СПОСОБ ПОДАЧИ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ТОВАРОВ В УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПАКОВКИ
METHOD OF FEEDING ROD-SHAPED CONSUMABLE GOODS INTO DEVICE FOR PACKING

Настоящее изобретение относится к способу подачи стержнеобразных потребительских товаров в устройство для упаковки. Настоящее изобретение также относится к загрузочному устройству для подачи стержнеобразных потребительских товаров в устройство для упаковки.
Обработка стержнеобразных потребительских товаров может приводить к ряду проблем при высокоскоростном процессе изготовления. Например, изделия, генерирующие аэрозоль, такие как сигареты с фильтром, как правило, выполнены по меньшей мере из двух цилиндрических объектов, например, табачного стержня и фильтра. Во время изготовления изделий, генерирующих аэрозоль, таких как сигареты с фильтром, два цилиндрических объекта соединяют во время процесса сворачивания с помощью ободковой бумаги. Ободковая бумага покрывает первый из двух цилиндрических объектов и проходит по второму цилиндрическому объекту и, таким образом, скрепляет два цилиндрических объекта друг с другом. Ободковая бумага создает небольшое ступенчатое изменение между окружностью первого цилиндрического объекта и вторым цилиндрическим объектом. Данная ступень создает угол между кромкой ободковой бумаги и свободной кромкой второго цилиндрического объекта. Хотя угол является, в целом, небольшим, однако, во время производства многие обработанные изделия, генерирующие аэрозоль, могут быть сложены в стопку друг поверх друга в массовом потоке или бункере, и суммарный эффект каждого небольшого угла может создавать существенный общий угол на верху пачки. Это может вызывать затор изделий, генерирующих аэрозоль, в массовом потоке или бункере, в частности, поскольку процесс производства в массовом потоке позволяет определенную степень свободного движения изделий, генерирующих аэрозоль, что является необходимым для обеспечения высокой скорости потока. Эффект «угла складывания в стопку» зависит от размера ступени, создаваемой ободковой бумагой, и длины продукта между свободной кромкой второго цилиндрического объекта и ободковой бумагой. Риск заторов дополнительно возрастает при неравномерном распределении массы продукта, в частности, когда центр массы изделия находится в секции изделия с меньшим диаметром. Эффект дополнительно увеличивается в месте, где секция изделия с меньшим диаметром является гибкой, и следовательно, когда изделия сложены в стопку друг поверх друга, может опускаться в смежные изделия под воздействием силы тяжести, тем самым увеличивая усаживание изделий на одной стороне и, в свою очередь, наращивая угол складывания в стопку.
Следовательно, существует потребность в способах и устройствах, которые могут поддерживать массовый поток коротких и гибких цилиндрических объектов, в частности, между производящей секцией и упаковывающей секцией процесса изготовления.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ подачи стержнеобразных потребительских товаров в устройство для упаковки, причем способ включает предоставление множества стержнеобразных потребительских товаров в расположенный выше по потоку конец канала складывания в стопку и подачу множества стержнеобразных потребительских товаров вдоль канала складывания в стопку в расположенный ниже по потоку конец канала складывания в стопку. Расположенный выше по потоку конец канала складывания в стопку находится выше в вертикальном направлении, чем расположенный ниже по потоку конец, и по меньшей мере часть канала складывания в стопку проходит под углом от 25 градусов до 75 градусов относительно вертикального направления. Способ дополнительно включает прием множества стержнеобразных потребительских товаров в бункер из расположенного ниже по потоку конца канала складывания в стопку и распределение множества стержнеобразных потребительских товаров из бункера в устройство для упаковки.
Как применяется в данном документе, термин «стержнеобразные потребительские товары» относится к удлиненным потребительским товарам, каждый из которых имеет приблизительно круглую или эллиптическую форму поперечного сечения.
Как применяются в данном документе, термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» при применении для описания относительных положений элементов или частей элементов канала складывания в стопку или другого устройства относятся к направлению, в котором множество потребительских товаров перемещаются во время процесса изготовления или упаковки. То есть потребительские товары перемещаются в направлении вниз по потоку из расположенного выше по потоку конца в расположенный ниже по потоку конец.
Как применяются в данном документе, ссылки на угол, под которым часть канала складывания в стопку проходит относительно вертикального направления, относятся к наименьшему углу между вертикальным направлением и направлением, вдоль которого потребительские товары перемещаются через часть канала складывания в стопку. В вариантах осуществления, в которых канал складывания в стопку является нелинейным, угол между частью канала складывания в стопку и вертикальным направлением представляет собой наименьший угол между вертикальным направлением и касательной к направлению, в котором потребительские товары перемещаются через соответствующую часть канала складывания в стопку.
Как применяется в данном документе, термин «массовый поток» обозначает поток множества продуктов вдоль общего направления транспортировки, при этом точное положение продукта в массовом потоке неизвестно. Как правило, в массовом потоке отдельный продукт имеет некую степень свободы для случайного перемещения относительно общего направления транспортировки, например, вверх по течению или вниз по течению, где общее направление транспортировки является горизонтальным. Дополнительно, отдельная скорость продукта вдоль общего направления транспортировки не обязана быть равной средней скорости транспортировки продуктов в массовом потоке.
Посредством подачи стержнеобразных потребительских товаров через по меньшей мере часть канала складывания в стопку под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления способ согласно настоящему изобретению уменьшает силу тяжести, действующую вдоль стопки потребительских товаров. Следовательно, способ согласно настоящему изобретению может уменьшать нежелательное сжатие потребительских товаров в нижней части стопки, что является особенно преимущественным при обработке потребительских товаров, таких как изделия, генерирующие аэрозоль, которые могут содержать ступенчатое изменение в диаметре каждого изделия, генерирующего аэрозоль, вдоль длины изделия. В частности, уменьшение воздействия силы тяжести вдоль стопки изделий, генерирующих аэрозоль, может уменьшать суммарный эффект «угла складывания в стопку», описанный выше, который в ином случае может вызывать затор в канале складывания в стопку. Подача стержнеобразных потребительских товаров через по меньшей мере часть канала складывания в стопку под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов также уменьшает эффективную высоту стопки потребительских товаров в вертикальном направлении. Уменьшение эффективной высоты стопки стержнеобразных потребительских товаров в вертикальном направлении предусматривает геометрическое уменьшение суммарного «угла складывания в стопку».
Диапазон от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов для угла по меньшей мере части канала складывания в стопку относительно вертикального направления предусматривает баланс между углами, которые являются достаточно малыми для обеспечения существенного уменьшения сжимающих гравитационных сил, действующих вдоль канала складывания в стопку, и углами, которые являются достаточно большими, так что компонент силы тяжести, действующий вдоль канала складывания в стопку, является достаточным для облегчения перемещения потребительских товаров вдоль канала складывания в стопку и в бункер, а также сведения к минимуму общей площади, или «площади основания», занимаемой каналом складывания в стопку. Предпочтительно, по меньшей мере часть канала складывания в стопку проходит под углом от приблизительно 35 градусов до приблизительно 55 градусов относительно вертикального направления, более предпочтительно - от приблизительно 40 градусов до приблизительно 50 градусов относительно вертикального направления, наиболее предпочтительно - приблизительно 45 градусов относительно вертикального направления.
Канал складывания в стопку может быть по существу линейным по всей длине между его расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами. То есть канал складывания в стопку может содержать один линейный сегмент, проходящий между его расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами.
В качестве альтернативы канал складывания в стопку может содержать множество линейных сегментов, при этом каждый линейный сегмент проходит под разным углом относительно вертикального направления. В таких вариантах осуществления все линейные сегменты могут проходить под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления, предпочтительно - от приблизительно 35 градусов до приблизительно 55 градусов относительно вертикального направления, более предпочтительно - от приблизительно 40 градусов до приблизительно 50 градусов относительно вертикального направления, наиболее предпочтительно - приблизительно 45 градусов относительно вертикального направления.
В качестве альтернативы только некоторые из линейных сегментов могут проходить под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления, предпочтительно - от приблизительно 35 градусов до приблизительно 55 градусов относительно вертикального направления, более предпочтительно - от приблизительно 40 градусов до приблизительно 50 градусов относительно вертикального направления, наиболее предпочтительно - приблизительно 45 градусов относительно вертикального направления. Например, канал складывания в стопку может содержать расположенный выше по потоку сегмент, проходящий под углом менее чем приблизительно 25 градусов относительно вертикального направления, промежуточный сегмент, проходящий под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов, и расположенный ниже по потоку сегмент, проходящий под углом более чем приблизительно 75 градусов.
В качестве дополнительной альтернативы по меньшей мере часть канала складывания в стопку может быть изогнута. В некоторых вариантах осуществления канал складывания в стопку может быть изогнут вдоль по существу всей своей длины. В таких вариантах осуществления угол канала складывания в стопку относительно вертикального направления будет изменяться вдоль длины канала складывания в стопку. Предпочтительно угол канала складывания в стопку относительно вертикального направления увеличивается в направлении вниз по потоку.
В тех вариантах осуществления, в которых канал складывания в стопку является изогнутым, угол канала складывания в стопку может находиться в диапазоне от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов в каждой точке по всей длине канала складывания в стопку. В качестве альтернативы только часть канала складывания в стопку может проходить под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления. Например, расположенный выше по потоку конец канала складывания в стопку может проходить под углом менее чем приблизительно 25 градусов относительно вертикального направления. В некоторых вариантах осуществления расположенный выше по потоку конец канала складывания в стопку может быть по существу вертикальным. Дополнительно или альтернативно расположенный ниже по потоку конец канала складывания в стопку может проходить под углом более чем приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления. В любом из данных вариантов осуществления по меньшей мере центральная часть канала складывания в стопку проходит под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, этап подачи множества стержнеобразных потребительских товаров вдоль канала складывания в стопку может включать перемещение множества стержнеобразных потребительских товаров на по меньшей мере одном конвейере вдоль по меньшей мере части канала складывания в стопку в направлении вниз по потоку. Например, канал складывания в стопку может содержать по меньшей мере один конвейер, проходящий вдоль нижней стороны канала складывания в стопку вдоль по существу всей длины канала складывания в стопку. Дополнительно или альтернативно канал складывания в стопку может содержать по меньшей мере один конвейер, проходящий вдоль верхней стороны канала складывания в стопку вдоль по существу всей длины канала складывания в стопку.
В качестве альтернативы канал складывания в стопку может содержать один или несколько конвейеров, предусмотренных вдоль только части канала складывания в стопку. Например, в тех вариантах осуществления, в которых угол между каналом складывания в стопку и вертикальным направлением больше на расположенном ниже по потоку конце канала складывания в стопку, канал складывания в стопку может содержать один или несколько конвейеров, проходящих вдоль только расположенной ниже по потоку части канала складывания в стопку. Один или несколько конвейеров могут проходить вдоль нижней стороны канала складывания в стопку, вдоль верхней стороны канала складывания в стопку или как вдоль нижней, так и верхней сторон канала складывания в стопку.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, в которых стержнеобразные потребительские товары перемещаются вдоль по меньшей мере части канала складывания в стопку по меньшей мере одним конвейером, по меньшей мере один конвейер может содержать по меньшей мере одно из ленты с механическим приводом, такой как зубчатая лента, или направленного потока воздуха.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, способ может дополнительно включать этап встряхивания множества стержнеобразных потребительских товаров при их перемещении вдоль канала складывания в стопку. Например, канал складывания в стопку может содержать механическое средство для воздействия вибрацией на множество стержнеобразных потребительских товаров или иного их встряхивания. В таких вариантах осуществления, содержащих один или несколько конвейеров, по меньшей мере один из конвейеров может быть выполнен с возможностью вибрирования. Дополнительно или альтернативно канал складывания в стопку может содержать поток воздуха или множество потоков воздуха, которые могут создавать воздушную подушку в массовом потоке потребительских товаров. Такая воздушная подушка может уменьшать трение между потребительскими товарами и облегчать плавный поток продуктов. Один или множество потоков воздуха могут быть направлены против потока потребительских товаров, так что поток воздуха направлен в направлении вверх по потоку.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, канал складывания в стопку может иметь длину от приблизительно 30 сантиметров до приблизительно 300 сантиметров между расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами, предпочтительно - от приблизительно 50 сантиметров до приблизительно 300 сантиметров, более предпочтительно - от приблизительно 100 сантиметров до приблизительно 300 сантиметров. Применение канала складывания в стопку, имеющего длину в одном из данных диапазонов, обеспечивает эффективное функционирование канала складывания в стопку в качестве буфера между процессом изготовления, проходящим выше по потоку, и процессом упаковки, проходящим ниже по потоку относительно бункера.
Этап предоставления множества стержнеобразных потребительских товаров может включать предоставление множества мундштуков для изделий, генерирующих аэрозоль, множества обернутых субстратов, генерирующих аэрозоль, для изделий, генерирующих аэрозоль. Как применяется в данном документе, термин «субстрат, генерирующий аэрозоль» использую для описания субстрата, обладающего способностью к высвобождению при нагревании летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоль, генерируемый из субстрата, генерирующего аэрозоль, может быть видимым или невидимым и может содержать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии и при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
Предпочтительно этап предоставления множества стержнеобразных потребительских товаров может включать предоставление множества изделий, генерирующих аэрозоль. Предпочтительно каждое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, генерирующий аэрозоль, мундштук и ободковую обертку, прикрепляющую мундштук к расположенному ниже по потоку концу субстрата, генерирующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления ободковая обертка имеет расположенную выше по потоку кромку, проходящую вокруг субстрата, генерирующего аэрозоль, и расположенную ниже по потоку кромку, проходящую вокруг расположенного ниже по потоку конца мундштука. Предпочтительно расстояние между расположенным выше по потоку концом субстрата, генерирующего аэрозоль, и расположенной выше по потоку кромкой ободковой обертки составляет менее чем приблизительно 40 миллиметров, предпочтительно - менее чем приблизительно 30 миллиметров. Как описано выше, настоящее изобретение может уменьшать общий эффект «угла складывания в стопку», создаваемый в стопке изделий, генерирующих аэрозоль, каждое из которых содержит ступенчатое изменение в своем наружном диаметре, создаваемом ободковой оберткой, и уменьшение эффекта «угла складывания в стопку», предусмотренное настоящим изобретением, является особенно существенным для изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих относительно короткую длину.
Как применяются в данном документе, термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» при применении для описания относительных положений элементов или частей элементов изделия, генерирующего аэрозоль, относятся к направлению, в котором пользователь осуществляет затяжку из изделия, генерирующего аэрозоль, во время его использования. То есть пользователь осуществляет затяжку на расположенном ниже по потоку конце изделия, генерирующего аэрозоль, так что воздух входит в расположенный выше по потоку конец изделия, генерирующего аэрозоль, и перемещается вниз по потоку к расположенному ниже по потоку концу.
Как результат уменьшения эффекта угла складывания в стопку, предусмотренного настоящим изобретением, способ согласно настоящему изобретению может охватывать изделия, генерирующие аэрозоль, каждое из которых содержит ободковую обертку, имеющую толщину от приблизительно 0,04 миллиметров до приблизительно 0,06 миллиметров. При обертывании вокруг наружной части мундштука и субстрата, генерирующего аэрозоль, с образованием изделия, генерирующего аэрозоль, перекрытие на шве в ободковой обертке приводит к повышению ступенчатого изменения в наружном диаметре изделия, генерирующего аэрозоль, двойной толщины ободковой обертки. Следовательно, в тех вариантах осуществления, в которых ободковая обертка имеет толщину от приблизительно 0,04 миллиметров до приблизительно 0,06 миллиметров, наружный диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, имеет максимальное ступенчатое изменение на расположенной выше по потоку кромке ободковой обертки от приблизительно 0,08 миллиметров до приблизительно 0,12 миллиметров. При расчете угла складывания в стопку всей стопки изделий, генерирующих аэрозоль, следует учитывать верхнее и нижнее ступенчатые изменения, так что угол складывания в стопку в 2-3 раза больше (в зависимости от ориентации шва) толщины одной ободковой бумаги.
Уменьшение эффекта угла складывания в стопку также позволяет настоящему изобретению охватывать изделия, генерирующие аэрозоль, содержащие субстрат, генерирующий аэрозоль, высокой плотности, который смещает центр массы каждого изделия, генерирующего аэрозоль, дополнительно от ободковой обертки и по направлению к субстрату, генерирующему аэрозоль, в сравнении с традиционной сигаретой с фильтром. Следовательно, в тех вариантах осуществления, в которых множество стержнеобразных потребительских товаров содержат множество изделий, генерирующих аэрозоль, расстояние между центром массы каждого изделия, генерирующего аэрозоль, и средней точкой вдоль длины каждого изделия, генерирующего аэрозоль, предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 5 процентов от общей длины изделия, генерирующего аэрозоль, до приблизительно 20 процентов от общей длины изделия, генерирующего аэрозоль, более предпочтительно - от приблизительно 7 процентов от общей длины изделия, генерирующего аэрозоль, до приблизительно 15 процентов от общей длины изделия, генерирующего аэрозоль, наиболее предпочтительно - от приблизительно 10 процентов от общей длины изделия, генерирующего аэрозоль, до приблизительно 15 процентов от общей длины изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно субстрат, генерирующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, генерирующий аэрозоль. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты.
Предпочтительно субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит никотин. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит табак. Например, материал, генерирующий аэрозоль, может представлять собой лист гомогенизированного табака.
Альтернативно или дополнительно субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать материал, генерирующий аэрозоль, не содержащий табак. Например, материал, генерирующий аэрозоль, может представлять собой лист, содержащий соль никотина и вещество для образования аэрозоля.
Если субстрат, генерирующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, то твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать, например, одно или несколько из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или несколько из следующего: травяной лист, табачный лист, фрагменты табачной жилки, взорванный табак и гомогенизированный табак.
Необязательно твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, которые высвобождаются при нагревании твердого субстрата, генерирующего аэрозоль. Твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может также содержать одну или несколько капсул, которые, например, включают дополнительные табачные летучие ароматические соединения или нетабачные летучие ароматические соединения. Такие капсулы могут таять во время нагревания твердого субстрата, генерирующего аэрозоль.
Необязательно твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть предоставлен на теплоустойчивом носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубок, полосок или листов. Твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в форме, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или в качестве альтернативы может быть нанесен в виде рисунка с целью обеспечения неоднородной доставки ароматического вещества во время использования.
Как применяется в данном документе, термин «гомогенизированный табачный материал» обозначает материал, образованный путем агломерации дисперсного табака.
Как применяется в данном документе, термин «лист» обозначает слоистый элемент, имеющий ширину и длину, существенно превышающие его толщину.
Как применяется в данном документе, термин «собранный» применяют для описания листа, который свернут, согнут или иным образом сжат или сужен в направлении, по существу поперечном продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль.
В предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит собранный текстурированный лист гомогенизированного табачного материала.
Как применяется в данном документе, термин «текстурированный лист» обозначает лист, который был гофрирован, выполнен конгревным тиснением, выполнен блинтовым тиснением, перфорирован или иным образом деформирован. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать собранный текстурированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий множество разнесенных выемок, выступов, перфорационных отверстий или их сочетание.
В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала.
Использование текстурированного листа гомогенизированного табачного материала обеспечивает преимущество, состоящее в возможности облегчения собирания листа гомогенизированного табачного материала для формирования субстрата, генерирующего аэрозоль.
Как применяется в данном документе, термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров. Предпочтительно, когда изделие, генерирующее аэрозоль, было собрано, по существу параллельные складки или гофры проходят вдоль или параллельно продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль. Это преимущественно упрощает сбор гофрированного листа гомогенизированного табачного материала для образования субстрата, генерирующего аэрозоль. Тем не менее, следует понимать, что гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для включения в изделие, генерирующее аэрозоль, могут в качестве альтернативы или в дополнение иметь множество по существу параллельных складок или гофров, которые расположены под острым или тупым углом к продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, было собрано.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, может иметь форму штранга, содержащего материал, генерирующий аэрозоль, окруженный бумагой или другой оберткой. Если субстрат, генерирующий аэрозоль, имеет форму штранга, то весь этот штранг, включая любую обертку, считают субстратом, генерирующим аэрозоль.
В предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит штранг, содержащий собранный лист гомогенизированного табачного материала, или другой материал, генерирующий аэрозоль, окруженный оберткой.
Как применяется в данном документе, термин «вещество для образования аэрозоля» применяют для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании образуют или упрощают образование аэрозоля и которые при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль, по существу обладают стойкостью к термической деградации.
Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения, одноатомные спирты, такие как ментол; многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.
Предпочтительные вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать одно вещество для образования аэрозоля. В качестве альтернативы субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать сочетание двух или более веществ для образования аэрозоля.
Предпочтительно субстрат, генерирующий аэрозоль, характеризуется содержанием вещества для образования аэрозоля более чем 5% на основании сухого веса.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, может характеризоваться содержанием вещества для образования аэрозоля от приблизительно 5% до приблизительно 30% на основании сухого веса.
В предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, характеризуется содержанием вещества для образования аэрозоля приблизительно 20% на основании сухого веса.
Субстраты, генерирующие аэрозоль, содержащие собранные листы гомогенизированного табака, для применения в изделиях, генерирующих аэрозоль, могут быть изготовлены известными способами, известными в данной области техники, например, способами, раскрытыми в WO 2012/164009 A2.
Предпочтительно субстрат, генерирующий аэрозоль, имеет наружный диаметр по меньшей мере 5 миллиметров. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, имеет наружный диаметр 7,2 миллиметра плюс или минус 10 процентов.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров, например, от приблизительно 8 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном из вариантов осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, имеет длину приблизительно 12 миллиметров.
Предпочтительно субстрат, генерирующий аэрозоль, является по существу цилиндрическим.
Опорный элемент может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно субстрата, генерирующего аэрозоль, и может упираться в субстрат, генерирующий аэрозоль.
Опорный элемент может быть выполнен из любого подходящего материала или сочетания материалов. Например, опорный элемент может быть выполнен из одного или нескольких материалов, выбранных из группы, состоящей из: ацетилцеллюлозы; картона; гофрированной бумаги, такой как гофрированная теплостойкая бумага или гофрированная пергаментная бумага; и полимерных материалов, таких как полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент выполнен из ацетилцеллюлозы.
Опорный элемент может содержать полый трубчатый элемент. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент содержит полую ацетилцеллюлозную трубку.
Опорный элемент предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру субстрата, генерирующего аэрозоль.
Опорный элемент может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент имеет наружный диаметр 7,2 миллиметра плюс или минус 10 процентов.
Опорный элемент может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент имеет длину приблизительно 8 миллиметров.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен ниже по потоку относительно субстрата, генерирующего аэрозоль, например, элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно опорного элемента и может упираться в опорный элемент.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен между опорным элементом и мундштуком, находящимся на крайнем расположенном ниже по потоку конце изделия, генерирующего аэрозоль.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может иметь общую площадь поверхности от приблизительно 300 квадратных миллиметров на миллиметр длины до приблизительно 1000 квадратных миллиметров на миллиметр длины. В предпочтительном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, имеет общую площадь поверхности приблизительно 500 квадратных миллиметров на миллиметр длины.
Альтернативно элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть назван теплообменником.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, предпочтительно имеет низкое сопротивление втягиванию. То есть элемент, охлаждающий аэрозоль, предпочтительно оказывает малое сопротивление прохождению воздуха через изделие, генерирующее аэрозоль. Предпочтительно элемент, охлаждающий аэрозоль, по существу не влияет на сопротивление втягиванию изделия, генерирующего аэрозоль.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать множество каналов, проходящих в продольном направлении. Множество каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть образованы листовым материалом, который был обработан одним или несколькими способами, выбранными из гофрирования, складывания складками, собирания и изгибания для образования каналов. Множество каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть образованы одним листом, который был обработан одним или несколькими способами, выбранными из гофрирования, складывания складками, собирания и изгибания для образования множества каналов. В качестве альтернативы множество каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть образованы несколькими листами, которые были обработаны одним или несколькими способами, выбранными из гофрирования, складывания складками, собирания и изгибания для образования множества каналов.
В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранного из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала, по существу непористой бумаги или картона и их сочетаний. В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранного из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТФ), полимолочной кислоты (ПМК), ацетилцеллюлозы (АЦ), алюминиевой фольги и их сочетаний.

В предпочтительном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит собранный лист из биоразлагаемого материала. Например, собранный лист из непористой бумаги или собранный лист из биоразлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота или марка Mater-Bi(имеющееся на рынке семейство сополиэфиров на основе крахмала).
В особенно предпочтительном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит собранный лист из полимолочной кислоты.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть выполнен из собранного листа материала, имеющего удельную площадь поверхности от приблизительно 10 квадратных миллиметров на миллиграмм до приблизительно 100 квадратных миллиметров на миллиграмм веса. В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть выполнен из собранного листа материала, имеющего удельную площадь поверхности приблизительно 35 квадратных миллиметров на миллиграмм.
Мундштук может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно элемента, охлаждающего аэрозоль, и может упираться в элемент, охлаждающий аэрозоль. Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может быть выполнен из одного или нескольких подходящих фильтрующих материалов. Многие такие фильтрующие материалы известны из уровня техники. В одном варианте осуществления мундштук может содержать фильтр, выполненный из ацетилцеллюлозного волокна.
Мундштук предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру субстрата, генерирующего аэрозоль.
Мундштук может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления мундштук имеет наружный диаметр 7,2 миллиметра плюс или минус 10 процентов.
Мундштук может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления мундштук имеет длину приблизительно 14 миллиметров.
Мундштук может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 14 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления мундштук имеет длину приблизительно 7 миллиметров.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, и любые другие элементы, расположенные выше по потоку относительно мундштука, такие как опорный элемент и элемент, охлаждающий аэрозоль, окружены наружной оберткой. Наружная обертка может быть выполнена из любого подходящего материала или сочетания материалов. Предпочтительно наружная обертка представляет собой сигаретную бумагу.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 40 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров, например, приблизительно 45 миллиметров.
Настоящее изобретение также предусматривает загрузочное устройство, применимое для подачи стержнеобразных потребительских товаров в устройство для упаковки в соответствии со способом согласно первому аспекту настоящего изобретения, согласно любому из вариантов осуществления, описанных выше.
Следовательно, согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрено загрузочное устройство для подачи стержнеобразных потребительских товаров в устройство для упаковки, причем загрузочное устройство содержит канал складывания в стопку, имеющий расположенный выше по потоку конец и расположенный ниже по потоку конец, причем канал складывания в стопку выполнен с возможностью приема множества стержнеобразных потребительских товаров на расположенном выше по потоку конце. Расположенный выше по потоку конец находится в вертикальном направлении выше, чем расположенный ниже по потоку конец, и по меньшей мере часть канала складывания в стопку проходит под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления. Загрузочное устройство дополнительно содержит бункер, размещенный на расположенном ниже по потоку конце канала складывания в стопку, для приема множества стержнеобразных потребительских товаров из канала складывания в стопку, причем бункер выполнен с возможностью распределения множества стержнеобразных потребительских товаров в устройство для упаковки.
Как рассмотрено выше, диапазон от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов для угла по меньшей мере части канала складывания в стопку относительно вертикального направления предусматривает баланс между углами, которые являются достаточно малыми для обеспечения существенного уменьшения сжимающих гравитационных сил, действующих вдоль канала складывания в стопку, и углами, которые являются достаточно большими, так что компонент силы тяжести, действующий вдоль канала складывания в стопку, является достаточным для облегчения перемещения потребительских товаров вдоль канала складывания в стопку и в бункер, а также сведения к минимуму общей площади, или «площади основания», занимаемой каналом складывания в стопку. Предпочтительно, по меньшей мере часть канала складывания в стопку проходит под углом от приблизительно 35 градусов до приблизительно 55 градусов относительно вертикального направления, более предпочтительно - от приблизительно 40 градусов до приблизительно 50 градусов относительно вертикального направления, наиболее предпочтительно - приблизительно 45 градусов относительно вертикального направления.
Канал складывания в стопку может быть по существу линейным по всей длине между его расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами. То есть канал складывания в стопку может содержать один линейный сегмент, проходящий между его расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами.
В качестве альтернативы канал складывания в стопку может содержать множество линейных сегментов, при этом каждый линейный сегмент проходит под разным углом относительно вертикального направления. В таких вариантах осуществления все линейные сегменты могут проходить под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления, предпочтительно - от приблизительно 35 градусов до приблизительно 55 градусов относительно вертикального направления, более предпочтительно - от приблизительно 40 градусов до приблизительно 50 градусов относительно вертикального направления, наиболее предпочтительно - приблизительно 45 градусов относительно вертикального направления.
В качестве альтернативы только некоторые из линейных сегментов могут проходить под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления, предпочтительно - от приблизительно 35 градусов до приблизительно 55 градусов относительно вертикального направления, более предпочтительно - от приблизительно 40 градусов до приблизительно 50 градусов относительно вертикального направления, наиболее предпочтительно - приблизительно 45 градусов относительно вертикального направления. Например, канал складывания в стопку может содержать расположенный выше по потоку сегмент, проходящий под углом менее чем приблизительно 25 градусов относительно вертикального направления, промежуточный сегмент, проходящий под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов, и расположенный ниже по потоку сегмент, проходящий под углом более чем приблизительно 75 градусов.
В качестве дополнительной альтернативы по меньшей мере часть канала складывания в стопку может быть изогнута. В некоторых вариантах осуществления канал складывания в стопку может быть изогнут вдоль по существу всей своей длины. В таких вариантах осуществления угол канала складывания в стопку относительно вертикального направления будет изменяться вдоль длины канала складывания в стопку. Предпочтительно угол канала складывания в стопку относительно вертикального направления увеличивается в направлении вниз по потоку.
В тех вариантах осуществления, в которых канал складывания в стопку является изогнутым, угол канала складывания в стопку может находиться в диапазоне от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов в каждой точке по всей длине канала складывания в стопку. В качестве альтернативы только часть канала складывания в стопку может проходить под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления. Например, расположенный выше по потоку конец канала складывания в стопку может проходить под углом менее чем приблизительно 25 градусов относительно вертикального направления. В некоторых вариантах осуществления расположенный выше по потоку конец канала складывания в стопку может быть по существу вертикальным. Дополнительно или альтернативно расположенный ниже по потоку конец канала складывания в стопку может проходить под углом более чем приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления. В любом из данных вариантов осуществления по меньшей мере центральная часть канала складывания в стопку проходит под углом от приблизительно 25 градусов до приблизительно 75 градусов относительно вертикального направления.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, загрузочное устройство может дополнительно содержать по меньшей мере один конвейер, проходящий вдоль по меньшей мере части канала складывания в стопку между расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами, причем по меньшей мере один конвейер выполнен с возможностью облегчения перемещения множества стержнеобразных потребительских товаров вдоль по меньшей мере части канала складывания в стопку в направлении вниз по потоку. Например, загрузочное устройство может содержать по меньшей мере один конвейер, проходящий вдоль нижней стороны канала складывания в стопку вдоль по существу всей длины канала складывания в стопку. Дополнительно или альтернативно загрузочное устройство может содержать по меньшей мере один конвейер, проходящий вдоль верхней стороны канала складывания в стопку вдоль по существу всей длины канала складывания в стопку.
В качестве альтернативы загрузочное устройство может содержать один или несколько конвейеров, предусмотренных вдоль только части канала складывания в стопку. Например, в тех вариантах осуществления, в которых угол между каналом складывания в стопку и вертикальным направлением больше на расположенном ниже по потоку конце канала складывания в стопку, загрузочное устройство может содержать один или несколько конвейеров, проходящих вдоль только расположенной ниже по потоку части канала складывания в стопку. Один или несколько конвейеров могут проходить вдоль нижней стороны канала складывания в стопку, вдоль верхней стороны канала складывания в стопку или как вдоль нижней, так и верхней сторон канала складывания в стопку.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, в которых загрузочное устройство содержит по меньшей мере один конвейер, по меньшей мере один конвейер может содержать по меньшей мере одно из ленты с механическим приводом, такой как зубчатая лента, или направленного потока воздуха.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, загрузочное устройство может дополнительно содержать средства для встряхивания множества стержнеобразных потребительских товаров при их перемещении вдоль канала складывания в стопку. Например, загрузочное устройство может содержать механическое средство для воздействия вибрацией на множество стержнеобразных потребительских товаров или иного их встряхивания. В таких вариантах осуществления, содержащих один или несколько конвейеров, по меньшей мере один из конвейеров может быть выполнен с возможностью вибрирования. Дополнительно или альтернативно загрузочное устройство может содержать поток воздуха или множество потоков воздуха, которые могут создавать воздушную подушку в массовом потоке потребительских товаров. Такая воздушная подушка может уменьшать трение между потребительскими товарами и облегчать плавный поток продуктов. Один или множество потоков воздуха могут быть направлены против потока потребительских товаров, так что поток воздуха направлен в направлении вверх по потоку.
В любом из вариантов осуществления, описанных выше, канал складывания в стопку может иметь длину от приблизительно 30 сантиметров до приблизительно 300 сантиметров между расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами, предпочтительно - от приблизительно 50 сантиметров до приблизительно 300 сантиметров, более предпочтительно - от приблизительно 100 сантиметров до приблизительно 300 сантиметров. Применение канала складывания в стопку, имеющего длину в одном из данных диапазонов, обеспечивает эффективное функционирование канала складывания в стопку в качестве буфера между процессом изготовления, проходящим выше по потоку, и процессом упаковки, проходящим ниже по потоку относительно бункера.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано, лишь в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:
фиг. 1 представляет собой изображение загрузочного устройства предыдущего уровня техники для подачи изделий, генерирующих аэрозоль, в устройство для упаковки;
фиг. 2 представляет собой вид сбоку нескольких изделий, генерирующих аэрозоль, в канале складывания в стопку загрузочного устройства, представленного на фиг. 1;
фиг. 3 представляет собой изображение загрузочного устройства для подачи изделий, генерирующих аэрозоль, в устройство для упаковки, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг. 4 представляет собой увеличенный вид части канала складывания в стопку загрузочного устройства, представленного на фиг. 3.
На фиг. 1 представлено загрузочное устройство 10 предыдущего уровня техники для подачи множества изделий, генерирующих аэрозоль, таких как курительные изделия, из процесса изготовления, проходящего выше по потоку, в устройство для упаковки, расположенное ниже по потоку. Загрузочное устройство 10 содержит канал 12 складывания в стопку, содержащий расположенный выше по потоку конец 14, в который происходит непрерывная подача изделий 16, генерирующих аэрозоль, из процесса изготовления, проходящего выше по потоку. Изделия 16, генерирующие аэрозоль, падают вниз через канал 12 складывания в стопку под воздействием силы тяжести и выходят через расположенный ниже по потоку конец 18 канала 12 складывания в стопку в бункер 20. В основании бункера 20 изделия 16, генерирующие аэрозоль, падают через отдельные каналы 22 подачи, из которых их подают в расположенное ниже по потоку устройство для упаковки (не показано).
Как представлено на фиг. 1, максимальная высота стопки изделий 16, генерирующих аэрозоль, в канале 12 складывания в стопку является такой же, как и длина 24 вертикального канала 12 складывания в стопку между его расположенными выше по потоку и ниже по потоку концами 14, 18. Следовательно, в примере, представленном на фиг. 1, максимальная высота стопки изделий 16, генерирующих аэрозоль, в канале 12 складывания в стопку равна приблизительно двадцати двум изделиям, генерирующим аэрозоль. Однако, вследствие ступенчатого изменения в наружном диаметре каждого изделия 16, генерирующего аэрозоль, в результате толщины ободковой обертки, стопка данной высоты может приводить в результате к существенному «углу складывания в стопку» на верхней части стопки, что может вызвать заторы в канале 12 складывания в стопку.
На фиг. 2 представлен вид сбоку части стопки изделий 16, генерирующих аэрозоль, в канале 12 складывания в стопку загрузочного устройства 10, представленного на фиг. 1. Каждое изделие 16, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат 30, генерирующий аэрозоль, прикрепленный к мундштуку 32 с помощью ободковой обертки 34. Толщина ободковой обертки 34 была преувеличена для более ясной иллюстрации ступенчатого изменения в наружном диаметре каждого изделия 16, генерирующего аэрозоль, на расположенной выше по потоку кромке 36 ободковой обертки 34. Из-за центра массы 38 каждого изделия 16, генерирующего аэрозоль, располагаемого выше по потоку относительно ободковой обертки 34, каждое изделие 16, генерирующее аэрозоль, лежит под углом относительно нижележащего изделия 16, генерирующего аэрозоль, на котором оно находится. Хотя каждый отдельный угол является относительно малым, как представлено на фиг. 2, углы между следующими друг за другом парами изделий 16, генерирующих аэрозоль, создают такой суммарный эффект, что в верхней части стопки образуется существенный угол 40 складывания в стопку относительно горизонтального направления 42. По всей высоте целой стопки в вертикальном канале складывания в стопку угол 40 складывания в стопку может быть достаточно большим, чтобы создавать наклон в вертикальной ориентации изделий 16, генерирующих аэрозоль, в верхней части стопки, который может вызывать заторы в загрузочном устройстве 10, в частности в нижней части бункера 20, где изделия 16, генерирующие аэрозоль, достигают отдельных каналов 22 подачи.
На фиг. 3 представлено загрузочное устройство 100 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Некоторые из компонентов загрузочного устройства 100 являются по существу такими же, как и соответствующие компоненты загрузочного устройства 10, представленного на фиг. 1, и подобные номера ссылок использованы для обозначения подобных частей.
Загрузочное устройство 100 содержит канал 112 складывания в стопку, содержащий расположенный выше по потоку конец 14, в который происходит непрерывная подача изделий 16, генерирующих аэрозоль, из процесса изготовления, проходящего выше по потоку. Изделия 16, генерирующие аэрозоль, падают вдоль канала 112 складывания в стопку под воздействием силы тяжести и выходят через расположенный ниже по потоку конец 18 канала 112 складывания в стопку в бункер 20. В основании бункера 20 изделия 16, генерирующие аэрозоль, падают через отдельные каналы 22 подачи, из которых их подают в расположенное ниже по потоку устройство для упаковки (не показано).
Как представлено на фиг. 3, канал 112 складывания в стопку проходит под углом 113 приблизительно сорок пять градусов относительно вертикального направления 115. Путем применения наклоненного канала 112 складывания в стопку загрузочное устройство 100 согласно настоящему изобретению уменьшает сжимающие гравитационные силы, действующую вдоль стопки изделий 16, генерирующих аэрозоль, в направлении вниз по потоку канала 112 складывания в стопку.
Более того, как более ясно представлено на фиг. 4, на которой представлен увеличенный вид части канала 112 складывания в стопку, применение наклоненного канала 112 складыванию в стопку также уменьшает эффективную вертикальную высоту 117 стопки изделий 16, генерирующих аэрозоль. В частности, хотя длина и ширина канала 112 складывания в стопку являются по существу такими же, что длина и ширина вертикального канала 12 складывания в стопку, представленного на фиг. 1, максимальная эффективная вертикальная высота 117 стопки изделий 16, генерирующих аэрозоль, в канале 112 складывания в стопку составляет только приблизительно от трех до четырех изделий, генерирующих аэрозоль. Следовательно, поскольку эффект «угла складывания в стопку» возникает в стопках изделий 16, генерирующих аэрозоль, в вертикальном направлении, максимальный угол складывания в стопку в канале 112 складывания в стопку является существенно меньше максимального угла складывания в стопку в вертикальном канале 12 складывания в стопку, представленном на фиг. 1. Следовательно, путем применения наклоненного канала 112 складывания в стопку загрузочное устройство 100 согласно настоящему изобретению предусматривает существенное уменьшение максимального угла складывания в стопку и может, следовательно, существенно уменьшать риск заторов, вызываемых неправильно ориентированными изделиями, генерирующими аэрозоль.