(57)【要約】  実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための方法は、実質的に平面の連続材料を供給する工程と、実質的に平面の連続材料をコロナ放電で処理する工程と、コロナ処理した実質的に平面の連続材料をエンドレスロッドに成形する工程とを含む。さらなる工程は、ラッパーを供給する工程と、接着剤をラッパーに塗布する工程と、エンドレスロッドをラッパーで包装する工程とを含む。そこで、接着剤をラッパーに塗布する工程は、接着剤をラッパーの幅にわたり、またラッパーの中央の部分に塗布することを含む。【選択図】図１
2018503362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための方法であって、前記方法が、
実質的に平面の連続材料を供給する工程と、
前記実質的に平面の連続材料をコロナ放電で処理する工程と、
前記コロナ処理した実質的に平面の連続材料をエンドレスロッドに成形する工程と、
ラッパーを供給する工程と、
接着剤を前記ラッパーに塗布する工程と、
前記エンドレスロッドを前記ラッパーで包装する工程とを含み、前記接着剤をラッパーに塗布する工程が、接着剤を前記ラッパーの幅全体にわたり、かつ前記ラッパーの中央の長軸方向の部分に塗布することを含む、方法。
【請求項２】
前記実質的に平面の連続材料をコロナモジュールの電極と対電極の間に案内する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実質的に平面の連続材料を０．００１秒〜２秒の範囲の処理時間でコロナ処理する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記実質的に平面の連続材料の一方の側面をコロナ処理した後で、前記実質的に平面の連続材料のもう一方の側面をコロナ処理する工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記接着剤を前記ラッパーの長さにわたり、または幅にわたり、または長さおよび幅にわたり、１つまたは複数の帯状に塗布する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
接着剤の１つの帯が前記ラッパーの長軸方向の中央軸に沿って塗布される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
接着剤の複数の帯が前記ラッパーの幅にわたり塗布される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の帯が前記ラッパーの幅全体にわたり延びる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記実質的に平面の連続材料がプラスチック材料、例えばポリ乳酸である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
１つのタイプの接着剤を前記ラッパーの中央の長軸方向の部分に、別のタイプの接着剤を前記ラッパーの継ぎ目部分に塗布する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法に従い製造された、包装されたエンドレスロッドのセグメントを含む、消耗品。
【請求項１２】
接着剤がラッパーと包装された材料の間の周囲に提供される、請求項１１に記載の消耗品。
【請求項１３】
実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための装置であって、前記装置が請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされ、前記装置が、
実質的に平面の連続材料を成形してエンドレスロッドにするためのロッド形成ユニットと、
ラッパーを提供し、前記エンドレスロッドを前記ラッパーで包装するための包装装置と、
接着剤を前記ラッパーに塗布するための接着剤アプリケーターであって、前記接着剤アプリケーターが接着剤を前記ラッパーの中央の部分に塗布するために配置されるものと、
前記実質的に平面の連続材料をコロナ処理するために前記ロッド形成ユニットの上流に配置されたコロナモジュールとを備える、装置。
【請求項１４】
前記コロナモジュールの電極が、コロナ処理される前記実質的に平面の連続材料の幅に対応した横方向のサイズを持つ、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
電極と対電極の間の距離が、０．１ミリメートル〜約２５ミリメートルの範囲である、請求項１３〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記コロナモジュールが、第一のモジュール部分および第二のモジュール部分を備え、前記第一のモジュール部分および前記第二のモジュール部分がそれぞれ電極−対電極のペアを備え、前記第一のモジュール部分の前記電極−対電極のペアが前記実質的に平面の連続材料の一方の側面のコロナ処理を可能にするように配置・電力供給され、また前記第二のモジュール部分の前記電極−対電極のペアが、前記実質的に平面の連続材料のもう一方の側面のコロナ処理を可能にするように配置・電力供給されている、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも一つのモジュール部分が、前記実質的に平面の連続材料の搬送方向に互いに隣接して配置されている２つの電極を備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記コロナモジュールが、１０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲の周波数、および１５ｋＶ〜４０ｋＶの範囲の交流電圧を供給する高周波発生器を備えた、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための装置および方法に関連する。特に、これはエアロゾル発生物品または喫煙物品またはそれらの構成要素の製造で使用するための装置および方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル発生物品またはそれらの構成要素、例えば、フィルタープラグは通常、少なくとも部分的に、紙、たばこまたはプラスチックウェブなどの実質的に平面の連続材料から製造される。平面の連続材料はその後、エンドレスロッドに形成される。エンドレスロッドはラッパー内に包まれる。ラッパーには、ラッパーを閉じて、ラッパーをエンドレスロッドに固定する糊が提供されてきた。特にプラスチック材料など、プラグの製造に使用されるのが特殊な材料であることにより、またこれらのプラグが製造される製造速度から、プラグはずれたりラッパーから抜け落ちたりする傾向がありうる。このことは、ロッド形の製品または半製品に急激な搬送方向の変化、例えば、長軸方向に延びる方向の移動からこの方向を横断する移動への変化がある場合に、特に明白である。固定されていないセグメントは、移動の第一の方向への慣性のために外れることがある。これは、生産ラインの詰まりにつながりうる。またこれによって、製造速度が制限され、最終的なロッド形状製品の動作にマイナスの影響が出うる。
【０００３】
従って、喫煙物品などのエアロゾル発生物品の製造に使用するための、実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための装置および方法の必要性がある。特に、そのラッパーへのロッド材料の固着が改良された、実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための装置および方法の必要性がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の態様によれば、実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための装置が提供されている。装置は、実質的に平面の連続材料を成形してエンドレスロッドにするためのロッド形成ユニットを備える。装置はまた、ラッパーを提供し、エンドレスロッドをラッパーで包装するための包装装置も備える。エンドレスロッドを包装する前に、接着剤をラッパーに塗布するための接着剤アプリケーターが提供される。装置はさらに、実質的に平面の連続材料をコロナ処理するためにロッド形成ユニットの上流に配置されたコロナモジュールを備える。
【０００５】
コロナモジュールでは、実質的に平面の連続材料はコロナ処理される。コロナ処理によって、連続材料の少なくとも一つの側の湿潤特性が改良される。これにより、後で、または装置のさらに下流に塗布される接着剤はそれぞれ、同じコロナ処理していない材料と比較してより適切に連続材料を湿潤し、かつ連続材料の延長部分全体に塗布される。ラッパーをロッド状の連続材料の周りに包装する時には、接着剤は、ロッドの材料を限定された小さな地点だけでなく接着剤の広範な領域に接触させる。これにより、そのラッパーへのロッド材料の固着が改善される。従って、ラッパー内でのロッド材料の長軸方向および回転方向の変位のリスクが減少または阻止されうる。従って、ロッド材料の不注意によるそのラッパー内での変位またはそこからの喪失が阻止されうるか、またはその発生が減少しうる。このことは、高速の製造速度で、かつ相対的に接着性の低い材料、例えば紙やプラスチック材料を使用する時に、特に有利である。
【０００６】
接着剤アプリケーターは、接着剤をラッパー上に特定のパターンで特定の位置、好ましくはラッパーの中央の部分に塗布するために配置しうるが、これについては、下記で方法に関連してより詳細に説明する。次に、装置は、こうした方法を実行するようプログラムされることが好ましい。
【０００７】
さらに、コロナ処理は、通常は数日後に効果が消滅するため製品の特性に与える永久的影響はわずかである。また、コロナ処理中に発生する処理された材料の機械的変化もわずかである。コロナ処理には化学物質は必要ないため、コロナフィールドによって処理された材料を組み込んだ製品中または製品上には、意図しない化学物質の残渣は残らない。
【０００８】
ラッパー用に使用される材料に応じては、特にラッパー材料もコロナ処理している場合に、コロナ処理はラッパー材料のそれ自体への接着力も改善しうる。従って、ラッパーの信頼できる継ぎ目の形成もコロナ処理によってサポートされうる。
【０００９】
接着剤は一般的に、製造プロセスでは必要であっても、最終製品には必ずしも要求されないかまたは望ましくない材料であるため、接着剤の量は最小限に保たれるべきである。ロッド材料のコロナ処理後に接着剤をより適度に接着・塗布することを通して、追加的なコロナ処理なしに製造された実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドよりも、接着剤の量はおそらく制限されながらも固着が改良されうる。
【００１０】
コロナ処理は、それ自体が、特にポリエチレン箔、ポリプロピレン箔およびポリエステル箔などのプラスチック材料の表面改質のための周知の電気化学プロセスである。コロナ処理は、例えば、印刷用液などの表面の湿潤性を改善するために実施される。コロナ処理によって処理される材料である基部材料は、電極と対電極（後者は通常、地電位）の間に発生する高電圧放電に晒される。コロナ処理によって、処理された材料の表面張力は、基部材料を取り囲む流体のイオン化によって変化する。基部材料が対電極に隣接する場合、基部材料の高電圧の電極に面した側面のみが処理される。一般的に、電極は、電圧が１０〜２０ｋＶの間で、周波数が１０〜６０ｋＨｚの間で交替する高周波発生器によって電力供給される。
【００１１】
本発明による装置の態様によれば、コロナモジュールの電極または対電極の形状は、実質的に平面の連続材料がコロナモジュール内でそれに沿って案内される案内要素の表面に対応する。こうした実施形態では、コロナモジュールを通過する間、連続材料は、案内要素上を、またはそれを越えて案内される。案内要素は、電極または対電極としての役目を直接的に果たしうる。案内要素は対電極であることが好ましい。対電極は電気的に分離されていることが好ましい。対電極は地電位に保持されていることが好ましい。実質的に平面の連続材料が、案内要素（例えば、案内ドラム）と直接接触している場合、案内要素と接触する連続材料の側面はコロナ処理されない。この設定では、電極に面した連続材料の側面のみがコロナ処理される。
【００１２】
案内要素の使用は、製造の実施中または実施間の基部材料の取り扱いや切り替えをさらに簡略化しうる。コロナモジュールは異なる材料に適合されうるが、幾何学的条件は変化しない。連続的な基部材料は、コロナモジュールが能動状態である間、すなわち連続材料がコロナ処理される間、コロナモジュールを通して連続的に、かつ好ましくは定速で案内されることが好ましい。ところが、基部材料は、コロナモジュール内に運ばれ、電極と対電極の間に配置され、静止している間にコロナ処理されるようにしてもよい。基部材料のその後の搬送の継続は、連続材料が急激に引かれないようにするために、速度ランプを使用して実施されることが好ましい。
【００１３】
電極および対電極の対応する形状によって、画定された、好ましくは一定の電極と対電極の間の距離が許容される。
【００１４】
電極と対電極の間の距離は、０．１ミリメートル〜約２５ミリメートルの範囲としうる。電極と対電極の間の距離は、１ミリメートル〜約１０ミリメートルの範囲、例えば８ミリメートルであることが好ましい。
【００１５】
一部の好ましい実施形態では、コロナモジュールの電極は、コロナ処理される実質的に平面の連続材料の幅に対応する横方向のサイズを持つ。電極のサイズは、コロナ処理される連続材料のサイズまたは面積に適合されうる。連続材料が材料の幅全体にわたりコロナ処理される場合、連続材料の側面全体の湿潤特性が改善されうる。従って、コロナ処理されることが好ましい連続材料と接触することになるラッパー上の接着剤は、連続材料およびラッパーが相互に接触する位置で実質的に独立している。従って、ラッパーへの連続材料の固着がより高い信頼性でなされ、接着剤の塗布におけるより融通性が達成されうる。例えば、接着剤が塗布されるラッパーの場所は、ロッド形状に集められた時の実質的に平面の連続材料の配置に関して、実質的に独立している。
【００１６】
本発明による装置の別の態様によれば、コロナモジュールは、第一のモジュール部分および第二のモジュール部分を備え、ここで第一のモジュール部分および第二のモジュール部分はそれぞれ電極−対電極のペアを備える。第一のモジュール部分の電極−対電極のペアは、実質的に平面の連続材料の一方の側面のコロナ処理ができるように配置され電力供給されている。第二のモジュール部分の電極−対電極のペアは、実質的に平面の連続材料のもう一方の側面のコロナ処理ができるように配置され電力供給されている。
【００１７】
基部材料の両側のコロナ処理を可能にするには、基部材料は２つのコロナモジュール部分を通して案内され、そこで基部材料はコロナ処理される。各モジュール部分は電極−対電極のペアを持つ。箔または平坦な材料の２つの側面のコロナ処理は、基本的に、１つの電極−対電極のペアのみを持つコロナモジュールでも可能である一方、２つの側面の処理は連続して配置された２つの電極−対電極のペアで実施されることが好ましい。次に、基部材料がコロナモジュールを離れた後で、コロナモジュール内で両側が確実にコロナ処理されるように、一つのペアが一方の側の処理に最適化されうる。基部材料の両側がコロナ処理される場合、ロッド材料とラッパーの間の接触領域の位置（従って、ラッパー上の接着剤の位置）は、ラッパー上の接着剤の位置で、また連続材料がロッドに折り畳まれる地点で、完全に独立した状態になる。例えば、継ぎ目ラインまたは接着剤はロッドの周囲上のどの場所にでも位置付けることができ、また、ラッパーの接着剤がコロナ処理されたロッド材料（の側面）と常に接触することになるような明確な方法で、または完全に不規則に、平坦な材料を集めてロッド形状にすることができる。
【００１８】
本発明による装置のさらなる態様によれば、コロナモジュールは、１０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲の周波数および１５ｋＶ〜４０ｋＶの範囲の交流電圧を供給する高周波発生器を備える。
【００１９】
これらの周波数および電圧の範囲は、喫煙物品用のプラグ、エアロゾル発生物品またはそれらの構成要素の製造に使用される材料にとって適度な接着剤の湿潤を提供することが示されている。さらに、これらの周波数および電圧の動作範囲によって、材料、特にプラスチック材料（例えば、ポリ乳酸ウェブなど）を損傷することなく、適切な結果が得られた。
【００２０】
実質的に平面の連続材料は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、アルミ箔、またはその任意の組み合わせから構成される群から選択されるシート材料を含みうる。本発明による方法で使用される実質的に平面の連続材料は、約１５０ミリメートル〜約２７０ミリメートルの幅を持つことが好ましい。一部の好ましい実施形態では、実質的に平面の連続材料は、プラスチック材料、例えばポリ乳酸（ＰＬＡ）である。ポリ乳酸シートは、約１０ミクロン〜約２５０ミクロン、好ましくは約５０ミクロン±５ミクロンの厚さを持ちうる。
【００２１】
ラッパーは、喫煙物品またはエアロゾル発生物品の製造で使用されうる通り、紙、プラスチックまたは金属の連続ウェブとしうる。ラッパーは紙ラッパーであることが好ましい。ラッパーは、２０ミクロン〜２５０ミクロン、好ましくは４０ミクロン〜１８０ミクロンの厚さを持ちうる。
【００２２】
本発明によれば、実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための方法も提供されている。方法は、実質的に平面の連続材料を供給する工程と、実質的に平面の連続材料をコロナ放電で処理する工程とを含む。方法はさらに、コロナ処理した実質的に平面の連続材料をエンドレスロッドに成形する工程と、ラッパーを供給する工程と、接着剤をラッパーに塗布する工程と、エンドレスロッドを接着剤が供給されたラッパーで包装する工程とを含む。接着剤をラッパーに塗布する工程は、接着剤をラッパーの幅全体にわたり、かつラッパーの中央の長軸方向の部分に塗布することを含むことが好ましい。本明細書で使用される場合、中央の長軸方向の部分は、ラッパーの中央の長軸方向軸に対して、約ラッパーの幅全体の±５０パーセント分が含まれると理解される。
【００２３】
接着剤は、中央の長軸方向の部分に規則的または不規則なパターンに従い塗布される。接着剤は、中央の長軸方向の部分全体にわたってではなく、中央の長軸方向の部分内の１ヵ所または複数ヵ所の限定された領域に塗布されることが好ましい。
【００２４】
中央の長軸方向の部分に塗布された接着剤は、ロッド材料と、すなわち集められたかまたは折り畳まれたコロナ処理した平坦な材料と接触するように提供される。接着剤はまた、ラッパーをそれ自体に付着させて継ぎ目を形成するために、継ぎ目領域にも塗布される。継ぎ目領域は通常、ラッパーの幅の数パーセントのみを覆う。中央の長軸方向の部分、および継ぎ目領域の接着剤塗布は１つの塗布工程にまとめうる。例えば、糊のパターンを、中央の長軸方向の部分から継ぎ目領域まで延長してもよい。中央の長軸方向の部分および継ぎ目領域での接着剤塗布は、例えば、別個のアプリケーター移動または別個のアプリケーター、または別個の移動および別個のアプリケーターの両方など、別個の接着剤塗布の工程で提供されてもよい。
【００２５】
本発明による方法の態様によれば、方法は、実質的に平面の連続材料をコロナモジュールの電極と対電極の間に案内する工程を含む。
【００２６】
実質的に平面の連続材料のコロナ処理は、０．００１秒〜２秒の範囲、好ましくは０．０２秒〜０．５秒の範囲の処理時間中に実施されうる。これらのコロナ処理時間は、コロナ処理した材料とコロナ処理した材料に糊付けされたラッパーとの間の接着力を特によく増やすことが示されている。言及した処理時間は、上述の通りの周波数および電圧の範囲を持つコロナモジュールに適用されることが好ましい。
【００２７】
処理時間中、実質的に平面の材料は、電極と対電極の間を通して連続的に搬送されることが好ましい。実質的に平面の連続材料の２つの側面が後続する２つのコロナモジュール部分で処理される場合、コロナ処理は、上述の処理時間中にそれぞれのモジュール部分で実施されうる。
【００２８】
本発明による方法の好ましい一部の実施形態では、方法は、実質的に平面の連続材料の一方の側面をコロナ処理してから、その後で実質的に平面の連続材料のもう一方の側面をコロナ処理する工程を含む。
【００２９】
本発明による方法の利点およびさらなる態様は、本発明による装置に関連して説明してきたため、繰り返さない。
【００３０】
本発明による方法のさらなる態様によれば、接着剤をラッパーに塗布する工程は、接着剤をラッパーの長さにわたり、もしくは幅にわたり、または長さおよび幅にわたり塗布することを含む。特に、接着剤をラッパーに塗布する工程は、接着剤をラッパーの長さにわたり、もしくは幅にわたり、または長さおよび幅にわたり、１つまたは複数の帯状に塗布することを含む。例えば、１つの長軸方向の帯は、ラッパーの中央の長軸方向の部分内に塗布してもよく、また接着剤の１つの長軸方向の帯は継ぎ目領域に塗布してもよい。
【００３１】
一般的に、接着剤は、接着剤（例えば、糊）の１つの帯がラッパーの側面に沿って塗布され配置されるように、ラッパーに沿って長軸方向に塗布される。包装の後、糊の帯が提供されているラッパーの部分は、エンドレスロッドの長軸方向軸に平行に延びる継ぎ目を形成する。継ぎ目領域内のラッパーに糊が供給され、また継ぎ目領域に隣接しロッド材料に面するラッパーの部分にもある程度の糊が供給されるように、帯の幅が選択される。継ぎ目領域内の糊がラッパーを閉じるために供給される一方、ロッド材料に面した接着剤は、ロッド材料をラッパー内に固着するために供給される。長軸方向に配置された帯により、エンドレスロッドの長軸方向軸に沿って連続的に閉じたラッパーが製造されるようになる。通常、長軸方向の２つの帯は、ラッパーの長さに沿って、すなわち１つの帯は継ぎ目用に横側に、また１つの第二の帯は固着用に、実質的にラッパーの長軸方向の中央軸に沿って配置される。
【００３２】
長軸方向に配置された接着剤の量は、例えば、らせんの形態で塗布されてもよい。継ぎ目領域でのこうしたらせん状の糊の塗布については、例えば、欧州特許第ＥＰ  １  １６１  ８８７  Ｂ号に説明がある。らせん状での接着剤の塗布は、とりわけ、より多めまたは少なめの接着剤がロッド材料と接触するように容易に適合されうるという利点がある。さらに、長軸方向にらせん状に塗布された接着剤は、長軸方向軸に沿って連続的に閉じたラッパーのための基礎も提供する。
【００３３】
同特許では、糊のらせんは、ラッパーの継ぎ目領域の長軸方向軸に沿ってラッパーを連続的に閉じるために必要な接着剤が少なくて済むという利点を持つものとして説明されている。
【００３４】
ラッパーの「幅にわたり」延びる接着剤という用語は、ラッパーの幅の少なくとも２０パーセントにわたり、より好ましくは、幅の少なくとも３０パーセントにわたり、例えばラッパーの幅の５０パーセントにわたり延びる接着剤を含むことが好ましい。そこでは、接着剤は、単一の接着剤領域、例えば単一の帯でもよく、または複数の接着剤領域を合わせたもの、例えば並列に配置された複数の帯を合わせたものでもよい。
【００３５】
ロッド材料とラッパーの固着を改良するために、特に、ラッパー内で回転方向にずれないようにロッド材料をさらに固定するために、接着剤は、ロッドの周囲に沿って少なくとも一部または全体に延びるように塗布されてもよい。ラッパーの幅の少なくとも一部にわたり、好ましくは幅の少なくとも半分にわたり接着剤を塗布することで、ラッパー内でのロッド材料の固着はさらに改良される。従って、これにより、高速の製造速度であっても、またロッドとラッパー材料の間に接着能力の低い材料を使用する場合であっても、ラッパー内でのロッドの長軸方向および回転方向のずれのリスクをさらに減少しうるか、またはそれを阻止しうる。接着剤は、例えば、ラッパーにわたり横断方向に延びて、すなわちラッパーの幅にわたり、複数の帯状に塗布されうる。横断方向の複数の帯は、離隔して配置された複数の帯での規則的パターンとして提供されることが好ましい。横断方向の複数の帯は、規則的な順序でラッパーに塗布されることが好ましい。横断方向の複数の帯は、例えば、等距離でラッパーに配置されてもよい。例えば、横断方向の帯は、エンドレスロッドが後で個別のセグメントまたはプラグに切断される位置で塗布されてもよい。これにより、ラッパーは、好ましくはセグメントの端部または端部領域でロッドの周囲全体に沿って、ロッド材料に固定される。
【００３６】
横断方向の帯は、ラッパーの幅の一部にわたり、またはラッパーの幅全体にわたり延びてもよい。後者の場合、接着剤は、ラッパーとロッド材料の間にロッドの周辺全体にわたり塗布される。
【００３７】
接着剤は、ラッパーの幅および長さにわたり塗布されてもよく、従って、長軸方向の継ぎ目とラッパーのロッド材料への円周方向の接着とが提供される。ラッパーの中央の長軸方向の部分で幅および長さにわたり塗布される接着剤は、継ぎ目領域に塗布される接着剤によって補完される。
【００３８】
方法は、１つのタイプの接着剤をラッパーの中央の長軸方向の部分に塗布し、別のタイプの接着剤をラッパーの継ぎ目部分に塗布する工程を含みうる。異なる接着剤は、例えば固化時間や塗布フィールドが違うものとしうる。ラッパーが紙ラッパーである場合、継ぎ目に紙用の糊が使用されうる。ロッド材料がプラスチック材料である場合、ラッパーをこうしたプラスチックロッド材料に固着するために、例えば、特殊なプラスチック接着剤が使用されうる。
【００３９】
コロナ処理は、例えば、捲縮、エンボス加工、圧延、静電気放電、冷却、味付け、集合およびロッド形成など何らかのさらなる材料処理が実施される前に、基部材料で実施されることが好ましい。ところが、コロナ処理はまた、例えば連続材料の捲縮などの、例えば上述のプロセス工程のうち１つ以上の後で処理工程後に適用してもよい。
【００４０】
後続する処理は、コロナ処理の効果に影響を及ぼしうる。ところが、コロナ処理の効果は、処理した材料および処理工程によるが、数時間から数日間持続することがわかっている。本発明による装置内で、基部材料のコロナ処理と、コロナ処理した基部材料で形成されるエンドレスロッドの包装との間で経過する典型的な時間は、１秒の何分の一〜最大数分の範囲である。従って、この時間は効果が通常消滅する時間よりもずっと短い。
【００４１】
本発明によれば、消耗品、例えば、エアロゾル発生物品または喫煙物品がさらに提供されている。消耗品は、包装されたエンドレスロッドのセグメント、例えば、プラグを含むが、この包まれたエンドレスロッドは、本発明による方法に従い製造されたもので、本明細書に説明されている。プラグは、ＰＬＡプラグ、例えば、消耗品においてエアロゾル冷却セグメントとして使用するためのものであることが好ましい。消耗品は、ラッパーとロッド材料の間に接着剤を含むことが好ましく、ここで、接着剤は、ラッパーの中央の部分、すなわち、ラッパーの継ぎ目領域から距離をおいて提供される。
【００４２】
消耗品では、接着剤はラッパーとロッド材料の間の周囲に提供されうる。
【００４３】
ラッパー上の接着剤の塗布および分布を改良して、ロッド材料のそのラッパーへの付着を改良するために、コロナ処理と組み合わせてさらなるプロセスが使用されうる。こうしたプロセスには、例えば、接着剤の変化（例えば、異なる糊（ＰＶＡグルー、ポーラーグルー））や、代替的なラッパー材料（例えば、異なる湿潤特性を持つ、または異なる空隙率を持つなど）や、本明細書で明瞭に説明したパターンとは異なる糊パターンなどがあるが、これに限定されない。
【００４４】
本発明についてはさらに、実施形態に関して説明するが、これを下記の図表によって例示する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、コロナモジュールを含むフィルター作製装置の実施形態の概略図を示す。
【図２】図２は、不良の半製品を示す。
【図３】図３は、コロナモジュールを示す。
【図４】図４ａ、４ｂは、異なる糊パターンを示す。
【図５】図５は、固着測定のための測定設定である。
【図６】図６は、固着測定のテスト結果を表す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１で概略的に示したフィルター作製装置では、材料１のウェブなどの実質的に平面の連続材料はボビン１０上に提供されている。ボビン１０から解かれると、ウェブ１はコロナ処理され、折り畳まれ、装置内に包装される。この実施形態では、ウェブ１、例えばＰＬＡフィルムは、ボビン１０から解かれた直後にコロナモジュール２を通過する。コロナモジュール２では、ウェブ１の両側は、その後２つのコロナモジュール部分２１、２２でコロナ処理される。コロナモジュール２について、図３を参照しながらより詳細に説明する。コロナモジュール２でのコロナ処理の後、ウェブ１は、捲縮装置４、例えば２つの捲縮ローラーの組を通過する。捲縮装置４は、ウェブ１に捲縮構造を、例えば、好ましくはウェブの長軸方向に、すなわち、ウェブ１の搬送方向に走る実質的に平行な波型形状を提供する。その後、ウェブ１は成形装置を通過する。成形装置は成形ローラー５０を備え、好ましくは、捲縮されるミクロ構造の上にある長軸方向に走る波様のマクロ構造を捲縮したウェブ１に提供する。上にあるマクロ構造をウェブ１上に押し付けることで、ウェブ１がウェブの横断方向にまとめて押されることになる。さらに、例えばロッド形状内へのウェブ１の集合は、長軸方向の波状構造によって支持され、より制御された方法で実施されうる。成形装置はまた、成形ローラー５０の下流に配置された漏斗状の装置５１を備える。漏斗状の装置５１では、ウェブ１は、例えば集合またはまとめて押されることにより、ロッド形状にさらに成形される。漏斗状の装置５１を離れる時、ウェブ１は、それぞれ、まだその最終的形状を完成していないか、または完全には集合されていないことが好ましい。これにより、カプセルまたは風味付きスレッド７１などの物体のウェブ材料のエンドレスロッド内への導入が促進される。エンドレススレッド７１および風味貯蔵部７２を備える風味付けシステム７は、成形装置の下流に配置される。スレッド７１は、ボビン７０上に取り付けられる。風味貯蔵部７２はメントールを含むことが好ましい。スレッド７１は、ボビン７０から解かれ、集合されたウェブ１に搬送される前に風味が混入される。風味付けシステム７には、規定量の風味がスレッド７１に適用されるように制御・供給するための、流量計、弁、温度コントロールおよびポンプのうち少なくとも一つが提供されうる。風味付けシステム７は、重力によってウェブ内へのスレッドの導入がサポートされるようにウェブ１上に配置される。重力は、スレッド７１に沿った風味付け用液体の流れもサポートしうる。別の方法として、または追加的に、風味はスレッド７１とは別個に追加されてもよく、あるいは完全に省略されてもよい。その場合、スレッドの存在は、主に、エアロゾル発生物品に対する審美的な寄与要因でありうる。
【００４７】
エンドレス包装材料６、例えば紙は、ウェブ材料のエンドレスロッドが包装材料６上になるように、ボビン６０上に提供され、エンドレスロッドの下から供給される。包装材料６は、ロッドと結合される時にエンドレスロッドと平行に走る。包装材料６およびエンドレスロッドが結合される前、包装材料には糊が供給される。糊貯蔵部６２は、継ぎ目ノズル６４と、また固着ノズル６３と流体連通している。糊貯蔵部６２からの糊は、糊コンジット、例えばチューブを経由して固着ノズルおよび継ぎ目ノズルに移動する。固着ノズル６３によって、固着用糊が包装材料に、好ましくは包装材料６のより中央領域に塗布される。固着用糊は、包装材料６を横断するラインに塗布されることが好ましい。ラインまたは固着用糊はそれぞれ、ラッパーがウェブ材料に確実に糊付けされるように、従って、ロッド材料がラッパー内に固着されるように、ウェブ材料と接触するように提供される。継ぎ目ノズル６４によって、継ぎ目用糊は、包装材料６に、好ましくは包装材料６の側面に沿って塗布される。継ぎ目用糊は、１つの長軸方向のラインに、好ましくは１つの連続的なラインに塗布されることが好ましい。長軸方向のラインは、包装材料がウェブ材料のエンドレスロッドの周りに完全に包まれた後で、包装材料をそれ自体に糊付けするために提供される。従って、包装材料は、確実かつ好ましくは連続的な継ぎ目を形成する。
【００４８】
糊貯蔵部６２は、包装材料の固着および継ぎ目形成の両方に使用されうる液体糊を含むことが好ましい。ところが、異なる糊が使用される場合、固着用および継ぎ目形成用にそれぞれの貯蔵部が提供されうる。例えば、包装材料が紙ラッパーであり紙用糊が継ぎ目用に使用される場合や、例えば、ラッパーをエンドレスロッドのプラスチックウェブ材料に固着するために特殊プラスチック糊が使用される場合は、異なる糊が有利なことがある。また、糊は、糊の固化時間という点でも異なりうる。例えば、ポリウレタン系糊およびホットメルトグルーは、異なる目的で使用されうる。
【００４９】
ウェブ材料のそのように包装されたエンドレスロッドは、ロッド状のベッド５２内を案内され、包装されたエンドレスロッドを加熱するための加熱装置５３を通過しうる。加熱は、糊の分布および急速な乾燥を促進する。エンドレスロッドが形成された後、切断装置８内で、所定の長さのロッドセグメント、例えば、単一長または二倍長のセグメント（最終製品の長さまたは二倍の長さを持つ）に切断される。ロッドセグメントは、トレーまたは貯蔵部９１に搬送されうる。ロッドセグメントはまた、さらなる要素、例えばエアロゾル発生物品の、例えばさらなるフィルター要素またはセグメントと結合されるためのコンバイナー９２に直接搬送されうる。
【００５０】
オンライン制御ユニット９０は、製造されたセグメントの品質管理用にエンドレスロッドがセグメントに切断された後に提供される。トレー９１の位置には、オフライン制御ユニット９３が提供されうる。オンライン制御ユニット９０およびオフライン制御ユニット９３は、例えば、長さ制御、直径制御、重さ制御、楕円率制御、引き出し抵抗（ＲＴＤ）の制御、スレッドの中心合わせ、および半製品または完成品のその他の視覚的な品質の側面を含みうる。オフライン制御ユニット９３には、例えば、ロッドセグメント内のメントール含量またはその他の物質の測定装置も提供されうる。トレー９１では、セグメントは、例えば、バッチ番号、製造日または製品コード、例えば、製品のトラッキング用に、ラベル付けされうる。
【００５１】
材料１のウェブの搬送を制御するため、およびウェブに連続的で好ましくは一定の張りを付けるために、装置内にテンションローラー３０および駆動ローラー３１が提供されることが好ましい。同期手段は、捲縮装置４と連続的なベルトなどの搬送手段との間に、例えば、オンライン制御ユニット９０の位置に提供されうる。同期手段によって、エンドレスロッドの線速度と、捲縮装置４内に供給される、その後に集合される実質的に平面の連続材料の線速度とが同期されうることを意味する。
【００５２】
装置を持つ代わりに、コロナ処理がインラインで実施される場所で、基部材料は事前にコロナ処理されてから、フィルター作製装置に供給されてもよい。
【００５３】
図２は、例えば、図１に示すものと類似した装置内で製造されたロッドセグメントから製造された半製品を概略的に示すが、コロナモジュールがなく、またＰＬＡ箔のコロナ処理がない。紙ラッパー６で包装されたＰＬＡ箔１のプラグを備えた２つのロッドセグメントは、それらの長軸方向軸でＰＬＡプラグ間に配置されたさらなるロッド状のセグメント１１と整列している。さらなるロッド状のセグメント１１は、さらなるフィルター要素としうるが、エアロゾル形成基体のプラグ、例えば、たばこプラグでもよい。さらなるロッド状のセグメント１１は二倍のセグメントであり、２つのロッドセグメントと、追加的なラッパー１３で結合される。結合工程中、ＰＬＡプラグ１と紙ラッパー６の間の弱い接着によって、プラグがラッパー６内においてシフト距離１２で変化する。こうしたシフト距離は、最大数ミリメートルとしうる。シフト距離１２が所定の距離を超える場合、製品は一般に不良とみなされ、除去される。
【００５４】
図３では、ＰＬＡフィルム１は、２つのコロナモジュール部分２１、２２を含むコロナモジュール２を通して案内される。ＰＬＡフィルムは、案内ローラー２００を経由して案内され、コロナモジュール２を出入しうる。２つのコロナモジュール部分２１、２２の設定は、実質的に同一である。２つのコロナモジュール部分２１、２２は、ＰＬＡフィルムの一方の側面が第一のモジュール部分２１内でコロナ処理されるように、ＰＬＡフィルムがモジュール部分２１、２２を通してＳ字形に案内されるように配置される。ＰＬＡフィルムのもう一方の側面は、第一のモジュール部分２１の下流に、それに続いて配置された、第二のモジュール部分２２内でコロナ処理される。コロナモジュール部分２１、２２は、対電極として搬送ドラム２０、２３を備える。搬送ドラム２０、２３は地電位であることが好ましい。ＰＬＡ箔１は実質的にＵターンをし、搬送ドラム２０、２３の周りを案内されている際に、搬送ドラム２２、２３に近接した位置にある。コロナモジュール部分はまた、発電ユニット２１１、２２１に接続された電極２１２、２２２を備え、電極２１２、２２２にかけられる電力および電圧の周波数が提供される。電極２１２、２２２および発電機２１１、２２１は、ハウジング２１０、２２０内に配列される。ハウジング２１０、２２０は、取付けや保守の目的で搬送ドラム２０、２３から離してまたそれらに向けて移動させるために、移動可能な形で取り付けられる。電極２１２、２２２と対電極２０、２３の間の距離は、移動可能なハウジング２１０、２２０によって設定されうることが好ましい。ハウジングが格納された位置は、点線２１００、２２００で示されている。電極２１２、２２２は、搬送ドラム２０、２３の周囲に対応する凹面の形状を含む。ＰＬＡ箔１は、電極２１２、２２２と対電極２０、２３の間を案内され、それによって、それぞれの電極に面するＰＬＡ箔の側面でコロナ処理されうる。
【００５５】
図４ａおよび４ｂでは、エンドレス包装材料６の断面が示されている。接着剤６３０の個別の複数の帯は、包装材料６の幅６０２に沿って塗布される。複数の帯６３０は、包装材料６をウェブ材料１に固着することが意図されている。複数の帯６３０は、それぞれ、ラッパー継ぎ目の継ぎ目領域または継ぎ目領域に塗布された継ぎ目用糊ラインを覆わないように、包装材料の横方向の端までは完全には延びない。ところが、ロッド状のＰＬＡプラグの周りに包装されている時、複数の帯はＰＬＡプラグの周囲全体に沿って延びることが好ましい。
【００５６】
固着用の複数の帯６３０が包装材料６の継ぎ目にも使用される場合、複数の帯は包装材料の横方向の端まで延びうる。
【００５７】
複数の帯６３０は、包装材料の長さに沿って塗布・分布される。それらは、包装材料６の長さにわたり等距離で配置されることが好ましい。個別のラッパーセグメント６０１は、切断線８０、８１で示されている。切断線８０、８１は、エンドレスロッドがその後でロッドセグメントに切断される位置に対応する。帯パターンは、例えば、帯間の距離、帯の数および帯の幅などの所定値を持つことが好ましい。所定値は、個別のラッパーセグメント６０１の長さ６０３に応じて選択されることが好ましい。
【００５８】
図４ａでは、ラッパーセグメント６０１当たり２つの帯６３０が提供され、包装材料６は帯間で切断される。図４ｂでは、セグメント当たり包装材料６の半分の長さの一つの帯６３０のみが提供される。
【００５９】
包装材料６の幅６０２は、２３ミリメートル〜３０ミリメートル、例えば２８ミリメートルとしうる。個別のラッパーセグメントの長さ６０３は、８ミリメートル〜２０ミリメートル、例えば１２ミリメートルとしうる。ラッパーセグメント当たり一つの帯が提供されている複数の帯６３０間の幅は、ラッパーセグメント長さ６０３と同一であることが好ましい。ところが、これらすべての値は、ウェブ材料のエンドレスロッドから切断されラッパーセグメント６０１内に包装されることになる、ロッドセグメントの断面および長さに応じて適合されうる。
【００６０】
図５は、そのプラグラッパー６内へのＰＬＡロッド１の固着を測定するための測定セットアップを示す。この測定のために、包装されたＰＬＡプラグは、基部の延長部が提供されたピン１８上に穴が開けられる。接着テープ１８がラッパー６に取り付けられている。接着テープ１８とラッパー６の間の接着力は、ラッパー６とＰＬＡプラグ１の間の接着力よりも強いことが好ましい。ピン１および接着テープ１８は、それぞれ力測定装置１６、例えば、ダイナモメーターグリップセル内に固定されて保持されている。２つのダイナモメーターは、テープおよびプラグの位置において矢印１７で示した通り反対方向に引く。
【００６１】
図６には、図５に示したセットアップで実施されたＰＬＡ固着測定の結果が図示されている。図６は、コロナ処理していないＰＬＡ箔１５およびコロナ処理したＰＬＡ箔６５のサンプルを比較した時、固着強度はコロナ処理によって改良されうることを示す。日常的に、固着強度の二倍化または三倍化は、ＰＬＡ箔のコロナ処理によって達成されうる。紙ラッパー６上に提供される異なる糊パターン６３１間での追加的な効果が明らかである。ランダムならせん状で二倍長の長軸方向の複数の帯、および方形または横断方向の複数の帯は、一般に使用される単一の長軸方向の帯１７０と比較して、固着の改良を示す。コロナ処理が専用の糊パターンと組み合わされた場合、固着強度は著しく改良される可能性があり、不良製品数が著しく低減されうる。
【００６２】
ラッパーの中央軸に沿って一つの長軸方向の接着剤ラインが提供されている紙ラッパーに糊付けされたコロナ処理されていないポリ乳酸箔を含む不良の半製品（図２に示す）の量が、ラッパーまで横断して延びる糊の複数の帯が提供されている紙ラッパーに糊付けされたコロナ処理したポリ乳酸箔を含む不良の半製品の量と比較された。製品は、ＰＬＡプラグ１とラッパー６の間のシフト距離１２が１ミリメートルを越えた場合に不良であると識別された。比較では、不良の製品の数は、約１２０倍（１つのトレー９１について２９個の不良の半製品に対して、４つのトレー９１について１個の不良の半製品）低減されうることが示された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月13日(2017.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための方法であって、前記方法が、
実質的に平面の連続材料を供給する工程と、
前記実質的に平面の連続材料をコロナ放電で処理する工程と、
前記コロナ処理した実質的に平面の連続材料をエンドレスロッドに成形する工程と、
ラッパーを供給する工程と、
接着剤を前記ラッパーに塗布する工程と、
前記エンドレスロッドを前記ラッパーで包装する工程とを含み、前記接着剤をラッパーに塗布する工程が、接着剤を前記ラッパーの幅全体にわたり、かつ前記ラッパーの中央の長軸方向の部分に塗布することを含み、また前記接着剤を複数の帯に前記ラッパーの長さにわたり塗布することを含む方法。
【請求項２】
前記実質的に平面の連続材料をコロナモジュールの電極と対電極の間に案内する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実質的に平面の連続材料を０．００１秒〜２秒の範囲の処理時間でコロナ処理する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記実質的に平面の連続材料の一方の側面をコロナ処理した後で、前記実質的に平面の連続材料のもう一方の側面をコロナ処理する工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
接着剤の１つの帯が前記ラッパーの長軸方向の中央軸に沿って塗布される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
複数の帯が平行に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記実質的に平面の連続材料がプラスチック材料、例えばポリ乳酸である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
１つのタイプの接着剤を前記ラッパーの中央の長軸方向の部分に、別のタイプの接着剤を前記ラッパーの継ぎ目部分に塗布する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法に従い製造された、包装されたエンドレスロッドのセグメントを含む、消耗品。
【請求項１０】
実質的に平面の連続材料の包装されたエンドレスロッドを製造するための装置であって、前記装置が請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされ、前記装置が、
実質的に平面の連続材料を成形してエンドレスロッドにするためのロッド形成ユニットと、
ラッパーを提供し、前記エンドレスロッドを前記ラッパーで包装するための包装装置と、
接着剤を前記ラッパーに塗布するための接着剤アプリケーターであって、前記接着剤アプリケーターが接着剤を前記ラッパーの中央の部分に塗布するために配置されるものと、
前記実質的に平面の連続材料をコロナ処理するために前記ロッド形成ユニットの上流に配置されたコロナモジュールとを備える、装置。
【請求項１１】
前記コロナモジュールの電極が、コロナ処理される前記実質的に平面の連続材料の幅に対応した横方向のサイズを持つ、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
電極と対電極の間の距離が、０．１ミリメートル〜約２５ミリメートルの範囲である、請求項１０〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記コロナモジュールが、第一のモジュール部分および第二のモジュール部分を備え、前記第一のモジュール部分および前記第二のモジュール部分がそれぞれ電極−対電極のペアを備え、前記第一のモジュール部分の前記電極−対電極のペアが前記実質的に平面の連続材料の一方の側面のコロナ処理を可能にするように配置・電力供給され、また前記第二のモジュール部分の前記電極−対電極のペアが、前記実質的に平面の連続材料のもう一方の側面のコロナ処理を可能にするように配置・電力供給されている、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも一つのモジュール部分が、前記実質的に平面の連続材料の搬送方向に互いに隣接して配置されている２つの電極を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記コロナモジュールが、１０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲の周波数、および１５ｋＶ〜４０ｋＶの範囲の交流電圧を供給する高周波発生器を備えた、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2018503362.tif 000010
2018503362.tif 000011
2018503362.tif 000012