の第二の領域を第二の圧着値で圧着する工程とを含む。ウェブ材料は2個一組のローラーを用いて圧着されるが、各ローラーは少なくともその幅の部分を横切って波型形状が施され、またその周囲に沿って波型形状が施されており、ローラーは、ローラーの幅を横切る波型形状が相互に交互に配置されてウェブ材料を圧着するように、また周辺に沿った波型形状の谷が第一の圧着値でウェブ材料を圧着し、かつ周辺に沿った波型形状の山が第二の圧着値でウェブ材料を圧着するように構成されている。
【０００６】
こうした方法を提供することで、その長さに沿って異なる圧着値の領域を持つ圧着ウェブ材料が単一動作で形成されるようになる。
【０００７】
好ましい実施形態では、ウェブ材料は紙であるが、ポリ乳酸（PLA）、ポリエステル、バイオプラスチック（Mater-Bi（登録商標）など）、またはシートたばこなどの適切な任意のウェブ材料を使用しうる。
【０００８】
理解される通り、本方法は、ローラー間に供給される際にウェブ材料を圧着するように交互に配置された2個一組のローラーの使用を含む。ローラーは、それらの幅を横切って、かつそれらの周囲に沿って両方で波型形状が施され、異なる圧着値の領域を持つ圧着ウェブ材料を製造する。
【０００９】
第一のローラーの周囲に沿った波型形状の谷は、第二のローラーの周囲に沿って波型形状の谷と実質的に回転できるように整列されていることが好ましい。こうして、当然のことながら、第一のローラーの周辺に沿った波型形状の山は、第二のローラーの周辺に沿った波型形状の山に実質的に整列されていることが好ましい。第一のローラーおよび第二のローラーは、第一のローラーおよび第二のローラーの長軸方向の波型形状が交互に配置されるように、長軸方向にずらされている。
【００１０】
「圧着値」という用語は本明細書で使用される時、波型形状の山でのローラーの半径の2倍と、第一のローラーの軸と第二のローラーの軸との間の距離の比で定義される。圧着値が1未満であることは、波型形状の山が半径方向に重ならない場合を意味し、圧着値が1を超えることは、波型形状の山が半径方向に重なることを意味する。
【００１１】
各ローラーの周囲に沿った波型形状は、角度αおよびβ（それぞれローラーの軸と波型形状の谷とで形成されるセクターの角度、およびローラーの軸と波型形状の山とで形成されるセクターの角度に対応）が、整数となる式360 /（α + β）に従うように形成されることが好ましい。
【００１２】
ローラーがこうした波型形状を持つよう一致させることで、プロセスは連続的なものとなり、各圧着領域の長さが一貫したものとなる。
【００１３】
方法はさらに、ウェブ材料の第三の領域を第三の圧着値で圧着する工程を含みうる。この実施形態で、各ローラーの周囲に沿った前記波型形状は山セクション、谷セクション、および中央セクションを含み、それぞれが異なる半径を持つ。
【００１４】
ローラーが中央セクションを含む時、各ローラーの周囲に沿った波型形状は、角度α、βおよびγ（それぞれローラーの軸と波型形状の谷とで形成されるセクターの角度、ローラーの軸と波型形状の山とで形成されるセクターの角度、およびローラーの軸と波型形状の中央セクションとで形成されるセクターの角度に対応）が、整数となる式360 /（α + β + γ）に従うように形成されることが好ましい。
【００１５】
本方法はさらに、圧着値の異なる領域間の境界面を検出する工程、および検出された境界面に基づく位置でウェブ材料を切断して、複数の圧着領域を持つ圧着ウェブ材料のセクションを形成する工程を含みうる。圧着値の異なる領域間の境界面を検出することにより、圧着ウェブ材料はより正確に切断されうる。
【００１６】
圧着ウェブ材料は、第一の圧着値を持つ第一の領域と第二の圧着値を持つ第二の領域との間の境界面で切断されうる。別の方法として、圧着ウェブ材料は第一の領域に沿った位置で切断されうる。ウェブ材料は、第一の領域が実質的に同じ長さを持つ2つの部分に分割されるように切断されることが好ましい。
【００１７】
圧着ウェブ材料がセクションに切断される実施形態では、各セクションは、第一の圧着値を持つ少なくとも一つの領域、および第二の圧着値を持つ少なくとも一つの領域を備えうる。各セクションは、第一の圧着値を持つ1〜8の領域、および第二の圧着値を持つ1〜8の領域を含むことが好ましい。
【００１８】
一つの好ましい実施形態で、圧着ウェブ材料は、切断された圧着ウェブ材料セクションの第一の端にある領域が第一の領域であり、切断された圧着ウェブ材料セクションの第二の端にある領域が第一の領域であるように配列された、第一の圧着値を持つ5つの第一の領域と第二の圧着値を持つ4つの第二の領域とを含むように、切断される。この好ましい実施形態で、第一の端および第二の端にある領域はそれぞれ、未切断の第一の領域の長さの半分であることが好ましい。
【００１９】
本発明はまた、可変圧着ウェブ材料の製造に使用する装置に関連する。装置は、第一のローラーおよび第二のローラーを含む一組のローラーを含む。各ローラーは、その幅を横切って波型形状が施され、またその周辺に沿って波型形状が施されており、ローラーは、ローラーの幅を横切る波型形状が相互に交互に配置されるように、また周辺に沿った波型形状の谷がウェブ材料を第一の圧着値で圧着するように構成され、また周辺に沿った波型形状の山がウェブ材料を第二の圧着値で圧着するよう構成されるように構成される。
【００２０】
第一のローラーの周囲に沿った波型形状の谷は、第二のローラーの周囲に沿って波型形状の谷と実質的に整列されていることが好ましい。こうして、当然のことながら、第一のローラーの周辺に沿った波型形状の山は、第二のローラーの周辺に沿った波型形状の山に実質的に整列されていることが好ましい。
【００２１】
ローラーの周囲に沿った波型形状の山の領域内のローラーの半径はr1で示されている。ローラーの周囲に沿った波型形状の谷の領域内のローラーの半径はr2で示されている。ローラーの幅を横切る波型形状の谷の領域内のローラーの半径はr3で示されている。第一のローラーの軸と第二のローラーの軸との間の距離はXで示されている。
【００２２】
動作中のローラー間の干渉を避けるために、半径およびローラー軸間の距離は次の方程式に従うことが好ましい。
【００２３】
r1 < X - r3
【００２４】
こうして、ローラー間の最小すきま（Cで表示）は、次の方程式で与えられる。
C = X - r1 - r3
【００２５】
上述の通り、圧着値は、波型形状の山でのローラーの半径の2倍と、第一のローラーの軸と第二のローラーの軸との間の距離の比で定義される。よって、圧着値は次の方程式により与えられる。
【００２６】
第一の圧着値 = 2r2 / X
【００２７】
第二の圧着値 = 2r1 / X
【００２８】
ローラーの圧着要素の厚さはt1で示される。それぞれの圧着要素の間の距離はt2で示される。厚さt1は距離t2よりも小さいことが好ましい。厚さt1およびt2は、ローラーの軸方向に沿って測定される。
【００２９】
各ローラーの周囲に沿った波型形状は、角度αおよびβ（それぞれローラーの軸と波型形状の谷とで形成されるセクターの角度、およびローラーの軸と波型形状の山とで形成されるセクターの角度に対応）が、整数となる式360 /（α + β）に従うように形成されることが好ましい。
【００３０】
ローラーの軸間の横方向の距離はDとして示される。一つの好ましい実施形態で、Dはゼロであり、よってローラーの軸は実質的に縦に整列される。
【００３１】
パラメータr1、r2、r3、C、t1、t2、D、α、およびβを制御することにより、ウェブ材料に適用される圧着値を制御できる。
【００３２】
一つの好ましい実施形態で、半径r1は約80 mm〜約120 mmであり、約90 mm〜約110 mmであることがより好ましく、約99.3 mmであることが最も好ましい。半径r2は約80 mm〜約120 mmであり、約90 mm〜約110 mmであることがより好ましく、約98.5 mmであることが最も好ましい。半径r3は約80 mm〜約120 mmであり、約90 mm〜約110 mmであることがより好ましく、約98.3 mmであることが最も好ましい。すきまCは約0.3 mm〜約0.9 mmであり、約0.5 mm〜約0.7 mmであることがより好ましく、約0.6 mmであることが最も好ましい。厚さt1は約0.8 mm〜約1.2 mmであり、約0.9 mm〜約1.1 mmであることがより好ましく、約1.0 mmであることが最も好ましい。距離2は約1.0 mm〜約1.4 mmであり、約1.1 mm〜約1.3 mmであることがより好ましく、約1.2 mmであることが最も好ましい。角度αは約7度〜約9度であり、約7.5度〜約8.5度であることがより好ましく、約8.1度であることが最も好ましい。角度βは約6度〜約8度であり、約6.5度〜約7.5度であることがより好ましく、約6.9度であることが最も好ましい。
【００３３】
ローラーがこうした波型形状を持つよう一致させることで、プロセスは連続的なものとなり、各圧着領域の長さが一貫したものとなる。
【００３４】
各ローラーの周囲に沿った波型形状の山は、丸みのある端部が提供されることが好ましい。丸みのある端部を提供することで、圧着時にウェブ材料に加えられる応力が低減されうるが、よってウェブ材料が破壊するリスクも低減されうる。
【００３５】
ローラーの横断面に見られる波型形状は、方形波の波形、正弦波の波形、または三角波の波形を形成しうる。ローラーの横断面に見られる波型形状の山は、丸みのついたものでありうる。丸みのある端部を提供することで、圧着時にウェブ材料に加えられる応力が低減されうるが、よってウェブ材料が破壊するリスクも低減されうる。一つの好ましい実施形態で、ローラーの横断面に見られる波型形状は、方形波の形状を形成しうる。
【００３６】
各ローラーは第三の圧着値でウェブ材料を圧着するよう構成されうる。この実施形態で、波型形状は山セクション、谷セクション、および中央セクションを含み、それぞれが異なる半径を持つ。
【００３７】
ローラーが中央セクションを含む時、各ローラーの周囲に沿った波型形状は、角度α、βおよびγ（それぞれローラーの軸と波型形状の谷とで形成されるセクターの角度、ローラーの軸と波型形状の山とで形成されるセクターの角度、およびローラーの軸と波型形状の中央セクションとで形成されるセクターの角度に対応）が、整数となる式360 /（α + β + γ）に従うように形成されることが好ましい。
【００３８】
装置は異なる圧着値の領域間の境界面を検出するための手段を備えうる。検出手段は、異なる圧着値の領域間の境界面を決定するよう構成されたプロセッサに連結された光学検出器（カメラなど）を備えうる。
【００３９】
装置は圧着ウェブ材料をセクションに切断するための切断手段を含むことが好ましい。切断手段は、圧着ウェブ材料が正確な位置で切断されていることを確保するために、検出手段によって制御されることが好ましい。切断手段は、ウェブ材料または圧着されるその他の材料の切断に適した任意のカッターでよく、ナイフ（フライングナイフなど）を備えうる。
【００４０】
切断手段は、第一の圧着値を持つ第一の領域と、第二の圧着値を持つ第二の領域との間の境界面でウェブ材料を切断するよう構成されうる。一つの好ましい実施形態で、切断手段は、第一の圧着値を持つ第一の領域に沿った位置で圧着ウェブ材料を切断するよう構成されることが好ましい。より好ましくは、切断手段は、第一の領域が実質的に同じ長さを持つ2つの部分に分割されるように圧着ウェブ材料を切断するよう構成される。
【００４１】
別の方法として、または検出手段に加えて、装置は切断手段を圧着ローラーに同期化させるための手段を備えうる。切断手段を圧着ローラーに同期化することにより、圧着ウェブ材料は実質的に同一の相対位置で毎回切断されうる。同期化手段は切断手段を圧着ローラーに連結する歯車を備えうる。
【００４２】
圧着ウェブ材料は、上述した第一の領域および第二の領域の様々な組み合わせを持つ様々な長さに切断しうる。
【００４３】
圧着ローラーは、波型形状を円筒形のローラー上に機械加工することによって製造しうる。
【００４４】
本発明によれば、喫煙物品のための気流指向要素を製造するための方法がさらに提供されている。方法は、実質的に連続的なウェブ材料を供給する工程と、供給物の方向に沿って、2個一組のローラーを用いて、ウェブ材料を第一の圧着値で、次に第二の圧着値で交互に圧着する工程であって、各ローラーがその幅を横切って波型形状が施され、またその周辺に沿って波型形状が施され、ローラーがローラーの幅を横切る波型形状が相互に交互に配置されてウェブ材料を圧着するよう構成されている工程と、実質的に連続的な実質的に不通気性の中空体を供給する工程と、圧着ウェブ材料を実質的に不通気性の中空体の周りに集める工程と、集めた圧着ウェブ材料をラッパー材料内に包装して実質的に連続的な気流指向要素を形成する工程と、実質的に連続的な気流指向要素を切断して個々の組の気流指向要素を形成する工程であって、各気流指向要素が前記第一の圧着値で圧着された少なくとも一つの領域と、前記第二の圧着値で圧着された少なくとも一つの領域を含む工程とを含む。中空体は実質的に不通気性の中空管であることが好ましい。
【００４５】
有利なことに、こうした方法を提供することで、各セグメントが別個に製造される複数セグメントを使用するよりも、気流指向要素を簡単に製造できるようになる。
【００４６】
第一の圧着値で圧着される気流指向要素の領域は、約50 mmH2O〜約70 mmH2Oの引き出し抵抗を持ち、第二の圧着値で圧着される気流指向要素の領域は、約140 mmH2O〜約220 mmH2Oの引き出し抵抗を持つことが好ましい。異なる圧着値を持つ各領域は、異なる引き出し抵抗を持つことが好ましい。引き出し抵抗はISO 6565:2011に従い測定され、一般に単位mmH2Oで表現される。異なる圧着値を持つ各領域の引き出し抵抗は、測定される領域のみが含まれるように気流指向要素を切断し、また空気が気流指向要素の通気性の部分を通してのみ流れるように気流指向要素の中空部分が密封されている一方で、気流指向要素の一方の端で吸うことにより測定されうる。
【００４７】
特に好ましい実施形態で、気流指向要素は3つの圧着領域を含む。各気流指向要素は、第一の圧着値で圧着される第一の領域と、第二の圧着値で圧着される第一の領域に隣接した第二の領域と、第一の圧着値で圧着される第二の領域に隣接した第三の領域とを含む。よって、各気流指向要素は、その長さに沿って中点辺りで実質的に対称であることが好ましい。喫煙物品の製造プロセス中の気流指向要素の向きは重要でないため、実質的に対称の気流指向要素を提供することにより、その他の成分と組み合わせてより簡単に喫煙物品を形成しうる。
【００４８】
この特に好ましい実施形態で、第一の圧着領域および第三の圧着領域の長軸方向の長さは、それぞれ約5 mm〜約10 mmであり、約6 mm〜約8 mmであることがより好ましく、および約7 mmであることが最も好ましい。第一の領域および第三の領域は、各領域の引き出し抵抗が約45 mmH2O〜約65 mmH2O、より好ましくは約50 mmH2O〜約60 mmH2O、および最も好ましくは約56 mmH2Oとなるような第一の圧着値で圧着される。第二の領域の長軸方向の長さは約7 mm〜約17 mmであり、約10 mm〜約14 mmであることがより好ましく、および約12 mmであることが最も好ましい。第二の領域は、領域の引き出し抵抗が約150 mmH2O〜約190 mmH2O、より好ましくは約160 mmH2O〜約180 mmH2O、および最も好ましくは約168 mmH2Oとなるような第二の圧着値で圧着される。これは好ましい実施形態の一例にすぎないこと、および本発明は本明細書で説明した通り様々な長さを持ち、また様々な引き出し抵抗を持つ領域を備えうることが理解される。
【００４９】
各組の気流指向要素は、4つの気流指向要素を含むことが好ましい。こうして気流指向要素は、喫煙物品などのエアロゾル発生物品を形成するためのさらなる製造プロセスで使用されうる。
【００５０】
一つの実施形態で、気流指向要素の長さは約15 mm〜約60 mmであり、約20 mm〜約45 mmであることが好ましく、一つの特に好ましい実施形態では、気流指向要素の長さは約26 mmである。
【００５１】
別の実施形態で、気流指向要素の長さは約21 mmである。この実施形態で、第一の領域、第二の領域および第三の領域のそれぞれの長さは約7 mmである。第一の領域および第二の領域の引き出し抵抗は約56 mmH2Oであり、第二の領域の引き出し抵抗は約98 mmH2Oである。
【００５２】
圧着された通気性のセグメントを形成するために使用されるウェブ材料の幅は、約150 mm〜約250 mmであることが好ましい。
【００５３】
理解される通り、本発明は、適切な任意のウェブ材料を、特に喫煙物品のセグメントを形成するのに適した材料を圧着するために使用されうる。こうした適切な材料には、紙、ポリ乳酸（PLA）、ポリエステル、バイオプラスチック（Mater-Bi（登録商標）など）、およびシートたばこなどが含まれるが、これらに限定されない。
【００５４】
本発明のなおさらなる態様によれば、可変圧着ウェブ材料の製造に使用されるローラーが提供されており、ローラーは、その幅を横切って波型形状が施され、またその周囲に沿っても波型形状が施されている。
【００５５】
本発明のなおさらなる態様によれば、可変圧着ウェブ材料の製造に使用されるローラーのキットが提供されており、キットは本明細書で説明した通り少なくとも2個のローラーを含む。
【００５６】
本発明の一つの態様のいずれの特徴も、任意の適切な組み合わせにおいて本発明のその他の態様にも適用されうる。特に、方法の態様は装置の態様に適用でき、その逆もまた可である。さらにまた、一つの態様における任意の一部および／またはすべての特徴は、任意の適切な組み合わせにおいて、任意のその他の態様の任意の一部および／またはすべての特徴に適用されうる。
【００５７】
当然ながら、本発明の任意の態様において説明および定義された種々の特徴の特定の組み合わせを独立して実施および／または供給および／または使用できる。
【００５８】
本発明は以下の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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図1は可変圧着紙を製造するための装置の側面図を示す。
【図２】図2は紙の可変的な圧着に使用される交互に配置されたローラーの概略図を示す。
【図３】図3は、その長さに沿って可変引き出し抵抗を持つ気流指向要素の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図1は可変圧着紙を製造するための装置100を示す。装置は、他にも構成部品があるが、交互に配置された長軸方向の圧着ローラー102、および／または可変圧着ローラー104を備える。好ましい例で、交互に配置された長軸方向の圧着ローラー102は、可変圧着ローラー104で置き換えられる。装置はさらに、ローラーによって圧着される前に、必要な幅に紙を切断するよう構成された横方向のシート切断機構106を備える。シートウェブ材料108（紙など）のボビンが提供され、圧着ローラーに供給される。駆動および制動機構110はシートウェブ材料をボビン108から供給する。機構112によって、ウェブ材料が圧着ローラーに望ましい張力で入るように確保される。制御電子回路114は動作時にシステムを制御するために提供されている。
【００６１】
可変圧着ローラー104は2個一組の交互に配置されたローラーを備える。各圧着ローラーは、その幅を横切って波型形状が施され、またその周囲に沿って波型形状が施されている。圧着ローラーはローラーの周囲に沿った波型形状の整列が保たれるように相互に同期化される。
【００６２】
使用時に、圧着ローラーは交互に配置された波型形状の間に強制的にウェブ材料を送り、これによってウェブ材料が変形し圧着を形成する。ウェブ材料の圧着により、ウェブ材料の有効幅が減少し、ウェブ材料の有効厚さが増加する。次に、圧着ウェブ材料は一つにまとめて、後述の通り、気流指向要素を形成するために使用できる。圧着ウェブ材料の圧着値の制御は、気流指向要素の引き出し抵抗を制御するために使用できる。圧着値が増大すると引き出し抵抗が増大する。
【００６３】
図2はウェブ材料を可変的に圧着するために使用される圧着ローラーのセクションの断面図を示す。各ローラーは周囲に沿って波型形状が施されている。波型形状の谷は弧角αを持ち、波型形状の山は弧角βを持つ。ローラーは式360 /（α + β）が整数となるように構成される。すなわち、ローラーの周囲に沿った各山は他の山と同一の弧の長さを持ち、ローラーの周囲に沿った各谷は他の谷と同一の弧の長さを持つ。ローラーをこのように構成することにより、ウェブ材料は連続的に圧着でき、また連続的運転の全体にわたり一貫した長さを持つ、異なる圧着値の領域を提供できる。ローラーの山および谷は、ローラー間を通過する時に、異なる圧着値がウェブ材料に交互に適用されるように使用時に整列される。
【００６４】
断面B-Bは波型形状の山での交互に配置されたローラーの断面を示す。見て分かる通り、圧着ローラーはまた、ローラーの幅を横切る波型形状も持つ。ローラーの内半径、すなわちローラーの幅を横切る波型形状の谷の半径はr3として示され、またローラーの幅を横切る波型形状の山の半径はr1として示されている。よって、半径r1はローラーの周囲に沿った波型形状の山の半径に相当する。ローラーの軸間の距離である距離Xは、半径r3およびr1とともに、ウェブ材料に適用される圧着値を決定するために制御される。
【００６５】
断面A-Aは波型形状の谷での交互に配置されたローラーの断面を示す。断面B-Bと同様、ローラーの内半径、すなわちローラーの幅を横切る波型形状の谷の半径はr3として示され、またローラーの幅を横切る波型形状の山の半径はr2として示されている。よって、半径r2はローラーの周囲に沿った波型形状の谷の半径に相当する。距離Xは、半径r2およびr1とともに、ウェブ材料に適用される圧着値を決定するために制御される。
【００６６】
さらに、周囲に沿って波型形状を持つ各圧着要素の厚さt1、および各圧着要素間の距離t2は、圧着値を制御するためにも使用されうる。さらに、ローラーは垂直の整列からずらしてもよく、オフセットの値Dを圧着値の決定に使用してもよい。
【００６７】
理解される通り、また図2に示す通り、半径r1およびr2は、ローラーの周囲に沿った波型形状の山の半径およびローラーの周囲に沿った波型形状の谷の半径にそれぞれ相当する。
【００６８】
一つの特定の例では、各パラメータは次の値を持つ。
・r1= 99.3 mm
・r2 = 98.8 mm
・r3 = 98.3 mm
・X = 198.2 mm
・C = 0.6 mm
・α = 8.07°
・β= 6.92°
・D = 0
・t1=1 mm
・t2 = 1.2 mm
・第一の圧着値 = 0.997
・第二の圧着値 = 1.002
【００６９】
さらなる特定の例では、各パラメータは次の値を持つ。
・r1= 80.2 mm
・r2 = 79.7 mm
・r3 = 79.2 mm
・X = 160 mm
・C = 0.6 mm
・α = 5°
・β= 2.5°
・D = 0
・t1=1 mm
・t2 = 1.2 mm
・第一の圧着値 = 0.996
・第二の圧着値 = 1.003
【００７０】
最後に、図2に示す通り、波型形状の山は、圧着時にウェブ材料にかかる応力を減少させるために丸みのある角を持ち、そのためウェブ材料を破壊するリスクが低減される。
【００７１】
圧着ローラーにローラーの周囲に沿って波型形状を施すことにより、交互の圧着値をウェブ材料に適用できる。ローラーの周りの波型形状の谷による第一の圧着値でのウェブ材料圧着の領域に対応する第一の圧着領域は、長さがほぼr2・αである。ローラーの周りの波型形状の山による第二の圧着値でのウェブ材料圧着の領域に対応する第二の圧着領域は、長さがほぼr1・βである。ここで第一および第二の圧着領域の長さを決定するにあたり、αおよびβの単位はラジアンである。
【００７２】
図3は、上述の通り製造される圧着ウェブ材料を使用して形成された気流指向要素300を示す。気流指向要素は、一連の領域302、304および306と、気流指向要素の中央にある中空管308を備える。気流指向要素は実質的に不通気性のラッパー310で包装される。ラッパー310には、気流指向要素が喫煙物品内で使用される時に空気吸込み口としての役目をする穿孔312が提供される。
【００７３】
気流指向要素を形成するために、圧着ウェブ材料は中空管308の周りにひとまとめにされた後、実質的に不通気性のラッパー310で包装される。
【００７４】
領域302は第一の圧着値を持つ第一の領域の半分の長さに相当し、領域304は第二の圧着値を持つ第二の領域全体の長さに相当し、領域306は第一の圧着値を持つ第一の領域の半分の長さに相当する。よって、理解される通り、気流指向要素は横断する中心線に対して対称である。対称の気流指向要素を形成することで、気流指向要素の向きは関係がないため、その後の喫煙物品の製造の複雑さが軽減される。
【００７５】
第一の圧着値および第二の圧着値の交互の領域を持つ実質的に連続的な圧着ウェブ材料が、適切な長さに切断される。好ましい実施形態で、圧着ウェブ材料は、各セクションが4つの気流指向要素に十分なウェブ材料が含まれる長さとなるように切断される。圧着ウェブ材料は、各圧着ウェブ材料セクションが第一の領域の半分の長さと、次に第一の領域全体の長さがその間にある4つの第二の領域全体の長さと、さらに最後の第一の領域の半分の長さとを含むように、第一の領域が実質的に等分されるように切断される。このように、圧着ウェブ材料セクションは、喫煙物品の製造で後に使用するためのいわゆる「4アップ」の気流指向要素を形成するために使用できる。
【００７６】
気流指向要素の特に好ましい実施形態の各領域について測定された引き出し抵抗は、第一の領域の第一の半分の長さについては約56 mmH2O、第二の領域全体の長さについては約168 mmH2O、および第一の領域の第二の半分の長さについては約56 mmH2Oである。気流指向要素の特に好ましい実施形態の各領域の長軸方向の長さは、第一の領域の第一の半分の長さについては約7 mm、第二の領域全体の長さについては約12 mm、および第一の領域の第二の半分の長さについては約7 mmである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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