(57)【要約】  二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管する方法は、傾斜器具を提供し、傾斜器具内に二倍長の実質的に円筒形の半製品を形成する工程を含む。方法は、切断装置を提供し、切断装置を用いて二倍長の半製品を単一製品に切断する工程と、パッカーを提供し、単一製品をパッカー内でパックする工程とをさらに含む。方法はなおさらに、二倍長の半製品を傾斜器具から切断装置へ搬送する工程と、単一製品を切断装置からパッカーへ搬送する工程と、傾斜器具と切断装置の間に配置されたバッファ内に二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に蓄える工程とを含む。【選択図】図１
2017532006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管する方法であって、前記方法が、
傾斜器具を提供し、前記傾斜器具内に二倍長の実質的に円筒形の半製品を形成する工程と、
切断装置を提供し、前記切断装置を使用して前記二倍長の半製品を単一製品に切断する工程と、
パッカーを提供し、単一製品を前記パッカー内でパックする工程と、
前記二倍長の半製品を前記傾斜器具から前記切断装置へ搬送し、前記単一製品を前記切断装置から前記パッカーへ搬送する工程と、
前記傾斜器具と前記切断装置の間に配置されたバッファ内に二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に蓄える工程とを含む、方法。
【請求項２】
単一製品を包装する前記工程が、前記二倍長の半製品を切断する前記工程の直後に続き、随意に前記単一製品を同一の方向に配向する工程のみによって分離される、請求項２に記載の方法。
【請求項３】
前記切断装置内または前記切断装置の下流での前記製造プロセスの中断を検出する工程と、前記二倍長の半製品を前記傾斜器具から拡張可能なバッファセクションに搬送し、それによって前記拡張可能なバッファセクションに少なくとも部分的に搬入する工程とをさらに含む、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記拡張可能なバッファセクションから前記切断装置に向けて搬出し、それによって前記拡張可能なバッファセクションから少なくとも部分的に搬出する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記二倍長の半製品内のセグメントが、エアロゾル形成基体、エアロゾル冷却セグメント、支持要素およびマウスピースのうち少なくとも一つである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記二倍長の半製品がエアロゾル形成基体、支持要素、エアロゾル冷却セグメントおよびマウスピースが連続したものを備え、前記支持要素が前記エアロゾル形成基体と前記エアロゾル冷却セグメントとの間に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記単一製品の質量中心と前記単一製品の長さに沿った中点との間の距離が、前記単一製品の合計長さの約５パーセント〜２０パーセントであることが好ましい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記単一製品の遠位部分および前記単一製品の近位部分が、チッピングペーパーが前記単一製品の前記近位部分の周りで包まれているために異なる直径を持ち、また前記異なる直径が積み重ね角度を描写し、その角度によって前記単一製品がある水平面に対して遠位端が傾くことができる、また前記積み重ね角度が０．０８度〜０．３５度の範囲であり、０．０９度〜０．３０度の範囲が好ましく、例えば０．１２度よりも大きい、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管するための器具であって、前記器具が、
二倍長の実質的に円筒形の半製品を形成するための傾斜器具と、
前記二倍長の半製品を単一製品に切断するための切断装置と、
前記単一製品をパックするためのパッカーと、
前記二倍長の半製品を前記傾斜器具から前記切断装置へ搬送し、前記単一製品を前記切断装置から前記パッカーへ搬送するための搬送システムとを含み、二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管するために、前記傾斜器具と前記切断装置の間にバッファが配置されている、器具。
【請求項１０】
前記切断装置と前記パッカーの間の搬送距離が、前記傾斜器具と前記パッカーの間の合計搬送距離の約５０パーセントよりも短い、請求項９に記載の器具。
【請求項１１】
前記バッファがマスフローバッファシステムである、請求項９〜１０のいずれか１項に記載の器具。
【請求項１２】
前記バッファが、前記器具の製造容量に対応した、約５分〜３０分、好ましくは約１０分〜２０分、例えば約１５分の容量を持つ、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の器具。
【請求項１３】
前記バッファは、少なくとも１０，０００個の半製品、好ましくは少なくとも５０，０００個の半製品、例えば１００，０００個を超える半製品を蓄える容量を持つ、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の器具。
【請求項１４】
前記バッファが、コンベヤーバンド上に配置された二倍長の半製品を搬送するための前記コンベヤーバンドと、相互の上に配置された異なるレベルに前記コンベヤーバンドのセクションを案内する支持ガイドとを備えた、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の器具。
【請求項１５】
半製品をオンラインで制御するための制御装置をさらに備えた、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二倍長の半製品を中間的に保管するための方法および器具に関連する。特に、二倍長の半製品を製造し、その二倍長の半製品を単一製品の製造・包装の前に中間的に保管するための器具および方法に関連する。単一製品は、例えば、喫煙物品などのエアロゾル発生物品が好ましい。
【背景技術】
【０００２】
ロッド状の消費財の取り扱いは、高速製造プロセスにおいて数多くの課題を提示しうる。例えば、フィルター紙巻たばこなどのエアロゾル発生物品は、通常は少なくとも２つの円筒形の物体（例えばたばこロッドおよびフィルター）から製造される。フィルター紙巻たばこなどのエアロゾル発生物品の製造中、２つの円筒形の物体は、圧延工程中にチッピングペーパーと結合される。チッピングペーパーは、第一の円筒形の物体と第二の円筒形の物体の周辺間に小規模な段差を生じさせる。この段差は、チッピングペーパーの端と第二の円筒形の物体の自由端との間に角度を生じさせる。この角度は一般的には小さいものの、製造時には完成したエアロゾル発生物品の多くがマスフローまたはホッパー内で相互上に積み重ねられることがあり、それぞれの小さな角度の蓄積効果によって、積み重なりの上部で有意な合計角度が生じうる。これによって、特に、マスフロー製造プロセスではある程度のエアロゾル発生物品の自由な動きが許容されるため、エアロゾル発生物品がマスフローまたはホッパー内で詰まりを起こす原因となることがある。効果は、チッピングペーパーによって生じた段差のサイズおよび第二の円筒形の物体の自由端とチッピングペーパーとの間の製品の長さに依存する。詰まりのリスクは、製品が一様でない質量分布を持つ時に、特に直径が小さめの物品のセクション内に物品の質量中心がある場合にさらに増大する。直径が小さめの物品のセクションが可塑性で、そのために物品が相互の上に積み重ねられると重力によって隣接した物品に沈み込む可能性があり、従って物品の重ね合わせが一方の側で増大しそれによってさらに積み重ね角度が増える場合には、その効果がさらに増大する。
【０００３】
従って、特に製造プロセスの作製セクションと包装セクションの間で、短く可塑性の実質的に円筒形の物体のマスフローに対処できる方法および器具の必要性がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第一の態様によれば、二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管する方法が提供されている。方法は、傾斜器具を提供し、傾斜器具内に二倍長の実質的に円筒形の半製品を形成する工程を含む。方法は、切断装置を提供し、切断装置を用いて半製品を単一製品に切断する工程と、パッカーを提供し、単一製品をパッカー内でパックする工程とをさらに含む。方法はなおさらに、半製品を傾斜器具から切断装置へ搬送する工程と、単一製品を切断装置からパッカーへ搬送する工程と、傾斜器具と切断装置の間に配置されたバッファ内に二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に蓄える工程とを含む。
【０００５】
二倍長の半製品は、切断装置へ搬送される前にバッファ内に一時的に保管されうる。バッファは、搬送システム内のループ（様々なサイズが好ましい）とみなされうる。バッファは、マスフローシステムである。これは、例えば、二倍長の半製品がトレーに取り込まれ、後の段階で搬送システムの加工フローに戻される、トレーシステムでもよい。バッファは、二倍長の半製品が常にバッファに案内されてバッファを通過するように、搬送システムの一部であることが好ましい。こうしたインラインのバッファは、入力または出力のレートが低下すると直ちに反応しうるという利点を持つ。さらに、マスフローに固有の精度範囲内で、バッファを出入りする製品の入出力の順序（例えば、先入れ先出しや後入れ先出し）を定義しうるという利点を持つ。さらに、インラインのバッファを用いて、トレーシステムとは対照的に、製造された製品に対する環境条件の変化が実質的に一定に保たれうるように、製造全体を同一の環境条件に維持しうる。
【０００６】
バッファの出力レートが、例えば、バッファの下流にある製品の切断、回転または包装の減速や中断によって入力レートよりも低い場合、バッファには二倍長の半製品が搬入される。入力レートが出力レートよりも低くなった場合、単一製品の製造を減速または停止する必要なしに、バッファされた二倍長の半製品がバッファから切断装置に提供される。
【０００７】
バッファ内では、二倍長の半製品がマス製品フローに従い処理される。製品のマスフローには、個別の製品フローよりも小さい空間が必要とされる。ところが、マスフローは正確でない。例えば、マスフロー内における各製品の位置特定は、マス製品フローでは利用できない。マスフローでは、製品は一般的な移動方向に沿って搬送される。マスフローでは、個別の製品は、例えば、一般的な搬送方向が水平である場合の上方向または下方向など、一般的な搬送方向に対するランダムな動きについて、いくらかの自由度を有する。従って、マスフロー内での個別の製品の正確な位置はわからない。さらに、一般的な搬送方向に沿った製品の個別の速度は、マスフロー内の製品の平均搬送速度と等しい必要はない。個別の製品の取り扱いが必要な場合、製品は個別の製品フローに従い取り扱われる。例えば、傾斜器具においてまたは切断装置において、製品は個別の製品フローに従い処理される。個別の製品フローでは、個別の製品に対する制御は製造および加工ラインの任意の段階でなされる。例えば、製品の位置および整列状態は任意の時点で判明する。これによって、例えば、加工ライン内の一つの位置に単一の放出装置のみが提供されることが許容される。仕様要件を満たしていない物体を検出する検出手段は、例えば、加工ライン全体に沿って配置されうる。個別の製品フローによって、配置される物体は仮想的にマークされ、さらに下流で放出装置によって処分されうる。マスフローを個別のフローに変換するために、フロー変換ユニットは、それに応じた加工ユニット間（例えばホッパー）に配置される。
【０００８】
バッファを傾斜器具の下流に配置することによって、二倍長の半製品が中間的に保管されうる。特に、半製品は傾斜器具内で連続的に製造され、一時的に保管されうる。例えば、傾斜器具またはその部分の停止または減速は、製造プロセスの下流端、例えば製品の切断、回転または包装が中断された時に、少なくとも一時的に回避されうる。また、製造プロセスまたは傾斜器具内での半製品の準備が中断した時でさえも、単一製品の連続的な製造および包装が許容されうる。
【０００９】
本明細書で使用される場合、「上流」および「下流」という用語は、搬送ユニットまたはその他の器具の要素もしくは要素の部分の相対的位置を描写するために使用される時、製造工程および搬送工程中に複数の半製品または単一製品が移動する方向を意味する。すなわち、半製品は、上流端から下流端へと下流方向に移動する。下流端および上流端または近位端および遠位端は、半製品または単一製品の方向や、ユーザーが単一製品を吸い込む方向を描写するためにも使用される。エアロゾル形成基体およびマウスピースを備えたエアロゾル発生製品に相当する単一製品では、マウスピースは単一製品の下流端に相当し、エアロゾル形成基体は単一製品の上流端に相当する。従って、空気がエアロゾル発生物品の上流端から入り、下流端の下流に移動するように、ユーザーはエアロゾル発生物品の下流端から吸い込む。
【００１０】
半製品用のバッファを提供することは、単一製品の保管が必要ないように単一製品が切断後に直接包装されうるというさらなる利点を持つ。半製品の保管は、製品は単一製品よりも長く、従ってより簡単に整列でき整列状態が保たれるため、より都合が良い。半製品は、例えば、バッファ内で積み重ねられた配置で保たれうる。
【００１１】
従来的な紙巻たばこなどの喫煙物品は、特に重さが実質的に均質である一方、エアロゾル形成物品は、エアロゾル形成物品が異なるセグメントから組み合わされているという理由から、特に重さの分布で不均質な場合がある。例えば、たばこプラグは、例えばフィルターセグメントやくぼみなどと比較して高い密度を持つセグメントであり、さらに通常は単一製品の遠位端に配置される。従って、単一製品は、単一製品の半分の長さにある中点からその遠位端にずれた質量中心を持つ。従って、こうした単一製品は、マスフロー内での搬送または保管中に傾く傾向にある場合がある。
【００１２】
単一製品の傾きは、単一製品の積み重ねに起因することもある。上記で概説した通り、エアロゾル発生製品は、通常は複数の円筒形のセグメントで作製される。単一製品の製造中、セグメントはチッピングラッパーで結合される。チッピングラッパーは、単一製品の近位部分を覆い、単一製品の長さの一部分の上に延びる。チッピングラッパーによって、近位部分および遠位部分の周囲の間にわずかな段差ができる。この段差によって、チッピングラッパーの端と単一製品の遠位端との間に角度がつく。この積み重ね角度は非常に小さい。ところが、製造中、マスフローまたはホッパー内で数多くの製品が相互の上に積み重ねられる。従って、角度が蓄積されて、製品の積み重ねが傾く原因となりうる。こうした傾きは、マスフローまたはホッパー内の詰まりの原因となりうる。この効果は、チッピングラッパーによってできた段差のサイズや、遠位端とチッピングラッパーとの間の製品の長さに依存する。従って、直径が小さなエアロゾル発生物品では、この効果はさらに促進される。さらに、エアロゾル発生製品の製造に使用される厚いチッピングペーパーは、段差のサイズをさらに増やしうる。上述した通り、一様でない重さの分布によって、詰まりの危険性は、製品が一様でない質量分布を持つ時、特に、物品の質量中心が物品の小さめの直径を持つ側にある場合にさらに増大するが、これは、単一製品の遠位端にたばこプラグを持つエアロゾル発生製品のケースでよく見られうる。
【００１３】
この効果は、物品の小さな直径を持つ側が可塑性である場合にはさらに大きくなる。物品が相互に積み重ねられている時、可塑性の部分が重力によって隣接した製品に沈み込むことがある。従って、一方の側への物品の重ね合わせが増大し、これがさらに積み重ね角度を増すことになる。
【００１４】
二倍長の半製品では、半製品の全長にわたり見られるこの不釣り合いが低減されるか、または完全に回避される。二倍長の半製品は、半分の長さにある中点に対して対称である。従って、二倍製品は、中点に対して左右対称であり、かつ二倍製品の中心に質量中心を持つ。さらに、こうした二倍製品の積み重ね角度は実質的に０度である。従って、二倍長の半製品の一方の端に対する半製品の他方の端への不釣り合いが存在しない。従って、詰まりのリスクも著しく低減されるかまたは完全に回避されうるように、製品の傾きおよび重ね合わせが実質的に回避されうる。
【００１５】
本発明による方法は、積み重ねの底部での単一製品および半製品の望ましくない圧縮を低減させることができる。これは、製品の長さに沿ったそれぞれの単一製品の直径の段差変化を含みうる単一製品を取り扱う時に特に有利である。特に、製品の積み重ねに沿って作用する重力を低減することで、マスフローの詰まりの原因となりかねない、上述した積み重ね角度の蓄積効果を低減させることができる。このプラスの効果は、チッピングペーパーのあるセクションが、製品のその他の部分と比較して比較的固いロッド状の製品ではさらに増大する。本発明によれば、二倍製品に作用する重力は、チッピングペーパーのある固めのセクションの周りに集められ、積み重ねられた二倍製品の間の主な接点が形成され、またそれによって、可塑性のより高い製品のセクションにかかる破砕力が低減される。
【００１６】
単一製品が包装される直前にのみ二倍長の半製品の切断を行うことで、例えば、こうした製品の口側の端フィルターセクションなど、未切断のセグメント（その時点で、切断された製品の端部を形成）がなおも機械的および環境的な影響から少なくとも部分的に保護されるという追加的な利点がある。
【００１７】
本発明による方法では、傾斜器具内で製造された二倍長の半製品はバッファにオンラインで供給されうるが、そこから再び、切断装置へ、さらにパッカーへとオンラインで搬送されうる。バッファ内の製品はマスフロー内を進行するため、マスフローを個別のフローに変換するために変換ユニットがバッファと切断装置の間に配置されることが好ましい。マスフローから個別のフローへの変換を達成するための変換ユニットは、例えばホッパーでもよい。
【００１８】
本発明による方法の一つの態様によれば、単一製品を包装する工程は、二倍長の半製品を切断する工程の直後に続く。これら２つの工程は相互に前後して実施されることが好ましい。随意に、これら２つの工程は、単一製品を同一の方向に配向する工程によってのみ分離される。切断装置の上流に、すなわち単一製品の製造位置の上流に配置されるバッファの存在によって、単一製品は切断された後まもなく包装されることが好ましい。本発明の一つの実施形態によれば、配向工程中に、すべての単一製品が同一の方向に整列されるように単一製品が１つおきに回転される。別の方法として、切断された製品の２つの部分は、切断された製品の別々のマスフローに従いうる。従って、例えば、マスフロー搬送方向に沿って１８０度回転させることによって、これらのマスフローの一つが回転されうる。パッカー内で、単一製品は、例えば２０個の製品といった複数の製品パックに直接包装されることが好ましい。配向工程によって、すべての単一製品は、包装される時に同一の方向を持つように配向される。
【００１９】
本発明による方法の別の態様によれば、方法はさらに、製造プロセスの中断を検出する工程を含む。製造プロセスの中断が切断装置内または切断装置の下流で検出された場合、半製品は、傾斜器具から拡張可能なバッファセクション内に移動され、それによって拡張可能なバッファセクションに搬入される。製造プロセスの中断が傾斜器具内または傾斜器具の上流で検出された場合は、二倍長の半製品が、拡張可能なバッファセクションから切断装置へ搬送され、それによってバッファから搬出される。言い換えれば、バッファに搬入するということは、バッファが半製品の出力レートよりも高い入力レートを持つことを意味する。従って、拡張可能なバッファセクションから搬出するということは、半製品の入力レートよりも高い出力レートを持つものとして理解される。半製品がバッファを通して一定のレートで搬送される場合、半製品の一次的な蓄えを形成したり半製品の一次的な蓄えを減らしたりするという意味では、搬入や搬出は起こらない。
【００２０】
二倍長の半製品には、単一製品を製造するために少なくとも一つの切断工程を必要とする。二倍長の半製品は、単一製品の２倍の長さを持つ。二倍長の半製品は、単一の最終製品を製造する目的で、切断、包装、配向（回転）またはこれらのプロセス工程のいくつかまたはすべての組み合わせを含むがこれに限定されない、いくつかのプロセス工程を必要とする場合がある。単一製品は、エアロゾル発生装置内で使用するためのエアロゾル発生製品など、消費財でもよい。
【００２１】
「実質的に円筒形の」半製品またはセグメントという用語は、本明細書では、その長さに沿って実質的に一定の断面を持ち、かつ、例えば、円形または楕円形断面を持つ円柱を含む、半製品またはセグメントを描写するために使用される。半製品およびセグメントは、例えば、円形または楕円形断面を持つロッド状である。
【００２２】
本発明による方法の別の態様によれば、単一製品の遠位部分および単一製品の近位部分は、単一製品の近位部分の周りを包むチッピングペーパーに起因する異なる直径を持つ。異なる直径は積み重ね角度を描写し、その角度によって単一製品の水平面に対して単一製品の遠位端が傾くことがある。こうした積み重ね角度は、０．０８度〜０．３５度の範囲、好ましくは０．０９度〜０．３０度の範囲、例えば０．１２度よりも大きい角度でもよい。
【００２３】
一例によれば、各単一製品は、エアロゾル発生基体と、マウスピースと、マウスピースをエアロゾル発生基体の下流端に固定するチッピングラッパーとを備える。こうした実施形態では、チッピングラッパーは、エアロゾル発生基体の周りに延びる上流端と、マウスピースの下流端の周りに延びる下流端とを持つ。エアロゾル発生基体の上流端とチッピングラッパーの上流端との間の距離は、約４０ｍｍ未満、好ましくは約３０ｍｍ未満であることが好ましい。上述の通り、本発明はエアロゾル発生製品の積み重ねによってできた積み重ね角度の効果全体を低減でき、それぞれのエアロゾル発生製品がチッピングラッパーによってできたその外径の段差変化を含む。本発明によって提供される積み重ね角度の効果の低減は、比較的短い長さを持つエアロゾル発生製品では特に有意である。
【００２４】
本発明によって提供される積み重ね角度の効果が低減した結果として、本発明による方法は、それぞれが好ましくは０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍの厚さを持つチッピングラッパーを含むエアロゾル発生製品を受容できる。チッピングラッパーの厚さは０．０６ｍｍ以下、または０．０４ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
段差変化および結果的な積み重ね角度は、単一製品が相互の上に存在する位置に依存することに注目する必要がある。一般に、チッピングペーパーは一層で包装される。ところが、チッピングペーパーが重なる継ぎ目は２倍の厚さを持つ。エアロゾル発生製品を形成するためにマウスピースおよびエアロゾル発生基体の外側の周りを包装する時、チッピングラッパーの継ぎ目での重なりは、エアロゾル発生物品の反対側にあるチッピングラッパーと組み合わされて、チッピングラッパーの厚さの２倍となるエアロゾル発生物品の外径に最大段差変化を生じさせる。従って、チッピングラッパーが約０．０４ｍｍ〜約０．０６ｍｍの厚さを持つ実施形態では、エアロゾル発生物品の外径は、チッピングラッパーの上流端で約０．０８ｍｍ〜約０．１２ｍｍの最大段差変化を持つ。エアロゾル発生物品全体の積み重ね角度を計算する時、上側および下側の段差変化を考慮に入れる必要があり、こうした平均段差サイズおよびそれに応じた積み重ね角度は、（継ぎ目の方向に依存するが）単一のチッピングペーパーの厚さの約２〜３倍に相当する。
【００２６】
積み重ね角度の効果の低減はまた、高密度のエアロゾル発生基体を含むエアロゾル発生製品に対してプラスの効果を持ち、その効果によって、従来的なフィルター紙巻たばこと比較した時、チッピングラッパーからは離れてエアロゾル発生基体に向けてそれぞれのエアロゾル発生単一製品の質量中心が移動する。
【００２７】
本発明による方法の一つの態様によれば、単一製品の質量中心と中点の単一製品の長さに沿った距離は、単一製品の合計長さの約５パーセント〜２０パーセントが好ましく、約７パーセント〜１５パーセントがより好ましく、エアロゾル発生物品の合計長さの約１０パーセント〜エアロゾル発生物品の合計長さの約１５パーセントであることが最も好ましい。
【００２８】
本発明による方法の一つの態様によれば、半製品内のセグメントは、エアロゾル形成基体、エアロゾル冷却セグメント、支持要素およびマウスピースのうち少なくとも一つである。本発明による方法の別の態様によれば、半製品は、エアロゾル形成基体、支持要素、エアロゾル冷却セグメントおよびマウスピースを連続したものを含む。エアロゾル形成基体はたばこ含有基体であることが好ましい。支持要素は、中空の酢酸塩チューブであり、エアロゾル形成基体内で発生されるエアロゾルのための膨張室の機能を持つことが好ましい。エアロゾル冷却セグメントは、捲縮した、または集められた、または捲縮して集められたポリ乳酸シートで作製されていることが好ましい。その順序で、支持要素はエアロゾル形成基体とエアロゾル冷却セグメントの間に配列される。順序は、さらなるセグメントによって補足されてもよい。こうしたさらなるセグメントはまた、エアロゾル形成基体とエアロゾル冷却セグメントの間に配列されることが好ましい。
【００２９】
本明細書に使用される「集められた」という用語は、巻き込まれ、折り畳まれ、または別途エアロゾル発生物品の長軸方向軸に対して実質的に横方向に圧縮され、または収縮したシートを記述するために使用される。
【００３０】
好ましい実施形態において、エアロゾル発生基体は均質化したたばこ材料のきめのあるシートの集合体を含む。
【００３１】
本明細書で使用される「きめのあるシート」という用語は、捲縮され、型押しされ、デボス加工され、穿孔され、または別途変形されたシートを意味する。エアロゾル発生基体は、複数の間隔を置いたへこみ、突起、穿孔またはそれらの組み合わせを含む均質化したたばこ材料のきめのあるシートの集合体を含んでもよい。
【００３２】
本明細書に使用される「捲縮したシート」という用語は、複数の実質的に平行した隆起または波型形状を有するシートを意味する。実質的に平行な隆起または波型形状は、半製品の長軸方向軸に沿って、またはそれに平行に延びることが好ましい。これは、均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合を都合良く容易にしてエアロゾル発生基体を形成する。しかし、エアロゾル発生物品に含めるための均質化したたばこ材料の捲縮したシートが、別の方法としてまたは追加的に、エアロゾル発生物品が組み立てられた時に、エアロゾル発生物品の長軸方向軸に鋭角または鈍角で配置される複数の実質的に平行した隆起または波型形状を有してもよいことが認識される。
【００３３】
「セグメント」という用語は、画定された境界を持つ半製品の要素を意味するために使用される。個別のセグメントは、半径方向の延長部よりも長い長軸方向の延長部を持ちうる。セグメントは実質的に環状の断面を持つことが好ましい。半製品のセグメントは、異なる柔軟性、異なる硬度、異なる圧縮性、異なる重さ、異なる形状、異なる長さ、異なる構造、異なる材料属性、異なる引き出し抵抗、異なるろ過属性のうち、少なくとも一つを持つことが好ましい。半製品のセグメントは、例えば、切断可能でも切断不可能でもよい。半製品の一様でない特性は、半製品の長さに沿って、または１つまたは複数のセグメントの長さに沿って存在することが好ましい。例えば、一様でない硬度は、カプセルを含むフィルタートウでできたフィルター要素内に存在しうる。セグメントは、例えば同心または非同心の配列を持ちうる。セグメント組立品のセグメントは、例えば炭素質またはセラミックの材料、厚紙材料、紙材料、金属、フィルタートウ、ポリ乳酸、たばこまたはたばこ含有材料、植物葉材料またはその組み合わせなど、異なる材料でできているか、または異なる材料を含むことが好ましい。セグメントはプラグの長さに等しい長さでもよく、また複数のプラグの長さでもよい。ここで、「プラグ」とは、最終製品内の単一長のセグメントである。
【００３４】
エアロゾル発生半製品では、一般的に異なる圧縮性のセグメントが使用される。半製品は、可塑性のセグメントの横に配置されうる剛直なセグメントを備えうる。一部のセグメントは、傷が付いたり、変形したり、またはその他の方法で不注意に損傷したりしないように、圧縮されたりきつく押されるべきではない。こうしたセグメントは、例えば、剛直なセグメントまたは可塑的に変形可能なセグメントでもよい。
【００３５】
少なくとも一つのセグメントは剛直なセグメントであることが好ましい。剛直なセグメントは、１．５ｍｍ当たり約１０ニュートンよりも高い圧縮性を持つことが好ましく、また１．５ｍｍ当たり約１００ニュートン未満であることが好ましい。少なくとも一つのセグメントの圧縮性は１．５ｍｍ当たり約２０ニュートン〜１．５ｍｍ当たり約１００ニュートンであることが好ましく、１．５ｍｍ当たり約５０ニュートン〜１．５ｍｍ当たり約１００ニュートンであることがさらに好ましい。
【００３６】
一部の実施形態では、剛直なセグメントは脆性で、例えばセラミックまたは炭素質のセグメントなど全く圧縮されずにセグメントは粉々になる。こうした実施形態では、セグメントは圧縮されるよりは破壊されるため、圧縮性は実質的に無限大である。
【００３７】
剛直なセグメントは、例えば、エアロゾル発生基体またはフィルタートウ製のフィルター要素を含むセグメントなど、少なくとも部分的に柔軟性のあるセグメントと比較して、圧縮に対して基本的に非圧縮性であるか、または柔軟性がない。
【００３８】
剛直なセグメントは、例えば熱源（例えば、可燃性熱源）でもよい。熱源は、炭素質または炭素系の熱源、すなわち、熱源を含む炭素、または主に炭素を含む、例えば、乾燥質量で少なくとも５０パーセントの炭素含有量を持つ熱源としうる。熱源セグメントの長さは約６ｍｍ〜約１５ｍｍとしうるが、１０ｍｍ〜約１２ｍｍが好ましい。熱源セグメントの外径は、約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、例えば７ｍｍとしうる。
【００３９】
剛直なセグメントは、例えば、支持要素（例えば中空管の形態）としうる。チューブは、酢酸セルロースまたは厚紙または両方を備えるか、またはそれによって作製されうる。支持要素の長さは約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、例えば８ｍｍとしうる。支持要素セグメントの外径は、約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、例えば約５ｍｍ〜約１０ｍｍまたは約６ｍｍ〜約８ｍｍ、例えば７ｍｍとしうる。
【００４０】
少なくとも一つのセグメントは、圧縮可能なセグメントであることが好ましい。半製品の少なくとも一つのセグメントは、圧縮可能なセグメントであることが好ましい。圧縮可能なセグメントは、例えば、エアロゾル冷却セグメントまたはエアロゾル形成基体でもよい。
【００４１】
一部の実施形態では、例えば濾過材料内に分散されているカプセルを含むフィルターセグメント内など、セグメントの圧縮性は単調ではない。こうした場合に、セグメントは、濾過材料（例えばアセテートトウ）が圧縮されている限り、最初は簡単に圧縮が可能である。その後、カプセルに達すると圧縮性は低減される。その後、カプセルが破壊された後で圧縮性は再び増大する。
【００４２】
エアロゾル発生半製品の製造方法に応じて、セグメントは、それらの最終的な（単一の）長さの半製品に含まれてもよく、また、単一製品の単一のセグメントの２倍の長さを持つセグメントの流れに含まれてもよい。エアロゾル冷却セグメントは、半製品に二倍長のセグメントとして含まれることが好ましい。
【００４３】
エアロゾル形成基体は、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を持つ基体である。揮発性化合物はエアロゾル形成基体の加熱または燃焼によって放出されうる。加熱または燃焼に代わるものとして、一部の場合に、化学反応によって、または超音波などの機械的な刺激によって揮発性化合物が放出されてもよい。エアロゾル形成基体は固体でも液体でもよく、固体および液体の両方の成分を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、担体または支持体に吸着、被覆、含浸またはその他の方法で装填される場合がある。エアロゾル形成基体は、例えば均質化した植物由来材料などの植物由来材料を含んでもよい。植物由来材料は、例えば均質化したたばこ材料などのたばこを含んでもよい。エアロゾル形成基体は加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含む、たばこ含有材料を含みうる。別の方法として、エアロゾル形成基体は非たばこ含有材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は少なくとも一つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、ニコチンおよびその他の添加物および成分（風味剤など）を含みうる。エアロゾル形成基体は、キャストリーフたばこなどのたばこシートであることが好ましい。キャストリーフたばこは、たばこ粒子、繊維粒子、エアロゾル形成体、風味、および結合剤を含むスラリーから形成される再構成たばこの一形態である。たばこ粒子は、望ましいシートの厚さおよびキャスティングギャップに応じて、微粒子サイズが約３０〜８０μｍから約１００〜２５０μｍ程度であることが好ましいたばこダストの形態としうる。繊維粒子は、たばこ茎材料、茎またはその他のたばこ植物材料、およびその他のセルロース系繊維（リグニン含有量の低い木材繊維など）を含みうる。繊維粒子は低い含有率（例えば、およそ２〜１５％の率）に対してキャストリーフに十分な引張強さをもたらす要求に応じて選択しうる。別の方法としてまたは追加的に、繊維（植物繊維など）を上述の繊維とともにまたは代替として使用しうるが、これには大麻および竹などが含まれる。
【００４４】
エアロゾル発生物品で使用するための均質化したたばこのシートの集合体を含むエアロゾル形成基体は、当業界で周知の、例えば国際特許出願ＷＯ  ２０１２／１６４００９  Ａ２号で開示されている方法によって製造しうる。
【００４５】
キャストリーフたばこを形成するスラリーに、エアロゾル形成体を追加できる。機能上、エアロゾル形成体は、キャストリーフたばこがたばこ製品内で使用されることが意図される温度範囲内で気化する能力を備えているべきであり、かつエアロゾル形成体がその気化温度よりも高く加熱された時にエアロゾル中のニコチンまたは風味またはニコチンと風味の両方の運搬を促進する。エアロゾル形成体は、室温温度かその付近の温度で化学的に安定しキャストリーフたばこ内で本質的に静止した状態を保つがそれより高い温度、例えば４０〜４５０℃で気化することができるその能力に基づき選択されることが好ましい。
【００４６】
エアロゾルという用語は本明細書で使用される時、固体粒子または液体粒子および気相を含むコロイドを意味する。エアロゾルは、固体粒子および気相から構成される固体エアロゾルでもよく、液体粒子および気相を含む液体エアロゾルでもよい。エアロゾルは、気相中に固体粒子および液体粒子の両方を含みうる。ガスおよび蒸気の両方は本明細書で使用される時、ガスであると考えられる。
【００４７】
エアロゾル発生基体は、乾燥質量ベースで約５パーセント〜約３０パーセントのエアロゾル形成体含有量を持ちうる。好ましい実施形態において、エアロゾル発生基体は乾燥質量ベースでおよそ２０％のエアロゾル形成体の含有量を有する。
【００４８】
エアロゾル形成体は極性があり、かつキャストリーフたばこ内で望ましい範囲内に水分を保つのに役立ちうる湿潤剤としての機能を持つことが好ましい。キャストリーフたばこ中の湿潤剤の含有量は、１５パーセント〜３５パーセントであることが好ましい。
【００４９】
エアロゾル形成体は、ポリオール、グリコールエーテル、ポリオールエステル、エステル、脂肪酸および一価アルコール（メントールなど）から選択することができ、また多価アルコール（プロピレングリコールなど）、グリセリン、エリスリトール、１，３−ブチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、クエン酸トリエチル、プロピレン炭素塩、ラウリン酸エチル、トリアセチン、メソ−エリスリトール、ジアセチン混合物、ジエチルスベリン酸塩、クエン酸トリエチル、安息香酸ベンジル、ベンジルフェニル酢酸塩、エチルバニリン酸塩、トリブチリン、ラウリル酢酸塩、ラウリン酸、ミリスチン酸、およびプロピレングリコールといった化合物のうち一つ以上を含みうる。
【００５０】
一つ以上のエアロゾル形成体を組み合わせて、組み合わされたエアロゾル形成体の一つ以上の属性を利用しうる。例えば、トリアセチンをグリセリンおよび水と組み合わせて、有効成分を運搬するトリアセチンの能力とグリセリンの湿潤性を利用しうる。
【００５１】
エアロゾル形成基体セグメントの長さは約５ｍｍ〜約１６ｍｍとしうるが、約８ｍｍ〜約１４ｍｍ、例えば１２ｍｍが好ましい。従って、二倍長のエアロゾル形成基体は約１６ｍｍ〜３２ｍｍの長さ、好ましくは２４ｍｍの長さを持つことが好ましい。エアロゾル形成基体の外径は少なくとも５ｍｍでよいが、約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、例えば約５ｍｍ〜約１０ｍｍまたは約６ｍｍ〜約８ｍｍでもよい。好ましい一つの実施形態では、エアロゾル発生基体は７．２ｍｍ  ±１０パーセントの外径を持つ。
【００５２】
たばこキャストリーフは、ロッド状のセグメントの形態に捲縮した、集められた、および／または折り畳まれたものであることが好ましい。キャストリーフ材料は、粘着性である傾向があり、また可塑的に変形が可能である。キャストリーフセグメントに圧力が作用する場合、セグメントは、その意図された、例えば円形の形状から不可逆的に逸脱する傾向にある。
【００５３】
エアロゾル冷却セグメントは、エアロゾル発生半製品の構成要素とすることができ、またエアロゾル形成基体の下流に位置する最終製品内にある。使用時、エアロゾル形成基体から放出される揮発性化合物によって形成されるエアロゾルは、エアロゾル冷却セグメントを通過する。エアロゾルは、その中で冷却剤との接触によって冷却される。エアロゾル冷却セグメントは、エアロゾル形成基体とマウスピースの間に位置することが好ましい。エアロゾル冷却セグメントは広い表面積を持つが、低い圧力降下を生じさせることが好ましい。高い圧力降下を生じさせるフィルターおよびその他のマウスピース、例えば、繊維の束で形成されたフィルターは、エアロゾル冷却セグメントとはみなされない。膨張室および支持要素などのチャンバーやくぼみも、エアロゾル冷却セグメントとはみなされない。エアロゾル冷却セグメントは、５０パーセントを超える長軸方向の空隙率を持つことが好ましい。エアロゾル冷却要素を通過する気流経路は、比較的抑制されない方が好ましい。エアロゾル冷却セグメントは、シートの集合体または捲縮したシートの集合体としうる。エアロゾル冷却セグメントは、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）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、およびアルミ箔から構成される群から選択されるシート材料またはその任意の組み合わせを含みうる。エアロゾル冷却セグメントはＰＬＡのシートを含むことが好ましく、捲縮したＰＬＡのシートの集合体であることがより好ましい。エアロゾル冷却セグメントは、約１０μｍ〜約２５０μｍ、例えば約５０μｍの厚さを持つシートから形成されうる。エアロゾル冷却セグメントは、約１５０ｍｍ〜約２５０ｍｍの幅を持つシートの集合体から形成されうる。エアロゾル冷却セグメントは、長さ１ｍｍ当たり約３００ｍｍ2〜長さ１ｍｍ当たり約１０００ｍｍ2、または重さ１ｍｇ当たり約１０ｍｍ2 〜重さ１ｍｇ当たり約１００ｍｍ2の特定の表面積を持ちうる。一部の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、１ｍｇ当たり約３５ｍｍ2の特定の表面積を持つ材料シートの集合体から形成されうる。
【００５４】
エアロゾル冷却セグメントは、約５ｍｍ〜約１０ｍｍ、例えば約７ｍｍの外径を持ちうる。単一製品内のエアロゾル冷却セグメントであるエアロゾル冷却プラグは、約７ｍｍ〜約２８ｍｍ、例えば約１８ｍｍの長さを持ちうる。従って、二倍長のエアロゾル冷却セグメントは、約１４ｍｍ〜５６ｍｍ、好ましくは３６ｍｍの長さを持つことが好ましい。エアロゾル冷却セグメントの外径は約５ｍｍ〜約１２ｍｍ、例えば７ｍｍとしうる。
【００５５】
セグメントの圧縮性は圧縮試験で測定でき、セグメントが実質的に平面の支持面に配置され、毎分１００ｍｍの速度で移動する平坦な１２ｍｍの丸い表面を持つヘッドを使用してセグメントの一方の側に下方向に力が加えられる。こうした試験を実施するための適切な装置は、ＦＭＴ−３１０  Ｆｏｒｃｅ  Ｔｅｓｔｅｒ（Ａｌｌｕｒｉｓ  ＧｍｂＨ製）である。試験の前に、セグメントは２４時間にわたり温度摂氏２２度および相対湿度５５パーセントで調整され、その後圧縮試験が実施される。この試験は、挿入物が１．５ｍｍ圧縮されるまで続行される。この時点での力（ニュートン）が圧縮性である。この試験が１．５ｍｍの圧縮まで続行できない場合には、力を１．５ｍｍに正規化できる。言い換えれば、最大圧縮力が２８ニュートンであり、最大圧縮時の圧縮が１．４ｍｍである場合、圧縮性として報告される値は１．５ｍｍ当たり３０ニュートン（２８ニュートンを１．４で割り、１．５を掛けた値）となる。
【００５６】
半製品のセグメントは、マウスピースとしうる。マウスピースは、エアロゾル発生物品またはエアロゾル発生装置の下流方向にある最後のセグメントである。消費者は、エアロゾル発生物品またはエアロゾル発生装置によって発生したエアロゾルがマウスピースを通して消費者に届くように、マウスピースに接触する。従って、マウスピースはエアロゾル形成基体の下流に配置される。マウスピースはフィルターを含んでもよい。フィルターは、低い粒子濾過効率または非常に低い粒子濾過効率を持ちうる。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、エアロゾル形成基体から長軸方向に間隙を介しうる。フィルターは、酢酸セルロースフィルタープラグとしうる。
【００５７】
マウスピースは約５ｍｍ〜約１０ｍｍ、例えば約６ｍｍ〜約８ｍｍの外径を持ちうる。好ましい実施形態において、マウスピースは７．２ｍｍ±１０パーセントの外径を有する。マウスピースは約５ｍｍ〜約２０ｍｍの長さを持ちうるが、約５ｍｍ〜約１４ｍｍの長さであることが好ましい。好ましい実施形態において、マウスピースはおよそ７ｍｍの長さを有する。
【００５８】
エアロゾル発生基体およびマウスピースの上流にあるその他の任意のセグメント（支持要素およびエアロゾル冷却セグメントなど）は、外側ラッパーによって囲まれる。外側ラッパーは任意の適切な材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。外側ラッパーは紙巻たばこ用紙であることが好ましい。
【００５９】
単一製品は、約４０ｍｍ〜約５０ｍｍ、例えば約４５ｍｍの合計長さを持ちうる。半製品のセグメントは、連続した２つのセグメント間に配置された空隙またはくぼみでもよい。そこにおいて、空隙とは、包装材料の断片で包まれた時にくぼみを形成する材料が存在しないことである。くぼみまたは空隙は、例えば、エアロゾル発生半製品内でのエアロゾルの拡張を助けるか、またはエアロゾル発生半製品の長さを最終製品の望ましい長さに適合させる役割を果たしうる。くぼみまたは空隙によって、これは、エアロゾル発生物品の引き出し抵抗（ＲＴＤ）なしに、またはＲＴＤを著しく制限することなく実施されうる。
【００６０】
本発明の別の態様によれば、二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管するための器具が提供されている。器具は、二倍長の実質的に円筒形の半製品を形成するための傾斜器具を備える。器具はさらに、二倍長の半製品を単一製品に切断するための切断装置と、単一製品をパックするためのパッカーとを備える。器具はなおさらに、二倍長の半製品を傾斜器具から切断装置へ搬送し、単一製品を切断装置からパッカーへ搬送するための搬送システムを備える。器具において、バッファは、二倍長の実質的に円筒形の半製品を中間的に保管するために、傾斜器具と切断装置の間に配置される。
【００６１】
本発明による器具の態様によれば、切断装置とパッカーの間の搬送距離は、傾斜器具とパッカーの間の合計搬送距離の約５０パーセント未満であり、約３０パーセント未満、例えば約１５パーセントが好ましい。合計搬送距離は、二倍長の半製品が傾斜器具を離れる位置から、単一製品がパッカーに入るまでと測定される。
【００６２】
二倍長の半製品を単一製品に切断する工程は、単一製品の包装の直前にすぐ上流で実施されることが好ましい。これによって、単一製品が包装される前に長距離を搬送する必要がない。
【００６３】
本発明による器具の別の実施形態によれば、バッファは、二倍長の半製品用のマスフローバッファシステムである。マスフローシステムでは、半製品は主な搬送方向に従うが、必ずしも同一の所定の動作経路を持つ必要はない。半製品は、相互に正確に整列される必要がない。マスフローバッファシステムでは、いくつかの半製品が相互の上に配置されて、半製品の搬送方向に延びる積み重ねが形成されることが好ましい。
【００６４】
本発明による器具のさらなる態様よれば、バッファは、器具の製造容量に相当する約５分〜３０分、好ましくは約１０分〜２０分、例えば約１５分の容量を持つ。バッファはまた、例えば、少なくとも１０，０００個の二倍長の半製品、好ましくは少なくとも５０，０００個の二倍長の半製品、例えば１００，０００個の二倍長の半製品を蓄える容量を持ちうる。必要に応じて、バッファ容量は、蓄えられる製品の絶対量、またはバッファを出入りする入力または出力の低減または中断に対処するための時間に対応した相対数に適合されうる。
【００６５】
バッファの容量は、二倍長の半製品、例えば積み重なった半製品の搬送に適合されるコンベヤーバンドの長さによって定義されうる。本発明による器具の態様によれば、バッファは、コンベヤーバンド上に配置された二倍長の半製品を搬送するためのコンベヤーバンドと、コンベヤーバンドのセクションを相互の上に配置された異なるレベルに案内するための支持ガイドとを備える。異なるレベルにわたって、例えば、らせん状にコンベヤーバンドを配置することで、バッファ用の空間を効率良く使用しうる。さらに、例えば、追加的な層を提供することによって、バッファ容量を拡張または制限しうる。
【００６６】
バッファは、例えば、半製品の搬送およびバッファに適合された米国特許特許第ＵＳ  ６，４２２，３８０号に説明のあるバッファシステムとしうる。バッファシステムの入力ステーションでは、搬送システムによって傾斜器具から入力ステーションに搬送されてきた半製品が受け取られる。従って、バッファシステムの出力ステーションでは、半製品はバッファから集められ、搬送システムによってバッファから切断装置へ搬送される。入力ステーションと出力ステーションの間では、バッファの容量は必要に応じて適合されうる。例えば、マスフロー内の半製品の高さを増大することによって、または入力および出力ステーションの間の距離を変化させることによってバッファ容量は変動しうる。ところが、第ＵＳ  ６，４２２，３８０号では、半製品はロッド形状であり、そのためチッピング工程を持たず、従って積み重ね角度の問題は存在しない。
【００６７】
本発明による器具の別の態様によれば、器具はさらに二倍長の半製品をオンライン制御するための制御装置を含む。制御装置は、製造プロセスを制御するため、または、例えば製品の品質を制御するために、または製造の工程および品質の両方を制御するために提供されうる。
【００６８】
製造プロセスの制御は、例えば、製品または製品構成要素の存在または不在の制御としうる。製品の品質の制御は、例えば、製品の外観、または二倍長の半製品、例えば、密度、含水量または引き出し抵抗測定値（ＲＴＤ）などの内部仕様を含みうる。こうした制御測定はオンラインで実施されうる。一般に、例えば、二倍製品についてのＲＴＤは最終製品のＲＴＤとは異なる。ところが、一般的に半製品のＲＴＤについての目標範囲が定義されている。製品は、製品のＲＴＤがこの目標範囲内である場合に制御を通過する。ＲＴＤ測定またはその他の任意の制御測定は、不良製品を識別しうる。この製品は、搬送システムから、従って本発明による器具から除去されうる。ＲＴＤ測定は、半製品がバッファに入る前、または半製品が切断装置内で切断される前に実施されうる。半製品がバッファに供給される前に実施されるＲＴＤ測定は、バッファ内に保管される前に不良製品が工程から除去されうるため、安全なバッファ容量でありうる。二倍長の半製品がバッファを離れた後で実施されるＲＴＤ測定は、バッファシステムでマイナスの影響を受けた工程から製品を除去するために使用されうる。
【００６９】
器具のさらなる態様および利点は、本発明による方法に関連して説明してきたため、ここでは繰り返さない。
【００７０】
本発明による方法および器具は、本明細書に記載した通り、エアロゾル発生物品の製造で使用されることが好ましい。
【００７１】
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】
【００７２】
【図１】図１は、バッファシステムを備えた製造プロセスを概略的に示す。
【図２】図２は、コンバイナーで製造されたセグメントのロッドの一部を示す。
【図３】図３は、本発明による器具で製造された二倍製品を示す。
【図４】図４は、図４に示した二倍製品から製造された単一製品を示す。
【図５】図５は、製造プロセスの別の実施形態を概略的に示す。
【図６】図６は、単一製品の積み重ね角度の問題を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１では、傾斜器具内にある二倍製品の形態の半製品の製造プロセスが示されているが、ここで傾斜器具６は、傾斜器具６に隣接して配置されその上流にあるコンバイナー５を備える。二倍製品６５５は、傾斜器具６からバッファ８へ、またそこから切断装置７へ、その後でパッカー７５へと搬送される。
【００７４】
エアロゾル発生物品の製造に使用される材料の第一のロッド１０、第二のロッド２０および第三のロッド３０は、それぞれの切断装置１５、２５、３５に供給され切断される。そのように切断された第一、第二および第三のセグメントは、コンバイナー５内の長軸方向の動作経路上に端と端を接した関係で供給される。
【００７５】
図２〜４に示す実施形態では、第一および第三のロッド１０、３０は、コンバイナー５内で長軸方向の動作経路に供給される前に、最終プラグ１、３の二倍の長さを持つ二倍セグメント１１、３３に切断される。第二のロッド２０は、長軸方向の動作経路に供給される前に、単一製品７７７内のプラグ２の長さを持つ単一のセグメント２に直接切断される。
【００７６】
セグメント１１、２、３３はセグメントの流れを形成するが、セグメントの軸は長軸方向の動作経路に平行に配置される。例えば、紙巻たばこ用紙などの包装材料５１のシートには、接着剤供給装置５２によって接着剤が供給される。包装材料５１のシートは、コンバイナー５内の長軸方向の動作経路に供給され、それに沿って案内される。セグメントの流れは、例えば、長軸方向の動作経路に沿って供給されるそれぞれの装飾で、包装材料５１によって包装される。追加的な接着剤供給装置５３は、包装材料がセグメントの流れの周りに完全に包まれる前に、接着剤の継ぎ目を包装材料５１に追加する。そのように形成されたセグメントのロッドはここで、コンバイナー５内の長軸方向の動作経路の端で切断される。そこに、切断線１００で第一のセグメント１１を切断することによってセグメントのロッドを切断するロッド切断装置（図示せず）が提供される（図２を参照）。第一のセグメント１１は、第一のセグメントの切断された２つの部分がプラグ１に対応するように半分に切断される。このエンドレスロッドの切断によって、包まれたセグメントロッド５５５が製造され、これがさらに、バッファ８に搬送される前に傾斜器具６内で加工される。プラグ１はそれぞれが、包まれたセグメントロッド５５５の端のセグメントを形成する。包まれたセグメントロッド５５５はここで、コンバイナー５内の長軸方向の動作経路から、傾斜器具６内にある直角をなす動作経路に移動される。
【００７７】
これは、包まれたセグメントロッドを長軸方向の動作経路５００に沿ってさらに、例えば、直線的な移動によって、傾斜器具内にある縦溝入り受けドラムの溝内に移動することによって実施されうる。ここで、フルートの長軸方向軸は長軸方向の第一の動作経路と整列する。コンバイナーから受けドラムのフルートへの移動は、例えば、紙巻たばこについて第ＵＳ  ５，３２７，８０３号に説明がある通り、スパイダー機構によっても実施されうる。次に、包まれたセグメントロッドは、コンバイナーからスパイダーアームで掴まれて、スパイダーアームによって傾斜器具内の受けドラムの溝に移動される。
【００７８】
セグメントの軸は、コンバイナー内および傾斜器具内で処理されている間は実質的にその方向を維持するため、セグメントの軸は、コンバイナー５の長軸方向の動作経路の移動方向に対して平行であるが、傾斜器具６動作経路と直角をなす移動方向に対しては直角をなす。傾斜器具６は、それぞれの動作経路も相互に直角をなすように、コンバイナー５と直角をなすように配置されることが好ましい。これによって、セグメントの軸は常に同じ方向を向く。
【００７９】
傾斜器具６では、包まれたセグメントロッド５５５は、第二のセグメント３３を切断線２００で切断することによって分割される。それによって、第二のセグメント３３は、切断された２つの部分がプラグ３に対応するように半分に切断される。そのように切断された包まれたセグメントロッド５５５は、包まれたセグメントロッド５５５の長軸方向軸に沿って、分離装置（図示せず）によって分離される。そのように切断されて分離された予め包まれたセグメントロッド５５５間の空間に、第四のセグメント４４が挿入される。第四のセグメントもまた二倍長のセグメントであり、それぞれの切断装置４５内で傾斜器具６に供給される第四のロッド４０から切断される。チッピングペーパー６０の連続シートが供給され、切断装置６５内で個別のチッピングラッパー断片６４に切断される。チッピングラッパー６４の断片は、第四のセグメント４４の周りで、また切断された予め包まれたセグメントロッド５５５の２つの部分の一部の周りで包まれる。従って、これらの要素が相互に組み合わされて、図３に示す二倍製品６５５を形成する。この二倍製品はここで、二倍製品６５５を中間的に保管するためにバッファ８に搬送される。必要な時に、二倍製品６５５は、バッファ８を離れて切断装置７に搬送される。そこで、二倍製品６５５は第四のセグメント４４を切断線３００で切断することによって半分に切断される。これによって、図４に示す２つの単一の最終製品７７７が製造される。次に、全ての製品が同一の方向となるように、一つおきに単一製品を回転させうる。そのように整列され配向された製品は、例えば喫煙物品パックに直接など、製品を包装するためにパッカー７５に搬送される。トレー８１は、追加的にバッファ８に平行に提供されてもよい。トレー８１上で、二倍製品は、（長期的に）保管して将来的に使用するため、またはバッファ８の容量を拡張するためのオーバーフローとしてのいずれかの目的で回収されうる。従って、搬送システムまたはバッファ８は、余分な二倍製品を分岐させるための手段を持つ。
【００８０】
図５には、単一製品のための製造プロセスがコンバイナー５および傾斜器具６の配置内に示されており、ここで、コンバイナー５および傾斜器具６は、隣接しかつ相互に直角をなして配置されている。コンバイナー５内の直線の長軸方向の動作経路５００および傾斜器具６内の直角をなす動作経路６００も、相互に直角をなして配置されている。直角をなす動作経路６００は、長軸方向の動作経路５００が終わる場所から始まる。コンバイナー５は、３つの異なるセグメントを交互に長軸方向の動作経路５００に供給してセグメントの流れを形成するための３つのホッパー５５、５６、５７を備える。次に、セグメントの流れは、ラッパー５８に包まれ、端のないセグメントロッドが形成される。端のないセグメントロッドはコントローラ５９内で制御された後、ロッド切断装置１０１によって包まれたセグメントロッドに切断される。ロッド切断装置１０１は、長軸方向の動作経路５００の横に配置された回転ナイフであることが好ましい。コントローラ５９は、端のないセグメントロッド内でセグメントの位置を制御するために提供されうる。例えば、ロッドが切断される必要がある正確な位置を決定するためであり、例えば、ロッドがセグメント間でまたはセグメントを小さなセグメントに分割する位置で正確に切断されるよう確保するためである。次に、包まれたセグメントロッドは、それぞれがチッピング装置６の縦溝入り受けドラム６５の溝に移動される。長軸方向の動作経路５００は、実質的に直線の経路であり、ここでセグメントまたはセグメントの流れは、それぞれ、実質的に直線に沿って案内される。第一の動作経路５００は、傾斜器具の縦溝入り受けドラム６５内に延びる。長軸方向の動作経路は、ロッド切断装置１０１によって切断された包まれたセグメントロッドが、連続的な直線の動きで、長軸方向の動作経路に沿って縦溝入り受けドラムの溝内に長軸方向に移動されるように、縦溝入り受けドラム６５の溝に平行に配置されることが好ましい。
【００８１】
次に、包まれたセグメントロッドは、縦溝入り受けドラム６５上で、例えば回転ナイフを備えた、製品切断装置２０１によって切断される。次に、切断された包まれたセグメントロッドの２つの部分は、分離用ドラム６６の溝内に配置されている間に分離される。ホッパー４１は、追加的なセグメント、好ましくは端のないセグメントロッドのセグメントとは異なるセグメントを、切断された包まれたセグメントロッドの２つの部分間に挿入する。追加的なセグメントは、二倍長のマウスピースであることが好ましい。切断された包まれたセグメントロッドと挿入された追加的なセグメントの２つの部分は、チッピング材料、例えば紙の断片によってチッパー６７上で傾けられる。そのように組み合わされたセグメントは、二倍製品を形成する。傾斜器具６の端部で、形成された二倍製品はバッファ８に搬送される。バッファ８から、二倍製品は最終切断装置３０１に移動され、そこで二倍製品は２つの単一製品に切断される。その後に配置されている回転装置７２では、すべての単一製品が同一の方向になるように、一つおきに単一製品が１８０度回転されるか、またはマスフローの１つの部分が搬送方向に沿って１８０度回転して案内される。次に、そのように配向された単一製品は、パッカー７５に移動されて包装される。
【００８２】
コンバイナー内、およびコンバイナーからチッピング装置への移動を含めた傾斜器具内では、包まれたセグメントロッドおよび二倍製品は、個別の製品フローに従い処理される。個別の製品フローでは、個別の製品に対する制御は、製造および加工ラインの任意の段階でなされる。例えば、製品の位置および整列状態は任意の時点で判明する。バッファ８では、製品は、マスフロー７００に従い蓄えられ搬送される。マスフローでは、製品は一般的な移動方向に、かつそれに沿って搬送される。従って、マスフロー内での個別の製品の正確な位置はわからない。バッファ８は、例えばメンテナンスのため、例えば、上流または下流のいずれかの機械で工程速度の変化があった時に、マスフローの変化を収容しうる拡張可能なバッファセクション８１を含む。その間に、拡張可能なバッファセクション８１は搬送経路８００に沿って搬入または搬出される。バッファ８を通したマスフロー７００は、最終切断装置３０１で終わる。切断装置の後、回転装置７５内で、および回転後、整列された単一製品は再び、マスフロー９００に従いパッカー７５の貯蔵部に搬送される。そこで、単一製品は、パッカー７５に供給されるために貯蔵部内に回収されることが好ましい。図５では、個別の製品フローは実線で示され、マスフローは点線で示されている。
【００８３】
図６は、図４に示す単一製品７７７などのエアロゾル発生物品の積み重ねの一部の側面図を示す。それぞれの単一製品７７７は、チッピングラッパー６４によってマウスピース４に固定されたエアロゾル発生基体１を含む。チッピングラッパー６４の厚さは、チッピングラッパー６４の上流端６４０でのそれぞれの単一製品７７７の外径の段差変化をより明瞭に描写するために誇張されている。それぞれの単一製品７７７の質量中心１４がチッピングラッパー６４の上流に位置する結果、それぞれの単一製品７７７はその下にある単一製品７７７に対してある角度をなす。それぞれの個別の角度は比較的小さいものの、単一製品７７７の連続的な組の間の角度は、水平方向１７に対してかなりの積み重ね角度１６が積み重ねの上部に形成されるように、蓄積効果をもたらす。積み重ね全体の合計高さにわたり、例えば、垂直に積み重ねられたチャネル内では、積み重ね角度１６は、積み重ねの上部で単一製品７７７が垂直の方向に傾くほど十分に大きい可能性があり、これが、特に単一製品７７７が個別の供給チャネルに達する場所であるバッファまたはホッパーの底部で、例えばバッファ内の詰まりを起こしかねない。
【００８４】
基本的に、製品の詰まりのリスクは、マスフロー内の製品の搬送に限られている。ところが、二倍製品をマスフローバッファ８に蓄えることで、詰まり製品のリスクは製造ライン全体にわたり回避されるか最小限に保たれる。単一製品は、切断装置の後でマスフロー内に保たれるか、または包装前に恐らくはパッカーの貯蔵部内にのみ保たれる。ところが、パッカー貯蔵部内の単一製品の量は少ないため、その中での単一製品の詰まりリスクは最小となる。
【００８５】
図１〜４で説明した過程および製品についての模範的データは次の通りである。
【００８６】
１２０ｍｍの長さを持つたばこロッド１０は、２４ｍｍの長さの二倍セグメント１１に切断される。次に、二倍長のセグメント１１は、１２ｍｍの長さの最終プラグ１に切断される。
【００８７】
９６ｍｍの長さを持つ中空の酢酸塩チューブロッド２０が、８ｍｍの長さのプラグ２に切断される。
【００８８】
１４４ｍｍの長さを持つ集合されたポリ乳酸シートのロッド３０は、３６ｍｍの長さの二倍セグメント３３に切断される。次に、二倍長のセグメント３３は、１８ｍｍの長さの最終プラグ３に切断される。
【００８９】
フィルターロッド４０は、１４ｍｍの長さの二倍長のセグメント４４に切断される。次に、二倍長のセグメント４４は、７ｍｍの長さの最終プラグ４に切断される。
【００９０】
半製品５５５の長さは７６ｍｍである。二倍製品６６の長さは９０ｍｍである。最終製品７７は４５ｍｍの長さを持ち、許容範囲は±１ｍｍ未満、好ましくは±０．５ｍｍ以下である。最終製品の直径は約７．２ｍｍである。
【００９１】
最終製品は、たばこプラグ１、中空の酢酸塩チューブ２、集合されたポリ乳酸（ＰＬＡ）プラグ３およびマウスピースプラグ４が一組となったものででき上がる。チッピングラッパー６４は２０ｍｍの長さを持ち、マウスピースプラグ４の全長およびＰＬＡプラグ３の一部を覆う。
【００９２】
長軸方向の動作経路に沿ったセグメントの流れの移動速度は毎分３８０メートルで、半製品５５５の製造速度は毎分約５０００としうる。毎分約１０，０００個の最終製品７７７が製造されうるように、二倍製品６５５の製造速度も毎分約５０００としうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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