JP7657005B2 - 充填要素、充填要素の製造装置、及び充填要素の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、充填要素、充填要素の製造装置、及び充填要素の製造方法に関する。

特許文献１には、シガレットに用いるフィルタ要素の製造方法が開示されている。このフィルタ要素は、フィルタ材料として濾過機能を有する２枚以上のシートを一定幅にずらして重ね合わせ、重ね合わせた各シートをＳ字形状、或いはＺ字形状に折り曲げた後に絞って円柱状に巻き上げることにより形成される。

特公昭４４－３７２７号公報

フィルタ要素は、特許文献１に記載の燃焼加熱型のシガレットを含む香味吸引物品の他、非燃焼加熱型の香味吸引物品に用いることができる。フィルタ要素に充填されるフィルタ材料の充填密度は、ユーザが香味吸引物品を吸引する際の通気抵抗、ひいてはユーザが得られる喫味に大きく影響する。フィルタ要素の充填密度が低下すると、フィルタ要素に隙間や空洞が生じ、香味吸引物品の喫味及び外観が大きく損なわれる。すなわち、フィルタ要素の充填密度は、香味吸引物品の品質を確保するうえでの重要なファクターとなる。

特許文献１に記載の製造方法においては、香味吸引物品及びそれに用いるフィルタ要素の仕様を変更する際、フィルタ要素の充填密度を調整するために、シートを複数枚用意して、各シートの枚数を変更したり、重ねた各シートのずらし幅を調整したり、或いは、シート自体の仕様を変更したりしなければならならない。

このように、従来においては、シートを充填して形成されるフィルタ要素、換言すると、香味吸引物品に用いる充填要素の充填密度を管理するためのパラメータが多種多様となるため、要求仕様に応じて充填要素の充填密度を容易に且つ高精度に制御するのは困難である。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、充填密度を容易に且つ高精度に制御することができる充填要素、充填要素の製造装置、及び充填要素の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、一態様に係る充填要素は、香味吸引物品に用いる充填要素であって、不織布からなる１枚のシートをその長手方向と交差する幅方向に折り込んで、充填要素の直径以下に縮径させた折り込み部と、折り込み部にラッピングされる巻紙とを備え、シートは、幅方向における少なくとも一部を押圧する押圧処理が施されてなり、幅方向においてシートが押圧される幅の合計をシートの総押圧幅と規定したとき、幅方向におけるシートのシート幅に対する総押圧幅の割合は所定割合となる。

一態様に係る充填要素の製造装置は、香味吸引物品に用いる充填要素の製造装置であって、不織布からなる１枚のシートを搬送経路にて搬送しながら処理するシート処理セクションと、搬送経路におけるシートの搬送過程にて、シート処理セクションにて処理されたシートをその長手方向と交差する幅方向に折り込んで、充填要素の直径以下に縮径させた折り込みロッドを形成する折り込みセクションと、折り込みセクションにて形成された折り込みロッドを巻紙でラッピングして充填ロッドを形成するラッピングセクションと、ラッピングセクションにて形成された充填ロッドを充填要素に切断する切断セクションとを備え、シート処理セクションは、それぞれ対をなすローラから構成されるとともに、各一対のローラにより搬送経路においてシートを挟んで搬送する複数のローラセットを備え、各ローラセットを構成する一対のローラの少なくとも一方のローラには、ローラの外周面の全周に亘って突出した凸条がそれぞれ形成され、凸条は、シートの幅方向における少なくとも一部を押圧する押圧処理を施し、幅方向において凸条によりシートが押圧される押圧領域の幅の合計をシートの総押圧幅と規定したとき、幅方向におけるシートのシート幅に対する総押圧幅の割合は所定割合に調整される。

一態様に係る充填要素の製造方法は、香味吸引物品に用いる充填要素の製造方法であって、不織布からなる１枚のシートを搬送しながら処理するシート処理ステップと、シートの搬送過程にて、シート処理ステップにて処理されたシートをその長手方向と交差する幅方向に折り込んで、充填要素の直径以下に縮径させた折り込みロッドを形成する折り込みステップと、折り込みステップにて形成された折り込みロッドを巻紙でラッピングして充填ロッドを形成するラッピングステップと、ラッピングステップで形成された充填ロッドを充填要素に切断する切断ステップとを含み、シート処理ステップでは、シートの搬送過程にて、シートの幅方向における少なくとも一部を押圧する押圧プロセスが行われ、押圧プロセスでは、シートが押圧される押圧領域の幅の合計をシートの総押圧幅と規定したとき、幅方向におけるシートのシート幅に対する総押圧幅の割合は所定割合に調整される。

充填要素の充填密度を容易に且つ高精度に制御することができる。

非燃焼加熱型の香味吸引物品の横断面図である。 変形例に係る非燃焼加熱型の香味吸引物品の横断面図である。 燃焼加熱型の香味吸引物品の横断面図である。 変形例に係る燃焼加熱型の香味吸引物品の横断面図である。 別の変形例に係る燃焼加熱型の香味吸引物品の横断面図である。 充填要素の端面を示す図である。 処理前のシートの斜視図である。 延伸処理を施したシートの斜視図である。 押圧処理を施したシートの斜視図である。 図９のシートの端面の一部拡大図である。 折り込み部の斜視図である。 図１１の状態から縮径されて形成された充填要素の斜視図である。 添加物が配置された折り込み部の斜視図である。 図１３の状態から縮径されて形成された充填要素の斜視図である。 カプセルが配置された折り込み部の斜視図である。 図１５の状態から縮径されて形成された充填要素の斜視図である。 充填要素の製造装置の概略図である。 充填要素の製造方法を説明するフローチャートである。 シートを挟んだ第１ローラセットの斜視図である。 図１９のローラの横断面の一部拡大図である。 第１ローラセットの横断面図である。 第２ローラセットの横断面図である。 第３ローラセットの横断面図である。 図２１から図２３の各ローラセットを通過したシートの端面を示す図である。 予備折り込みガイドの正面図である。 トランスポートジェットの横断面図である。 トランスポートジェットの端面を示す図である。 トランペットガイドの横断面図である。 トランペットガイドの端面を示す図である。 トングの横断面図である。

＜香味吸引物品＞
図１は、非燃焼加熱型の香味吸引物品１（以下、物品ともいう）の横断面図を示す。物品１は、図１で見て左側（物品１の先端側）から順に、香味要素２、管状要素４、及び充填要素６から構成されている。香味要素２は、香味原料８を充填することにより形成されている。

香味要素２を加熱するために使用するデバイス（香味吸引器）は、例えばニードル形状のヒータ１０を備えている。図１にはデバイスのヒータ１０のみが示される。デバイスに物品１をセットし、香味要素２にヒータ１０を差し込んで加熱する。これにより、香味原料８の香味成分が揮散する。

なお、香味要素２に充填された香味原料８内に、金属板や金属粒等の導電性部材を混在させても良い。この導電性部材は、デバイスが磁場を発生することにより誘導電流によって加熱され、加熱された導電性部材が香味要素２を加熱することにより、香味原料８の香味成分が揮散する。

香味原料８は、例えば、刻みたばこ、たばこシートを細断した物、或いは、たばこシートをギャザー状に折り畳んだ物である。香味原料８は、たばこを含まないパルプから形成されたシートに香料を添加した物、非たばこ植物から形成されたシートを細断した物、或いは、これらのシートをギャザー状に折り畳んだ物であっても良い。香味原料８の周面は巻紙１２で巻き上げられている。

管状要素４は、物品１において気流経路を形成し、例えば円筒状の紙管１４から形成されている。紙管１４は、一重又は二重のペーパウエブから形成される。充填要素６は、充填材料１６を充填した濾過体である。充填材料１６は、不織布からなる１枚のシート３４を折り込んで形成される。充填要素６の周面は巻紙１８で巻き上げられる。

各要素２、４、６を軸線方向Ｘに同軸に並べて突き合せて配置して連続体を形成する。各要素２、４、６は、連続体の周面にチップペーパ２０を巻き付けることにより互いに接続される。管状要素４及びチップペーパ２０には、物品１の吸引時に物品１内に空気を取り込むための通気孔２２が形成される。通気孔２２を介して外部から物品１内に取り込まれた空気により、香味要素２の香味成分や後述する添加剤の揮発成分が冷却され、これらの成分のエアロゾル化が促進される。

図２は、変形例に係る非燃焼加熱型の物品１の横断面図を示す。この物品１は、図１と同様の位置に充填要素６を備え、さらに香味要素２の管状要素４とは反対側の隣接位置、すなわち物品１の先端に充填要素６を備える。先端の充填要素６は、巻紙２４により香味要素２に接続される。ヒータ１０は、先端の充填要素６を貫通して香味要素２に差し込まれる。

この際、先端の充填要素６は、香味要素２から香味原料８がヒータ１０の根元に零れ落ちることを抑制する。すなわち、先端の充填要素６は、物品１において、香味要素２に充填された香味原料８がヒータ１０側に零れ落ちないように支持する支持セグメントとして機能する。これにより、零れ落ちた香味原料８によってデバイスのヒータ１０の根元周辺が汚れることが抑制される。

図３は、燃焼加熱型の物品１の横断面図を示す。この物品１は、先端側から順に、香味要素２、及び充填要素６から構成され、香味要素２を着火して加熱することにより香味原料８の香味成分が揮発する。図４は、変形例に係る燃焼加熱型の物品１の横断面図を示す。この物品１は、先端側から順に、香味要素２、フィルタ要素２６、及び充填要素６から構成されている。フィルタ要素２６は、充填要素６の充填材料１６とは異なるフィルタ材料２８、例えばアセテートトウに巻紙３０を巻き付けて形成される。フィルタ要素２６は、充填要素６と巻紙３２により接続されている。

図５は、別の変形例に係る燃焼加熱型の物品１の横断面図を示す。この物品１は、先端側から順に、香味要素２、充填要素６、及びフィルタ要素２６から構成され、図４の物品１のフィルタ要素２６と充填要素６との配置を変えたパターンであり、その他の構成は図４の物品１と同様である。

＜充填要素＞
図６は、充填要素６の端面を示す。充填要素６の充填材料１６は１枚のシート３４であり、シート３４の主原料は、水溶性バインダーで植物パルプ同士を接着した乾式の不織布である。植物パルプは、非たばこ植物である木材パルプを用いることができる。また、シート３４は、不織布に、たばこ植物の粉砕物や、たばこ植物の抽出物を含ませて形成しても良い。

この場合、香味要素２のみならず、充填要素６からも、たばこ植物由来の香味成分を揮散させることができる。すなわち、たばこ粉砕物や、たばこ抽出物を含ませた不織布からなるシート３４を用いた充填要素６は、濾過体となるフィルタ要素の機能のみならず、香味要素２の機能をも有する。

このシート３４を幅方向Ｚに所定回数、例えば３回又は４回程度折り込んで縮径することにより、後述する折り込みロッド９０が形成され、さらに切断を経て折り込み部３６が形成される。幅方向Ｚは、シート３４の長手方向Ｘ（軸線方向Ｘと同一方向）と交差する方向である。

折り込み部３６の周面を巻紙１８で包み込み、巻紙１８の両端を糊付してラッピングすることにより充填要素６が形成される。１枚のシート３４を折り込んで折り込み部３６ひいては充填要素６を形成することにより、充填要素６の充填密度を調整するために、従来のように、シート３４を複数枚用意して、各シート３４の枚数を変更したり、重ねた各シート３４のずらし幅を調整したり、或いは、シート３４自体の仕様を変更したりする必要はない。

従って、従来の場合に比して、充填要素６の充填密度を容易に且つ高精度に制御することができる。さらに、折り込み部３６は、シート３４に以降に説明する処理を施すことにより、充填材料１６としてのシート３４の充填密度がさらなる最適化が可能であり、充填要素６における隙間や空洞の発生をさらに効果的に防止可能である。

図７は、処理前のシート３４の斜視図を示す。シート３４は、織り込まずに絡み合わせた不織布から形成されるため、長手方向Ｘにおいてほぼ不可逆的な延伸性を有するとともに、表裏面に起毛部３８を有する。シート３４は、起毛部３８を含む厚みｔを有する。

＜シートの延伸処理＞
図８は、延伸処理を施したシート３４の斜視図を示す。シート３４は、延伸処理が施されて長手方向Ｘに長くなるとともに、シート３４の厚みｔは、より小さいｔ１に減少する。また、シート３４が長手方向Ｘに長くなり、シート３４の表面積が大きくなることにより、シート３４の表裏面における起毛部３８の密度（起毛密度）が低下する。シート３４の延伸度合を調整することにより、シート３４の全体における厚み及び起毛密度を制御することができる。従って、１種類且つ１枚のシート３４を用いて、複数種類の充填密度を有する折り込み部３６、ひいては充填要素６を形成可能である。

＜シートの押圧処理＞
図９は、押圧処理を施したシート３４の斜視図を示す。図１０は、図９のシート３４の端面の一部拡大図を示す。シート３４は、幅方向Ｚにおける少なくとも一部を押圧する押圧処理が施される。押圧形態の一例である図６に示すシート３４は、図７に示すように、幅方向Ｚにおいて幅Ｄ１を有する多数の押圧領域Ａ１と、幅方向Ｚにおいて幅Ｄ２を有する多数の非押圧領域Ａ２とが長手方向Ｘに亘って形成されている。

非押圧領域Ａ２は、シート３４における押圧領域Ａ１以外の領域であり、不完全に押圧された傾斜面と、全く押圧されていない平坦面とを含む。幅方向Ｚにおいてシート３４が押圧される押圧領域Ｓ１の幅Ｄ１の合計をシート３４の総押圧幅Ｄｔ１と規定したとき、幅方向Ｚにおけるシート３４の幅、すなわちシート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合は所定割合となる。この所定割合は５０％以下に設定される。

シート３４の押圧領域Ａ１は、押圧によって厚みｔ１がより小さいｔ２に減少する。また、起毛部３８が押し潰されることにより、押圧領域Ａ１のシート３４の表裏面における起毛密度が極端に低下する。一方、シートの非押圧領域Ａ２は、延伸処理を施した後の厚みｔ１及び起毛密度をほぼ維持する。

シート３４の押圧領域Ａ１の形成範囲を調整し、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合を所定割合とすることにより、すなわち、シート３４の押圧度合を調整することにより、シート３４の全体における厚み及び起毛密度を制御することができる。従って、１種類且つ１枚のシート３４を用いて、複数種類の充填密度を有する折り込み部３６、ひいては充填要素６を容易に形成可能である。

図１１は、折り込み部３６の斜視図を示す。図１２は、図１１の状態から縮径されて形成された充填要素６の斜視図を示す。折り込み部３６は、シート３４を折り込んだ結果、折り込み部３６の周方向の一部に、軸線方向Ｘに亘って間口４０が形成される。間口４０が形成された折り込み部３６を縮径した後に巻紙１８でラッピングすることにより、間口４０は塞がれ、図１２に示す充填要素６が形成される。

このように、１枚のシート３４を折り込んで折り込み部３６を形成することにより、従来のように、充填要素６の充填密度を調整するために、シート３４を複数枚用意して、各シート３４の枚数を変更したり、重ねた各シート３４のずらし幅を調整したり、或いは、シート３４自体の仕様を変更したりする必要はない。

従って、充填要素６の充填密度を容易に且つ高精度に制御することができる。また、１枚のシート３４の折り込み回数、折り込み形態、或いは、折り込み部３６の縮径度合を調整することにより、充填要素６の充填密度を最適化することが可能である。従って、充填要素６における隙間や空洞の発生を防止することができるため、物品１の品質を確保することができる。

また、シート３４の延伸処理及び押圧処理を行う場合、充填要素６の充填密度を管理するためのパラメータは、１枚のシート３４に対する延伸度合及び押圧度合の設定のみとなる。このため、充填要素６の充填密度をより一層容易に且つ高精度に制御することができる。また、シート３４の延伸処理及び押圧処理によって、充填要素６の充填密度をさらに最適化することにより、充填要素６における隙間や空洞の発生をさらに効果的に防止することができ、物品１の品質確保の確実性が向上する。

特に、シート３４に押圧処理を施す際には、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の所定割合を５０％以下とする。これにより、シート３４にシート幅Ｄｓの５０％超の起毛部３８を残すことができるため、シート３４の起毛密度の極端な低下が抑制され、充填要素６における隙間や空洞の発生をより一層確実に防止可能である。

＜折り込み部への添加物配置＞
図１３は、添加物４２が配置された折り込み部３６の斜視図を示す。折り込み部３６は、その周方向の一部に、折り込み部３６の軸線方向Ｘに亘って開口する間口４０を有し、間口４０を介して折り込み部３６の内部に添加物４２が配置される。これにより、充填要素６の充填密度を最適化しつつ、充填要素６の適正位置に添加物４２を配置することができる。

さらに、折り込み部３６には、間口４０に連なるとともに折り込み部３６の径方向Ｙの中央に至るまで凹んだ断面Ｕ字形状の凹条４４が形成される。添加物４２は、間口４０を介して凹条４４の軸線方向Ｘに亘って配置される。これにより、折り込み部３６の径方向Ｙの中央に添加物４２を確実に配置することができる。

図１４は、図１３の状態から縮径されて形成された充填要素６の斜視図を示す。折り込み部３６が縮径されて巻紙１８でラッピングされると、間口４０は塞がれる。従って、添加物４２が折り込み部３６からはみ出ることはなく、折り込み部３６の内部に添加物４２を配置した充填要素６を容易に且つ確実に形成可能である。また、折り込み部３６が縮径されると、添加物４２を配置した凹条４４はシート３４で埋められる。

これにより、添加物４２は折り込み部３６の径方向Ｙの中央に確実に位置付けられる。また、添加物４２の成分を充填要素６の径方向Ｙの中央から径方向Ｙに均一に揮散させることができる。従って、充填要素６、ひいては物品１の品質確保の確実性が向上する。添加物４２は、凹条４４に収着される液体からなる添加剤であっても良いし、凹条４４に配置されるスレッドであっても良い。スレッドを配置する場合、スレッドには、液体からなる添加剤が含浸される。

また、添加物４２は、スレッド状、或いは、細長い平板形状の導電性部材であっても良い。たばこ粉砕物や、たばこ抽出物を含ませた不織布からなるシート３４を用いた充填要素６は、香味要素２の機能を有する。導電性部材は、デバイスが磁場を発生することにより誘導電流によって加熱され、加熱された導電性部材が充填要素６を加熱することにより、充填要素６に含まれるたばこ植物由来の香味成分が揮散する。

＜折り込み部へのカプセル配置＞
図１５は、カプセル４６が配置された折り込み部３６の斜視図を示す。カプセル４６は、外殻が易破壊性の材料から形成され、外殻により添加剤が包摂される。折り込み部３６に間口４０が形成されることにより、折り込み部３６の内部に間口４０を介してカプセル４６を所定位置に配置することができる。カプセル４６は、例えば、折り込み部３６の軸線方向Ｘにおける中央位置に配置される。

図１６は、図１５の状態から縮径されて形成された充填要素６の斜視図を示す。折り込み部３６が縮径されて巻紙１８でラッピングされると、間口４０は塞がれる。従って、カプセル４６が折り込み部３６からはみ出ることはなく、折り込み部３６の内部にカプセル４６を配置した充填要素６を容易に且つ確実に形成可能である。また、折り込み部３６が縮径されると、凹条４４はシート３４で埋められ、カプセル４６の周囲にシート３４が密着する。

これにより、カプセル４６は、折り込み部３６の径方向Ｙの中央であって、軸線方向Ｘの所定位置に確実に固定される。また、カプセル４６から放出される添加剤の成分を充填要素６の径方向Ｙの中央から径方向Ｙに均一に揮散させることができる。従って、充填要素６、ひいては物品１の品質を確保することができる。

また、カプセル４６が折り込み部３６の径方向Ｙの中央においてシート３４に密着して固定されることにより、ユーザがカプセル４６を指で潰して添加剤を放出させる際の作業を行い易くなるため、ユーザの利便性が向上する。なお、前述した、凹条４４に収着される添加物４２を構成する添加剤、スレッドに含浸される添加剤、及びカプセル４６に包摂される添加剤は、例えばメントールなどの香味剤であり、さらに活性炭やエアロゾル増量剤などを含んでいても良い。

なお、カプセル４６の代わりに、略球状の導電性部材を用いても良い。この導電性部材は、充填要素６に１つ又は複数個配置される。たばこ粉砕物や、たばこ抽出物を含ませた不織布からなるシート３４を用いた充填要素６は、香味要素２の機能を有する。導電性部材は、デバイスが磁場を発生することにより誘導電流によって加熱され、加熱された導電性部材が充填要素６を加熱することにより、充填要素６に含まれるたばこ植物由来の香味成分が揮散する。

＜充填要素の製造装置及び製造方法＞
図１７は、充填要素６の製造装置５０の概略図を示し、図１８は、充填要素６の製造方法を説明するフローチャートを示す。製造装置５０は、シート供給セクション５２、シート処理セクション５４、折り込みセクション５６、ラッピングセクション５８、及び切断セクション６０などを備えている。

充填要素６の製造が開始されると、シート供給セクション５２は、不織布からなる１枚の連続したシート３４を搬送経路６２に供給する（Ｓ１：シート供給ステップ）。次に、シート処理セクション５４は、シート３４を搬送経路６２にて搬送しながら処理する（Ｓ２：シート処理ステップ）。

シート処理セクション５４は、第１ローラセット６４、第２ローラセット６６、及び第３ローラセット６８と、制御ユニット７０とを備えている。各ローラセット６４、６６、６８は、それぞれ対をなすローラＲａ、Ｒｂから構成されるとともに、各一対のローラＲａ、Ｒｂにより搬送経路６２においてシート３４を挟んで搬送する。

各ローラセット６４、６６、６８を構成する一対のローラＲａ、Ｒｂの少なくとも一方の回転軸は、それぞれ図示しないモータの駆動軸に連結され、各モータにより個別に回転駆動される。各モータは、制御ユニット７０に電気的に接続されている。制御ユニット７０からの信号により、各モータを介して各ローラセット６４、６６、６８の回転速度が制御される。

制御ユニット７０は、各ローラセット６４、６６、６８間の回転速度差を調整することにより、各ローラセット６４、６６、６８間のシート３４の搬送速度差を調整する。これにより、シート処理ステップにおいて、シート３４に図８に示した延伸処理が施される（Ｐ１：延伸プロセス）。

具体的には、搬送経路６２における上流側のローラセット（例えば第１ローラセット６４）の回転速度よりも下流側のローラセット（第２ローラセット６６又は第３ローラセット６８）の回転速度を大きくする。これにより、上流側のローラセットにおけるシート３４の搬送速度よりも下流側のローラセットにおけるシート３４の搬送速度が大きくなり、上流側のローラセットと下流側のローラセットとの間でシート３４が長手方向Ｘに延伸される。

図１９は、シート３４を挟んだ第１ローラセット６４の斜視図を示す。ローラＲａには、ローラＲａの外周面の全周に亘って突出した凸条７２が多数形成されている。各凸条７２によってシート３４に押圧領域Ａ１が形成される。ローラＲａの外周面には、各凸条７２の形成に伴い、溝条７４が多数形成される。各溝条７４によってシート３４に非押圧領域Ａ２が形成される。

シート３４の搬送過程において、各凸条７２がシート３４の表面に喰い込んでシート３４を押圧する、換言するとシート３４をグリップすることにより、シート３４が第１ローラセット６４から第２ローラセット６６に向けて繰り出される。これにより、シート処理ステップにおいて、シート３４に図９に示した押圧処理が施される（Ｐ２：押圧プロセス）。

図２０は、図１９のローラＲａの横断面を一部拡大して示す。凸条７２の突端には、押圧面７６が形成される。押圧面７６は、ローラＲａの幅方向Ｚ（ローラＲａの軸線方向と同一）において幅Ｄ３を有する。溝条７４には底面７８が形成される。溝条７４は、幅方向Ｚにおいて幅Ｄ４を有する。押圧面７６の幅Ｄ３は、図１０に示したシート３４の押圧領域Ａ１の幅Ｄ１と等しい。また、ローラＲａの溝条７４の幅Ｄ４は、図１０に示したシート３４の押圧領域Ａ２の幅Ｄ２と等しい。

図２１から図２３は、各ローラセット６４、６６、６８を構成するローラＲａ、Ｒｂの組み合わせ例を示す。図２１は、第１ローラセット６４の横断面図を示す。この第１ローラセット６４においては、図１９に示したように、多数の凸条７２がローラＲａの幅方向Ｚの全域に、且つローラＲａの外周面の全周に亘って形成される。図２２は、第２ローラセット６６の横断面図を示す。この第２ローラセット６６においては、図２１の場合に比して大きな幅の凸条７２がローラＲａの幅方向Ｚの両端に、且つローラＲａの外周面の全周に亘って形成される。

図２３は、第３ローラセット６８の横断面図を示す。この第３ローラセット６８においては、図２１の場合と同様の幅の凸条７２がローラＲａの幅方向Ｚにおける中央及び両端の３カ所に３個ずつ、且つローラＲａの外周面の全周に亘って形成される。また、この第３ローラセット６８においては、図２２の場合と同様の幅の凸条７２がローラＲｂの幅方向Ｚにおける中央及び両端の３カ所に１個ずつ、且つローラＲｂの外周面の全周に亘って形成される。

このように、各ローラセット６４、６６、６８を構成する一対のローラＲａ、Ｒｂの少なくとも一方のローラには、シート３４をグリップして搬送を可能とするべく、ローラの外周面の全周に亘って突出した凸条７２がそれぞれ形成される。各凸条７２は、シート３４の幅方向Ｚにおける少なくとも一部を押圧する押圧処理を施し、これにより前述した押圧プロセスが行われる。

図２４は、図２１から図２３の各ローラセット６４、６６、６８を通過したシート３４の端面を示す。幅方向Ｚにおいて凸条７２によりシート３４が押圧される押圧領域Ａ１の幅Ｄ１の合計をシート３４の総押圧幅Ｄｔ１と規定したとき、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合は所定割合に調整される。この所定割合は前述したように５０％以下である。ここで、図２４に示すように、シート３４の裏面の幅方向Ｚにおける中央には、第３ローラセット６８のローラＲｂの凸条７２により押圧されて押圧領域Ａ１が形成される。

一方、シート３４の表面の幅方向Ｚにおける中央には、第１ローラセット６４のローラＲａ及び第３ローラセット６８のローラＲａの各凸条７２により押圧領域Ａ１が形成される。第３ローラセット６８のローラＲｂの凸条７２により形成される押圧領域Ａ１の幅Ｄ１の方が、第１ローラセット６４のローラＲａ及び第３ローラセット６８のローラＲａの各凸条７２により形成される押圧領域Ａ１の幅Ｄ１よりも大きい。

この場合、図２４の場合、第３ローラセット６８のローラＲｂの凸条７２により形成される押圧領域Ａ１の幅Ｄ１が総押圧幅Ｄｔ１に合算され、第１ローラセット６４のローラＲａ及び第３ローラセット６８のローラＲａの各凸条７２により形成される押圧領域Ａ１の幅Ｄ１は総押圧幅Ｄｔ１に合算されない。すなわち、幅方向Ｚにおいて、各ローラセット６４、６６、６８により形成される押圧領域Ａ１が重複する場合、大きい側の押圧領域Ａ１の幅Ｄ１を代表して総押圧幅Ｄｔ１に合算する。

各ローラセット６４、６６、６８に形成される凸条７２の押圧面７６の面積、凸条７２の数、凸条７２の形成範囲などを予め調整することにより、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合を所望の所定割合とすることができる。詳しくは、各ローラセット６４、６６、６８において、シート３４の幅方向Ｚで重複する凸条７２の形成範囲を考慮して、シート３４の総押圧幅Ｄｔ１に寄与する凸条７２の押圧面７６の面積、凸条７２の数、凸条７２の形成範囲などを調整する。

これにより、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合を調整することができる。また、シート３４に対する凸条７２のグリップ力は、一対のローラＲａ、Ｒｂの隙間、凸条７２の突出高さ、凸条７２の押圧面７６の面積、凸条７２の数などを変更することにより調整可能である。シート３４に対する凸条７２のグリップ力の最適化を図ることにより、延伸プロセスの精度が向上する。

次に、折り込みセクション５６は、搬送経路６２におけるシート３４の搬送過程にて、シート処理セクション５４にて処理されたシート３４を幅方向Ｚに折り込んで、充填要素６の直径以下に縮径させた折り込みロッド９０を形成する（Ｓ３：折り込みステップ）。折り込みロッド９０は、後のステップにおいて形成される充填ロッド９８が切断されて充填要素６となったとき、折り込み部３６となる。

また、折り込みセクション５６は、シート３４の折り込み過程にて、折り込みロッド９０の周方向の一部に、折り込みロッド９０の軸線方向Ｘに亘って開口する間口４０を形成する。さらに、折り込みセクション５６は、間口４０に連なるとともに折り込みロッド９０の径方向Ｙの中央に至るまで凹んだ断面Ｕ字形状の凹条４４を形成する。具体的には、折り込みセクション５６は、搬送経路６２の上流側から順に、予備折り込みガイド８０、トランスポートジェット８２、トランペットガイド８４、及びトング８６などを備えている。

図２５は、予備折り込みガイド８０の正面図を示す。予備折り込みガイド８０は、ガイドローラ８０ａと、ガイドローラ８０ａを回転自在に支持する回転軸８０ｂとを備える。搬送経路６２におけるシート３４の搬送過程にて、シート３４の幅方向Ｚの中央にガイドローラ８０ａが下側から接触する。これにより、シート３４がその厚み方向にて上側凸状に湾曲される。

図２６は、トランスポートジェット８２の横断面図を示し、図２７は、トランスポートジェット８２の搬送経路６２における上流側の端面を示す。トランスポートジェット８２は、筒状をなし、搬送経路６２の上流側の大径部８２ａと、大径部８２ａに連なる小径部８２ｂとを有する。トランスポートジェット８２の内周面８２ｃは、大径部８２ａから小径部８２ｂにかけて段差状に縮径される。

トランスポートジェット８２の内部には、内周面８２ｃから径方向中央に向けて邪魔板８８が立設されている。トランスポートジェット８２は、予備折り込みガイド８０を通過した湾曲したシート３４を風圧を伴う空気により引き込みつつ、邪魔板８８を挟んで幅方向Ｚに所定回数折り込み、さらに大径部８２ａから小径部８２ｂに搬送される際に縮径する。これにより、折り込みロッド９０が形成される。

図２８は、トランペットガイド８４の横断面図を示し、図２９は、トランペットガイド８４の搬送経路６２における上流側の端面を示す。トランペットガイド８４は、筒状をなし、搬送経路６２の上流側から徐々に縮径された内周面８４ａを有する。また、トランペットガイド８４の内部には、内周面８４ａから径方向中央に向けて邪魔板９２が立設されている。各邪魔板８８、９２は、トランスポートジェット８２、トランペットガイド８４の各内部において、これらの軸線方向に亘って延設される。

トランペットガイド８４は、トランスポートジェット８２を通過した折り込みロッド９０が風圧を伴う空気とともに放出され、この放出に伴う空気の散逸によって折り込みロッド９０の繊維を解いて開繊する。また、トランスポートジェット８２で形成された折り込みロッド９０は、邪魔板９２を挟みつつトランペットガイド８４を通過する。これにより、トランスポートジェット８２で形成された折り込みロッド９０の折り込み状態がトランペットガイド８４においても維持される。

このように、トランスポートジェット８２及びトランペットガイド８４には、これらの内周面８２ｃ、８４ａから径方向中央に向けて邪魔板８８、９２がそれぞれ立設されている。予備折り込みガイド８０を通過する湾曲したシート３４は、風圧を伴う空気を受けて各邪魔板８８、９２を挟んで折り込まれて、折り込みロッド９０に形成される。シート３４が各邪魔板８８、９２を挟んで折り込まれる際、折り込みロッド９０の周方向の一部に、前述した間口４０及び凹条４４が形成される。

図３０は、トング８６の横断面図を示す。トング８６は、筒状をなし、充填要素６の直径以下となる内周面８６ａを有する。トランペットガイド８４を通過した折り込みロッド９０は、トング８６において充填要素６の直径以下に縮径され、間口４０が塞がれるとともに、凹条４４がシート３４で埋められる。

図１７に示すように、折り込みセクション５６は、添加物供給ユニット９４を備えている。添加物供給ユニット９４は、添加物４２を供給するためのノズル９４ａを有する。ノズル９４ａは、トランスポートジェット８２及びトランペットガイド８４の双方の内部に挿入される。添加物供給ユニット９４は、少なくともトング８６に折り込みロッド９０が搬送される前に、ノズル９４ａから、間口４０を介して折り込みロッド９０の内部に添加物４２を供給する（Ｐ３：添加物供給プロセス）。詳しくは、添加物供給ユニット９４は、間口４０を介して凹条４４の軸線方向Ｘに亘って添加物４２を供給する。

また、折り込みセクション５６は、カプセル供給ユニット９６を備えている。カプセル供給ユニット９６は、円柱形状の回転ホルダ９６ａを備え、回転ホルダ９６ａにはカプセル４６が保持される。カプセル供給ユニット９６は、少なくともトング８６に折り込みロッド９０が搬送される前に、回転ホルダ９６ａを回転させつつ、回転ホルダ９６ａに保持したカプセル４６を間口４０を介して折り込みロッド９０の内部に間欠的に投下して供給する（Ｐ４：カプセル供給プロセス）。詳しくは、カプセル供給ユニット９６は、間口４０を介して凹条４４の軸線方向Ｘにおける所定位置に、例えば折り込み部３６となったときの軸線方向Ｘにおける中央位置に、カプセル４６を供給する。

次に、図１７に示すように、ラッピングセクション５８は、巻紙１８を供給し、折り込みセクション５６にて形成された折り込みロッド９０を巻紙１８でラッピングして充填ロッド９８を形成する（Ｓ４：ラッピングステップ）。次に、切断セクション６０は、ラッピングセクション５８にて形成された充填ロッド９８を充填要素６に切断し（Ｓ５：切断ステップ）、充填要素６の製造が終了する。

以上のように、実施形態の充填要素６は、折り込み部３６と、折り込み部３６にラッピングされる巻紙１８とを備える。折り込み部３６は、不織布からなる１枚のシート３４を幅方向Ｚに折り込んで、充填要素６の直径以下に縮径させて形成され、折り込み部３６を構成するシート３４は、幅方向Ｚにおける少なくとも一部を押圧する押圧処理が施されてなり、幅方向Ｚにおけるシート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合は所定割合となる。

シート３４の押圧度合を調整することにより、１種類且つ１枚のシート３４を用いて、複数種類の充填密度を有する折り込み部３６、ひいては充填要素６を形成することができる。また、シート３４に押圧処理のみを施す場合、充填要素６の充填密度を管理するためのパラメータは、１枚のシート３４に対する押圧度合の設定のみとなる。従って、充填要素６の充填密度を容易に且つ高精度に制御することができる。また、充填要素６の充填密度を最適化することにより、充填要素６における隙間や空洞の発生を防止することができるため、物品１の品質を確保することができる。

また、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の所定割合を５０％以下とすることにより、シート３４にシート幅Ｄｓの５０％超の起毛部３８を残すことができる。従って、シート３４の起毛密度の極端な低下が抑制され、充填要素６における隙間や空洞の発生をより一層確実に防止可能である。

実施形態の製造装置５０に備えられたシート処理セクション５４は、各ローラセット６４、６６、６８を備え、各ローラセット６４、６６、６８を構成する一対のローラＲａ、Ｒｂの少なくとも一方のローラには、ローラの外周面の全周に亘って突出した凸条７２がそれぞれ形成される。凸条７２は、シート３４の幅方向Ｚにおける少なくとも一部を押圧する押圧処理を施し、幅方向Ｚにおけるシート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合は所定割合に調整される。

この押圧処理は、シート処理ステップにおいて、シート３４の搬送過程における押圧プロセスとして行われる。これにより、シート３４の搬送過程において、シート３４の押圧度合を容易に調整することができる。従って、充填要素６の充填密度を容易に且つ高精度に制御することができる。また、前述したように、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の所定割合を５０％以下とすることにより、シート３４の起毛密度の極端な低下が抑制されるため、充填要素６における隙間や空洞の発生をより一層確実に防止可能である。

また、実施形態の製造装置５０に備えられた折り込みセクション５６は、予備折り込みガイド８０、トランスポートジェット８２、トランペットガイド８４、及びトング８６を備える。シート３４の搬送過程にて、シート３４が折り込みセクション５６のこれらの部位を通過することにより、所望の折り込みロッド９０、ひいては所望の充填要素６を確実に形成することができる。

より具体的には、トランスポートジェット８２及びトランペットガイド８４は、これらの内周面８２ｃ、８４ａから径方向中央に向けてそれぞれ邪魔板８８、９２が立設される。トランスポートジェット８２及びトランペットガイド８４を通過する湾曲したシート３４は、風圧を伴う空気により各邪魔板８８、９２を挟んで折り込まれて、折り込みロッド９０に形成される。

すなわち、各邪魔板８８、９２は、シート３４の折り込みの際に、シート３４の折り込みを開始するとともに、シート３４の折り込み状態を維持する部位として機能する。従って、各邪魔板８８、９２を設けたことにより、所望の折り込みロッド９０、ひいては所望の充填要素６をより一層確実に形成することができる。

以上で実施形態についての説明を終えるが、上記実施形態は、限定的ではなく、趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。例えば、凸条７２の数、形状、形成範囲は、説明した形態に限定されず、種々の変更が可能である。凸条７２をローラＲａ、Ｒｂの双方に形成しても良いし、ローラＲａ又はローラＲｂのみに形成しても良い。

また、シート処理セクション５４に設けるローラセットの数は、延伸プロセスを実行するために、少なくとも複数であれば良く、前述した各ローラセット６４、６６、６８の３セットに限らない。また、シート幅Ｄｓに対する総押圧幅Ｄｔ１の割合は好ましくは５０％以下であるが、シート３４の仕様や充填要素６の要求仕様に応じて５０％を超える場合もあり得る。

また、必ずしもシート３４に延伸処理及び押圧処理の双方を施す必要はなく、シート３４の仕様や充填要素６の要求仕様に応じて、シート３４に延伸処理及び押圧処理の一方のみを施しても良い。また、シート３４の仕様や充填要素６の要求仕様に応じては、延伸処理及び押圧処理の双方を施さない場合もあり得る。

また、必ずしも折り込み部３６の内部に添加物４２及びカプセル４６の双方を配置する必要はなく、充填要素６の仕様に応じて、添加物４２及びカプセル４６の一方のみを配置しても良い。また、図６及び図１２に示したように、充填要素６の仕様によっては、折り込み部３６の内部に何も配置しない場合もあり得る。

また、折り込みセクション５６は、折り込みロッド９０を形成可能であれば、前述した構成に限定されない。また、添加物供給ユニット９４は、添加物供給プロセスを行えるのであれば、前述した構成に限定されない。また、カプセル供給ユニット９６は、カプセル供給プロセスを行えるのであれば、前述した構成に限定されない。また、物品１の構成、及び物品１における充填要素６の位置及び数は、説明した形態に限定されない。

１ 香味吸引物品
６ 充填要素
１８ 巻紙
３４ シート
３６ 折り込み部
５０ 製造装置
５４ シート処理セクション
５６ 折り込みセクション
５８ ラッピングセクション
６０ 切断セクション
６２ 搬送経路
６４、６６、６８ ローラセット
７０ 制御ユニット
８０ 予備折り込みガイド
８２ トランスポートジェット
８４ トランペットガイド
８６ トング
８８、９２ 邪魔板
９０ 折り込みロッド
９８ 充填ロッド
Ｒａ、Ｒｂ ローラ
Ｘ 長手方向
Ｚ 幅方向

Claims (8)

1. 香味吸引物品に用いる充填要素であって、
   不織布からなる１枚のシートをその長手方向と交差する幅方向に折り込んで、前記充填要素の直径以下に縮径させた折り込み部と、
   前記折り込み部にラッピングされる巻紙と
   を備え、
   前記シートは、前記幅方向における少なくとも一部を押圧する押圧処理が施されてなり、前記幅方向において前記シートが押圧される幅の合計を前記シートの総押圧幅と規定したとき、前記幅方向における前記シートのシート幅に対する前記総押圧幅の割合は所定割合となる、充填要素。
2. 前記所定割合は５０％以下である、請求項１に記載の充填要素。
3. 香味吸引物品に用いる充填要素の製造装置であって、
   不織布からなる１枚のシートを搬送経路にて搬送しながら処理するシート処理セクションと、
   前記搬送経路における前記シートの搬送過程にて、前記シート処理セクションにて処理された前記シートをその長手方向と交差する幅方向に折り込んで、前記充填要素の直径以下に縮径させた折り込みロッドを形成する折り込みセクションと、
   前記折り込みセクションにて形成された前記折り込みロッドを巻紙でラッピングして充填ロッドを形成するラッピングセクションと、
   前記ラッピングセクションにて形成された前記充填ロッドを前記充填要素に切断する切断セクションと
   を備え、
   前記シート処理セクションは、それぞれ対をなすローラから構成されるとともに、前記各一対のローラにより前記搬送経路において前記シートを挟んで搬送する複数のローラセットを備え、
   前記各ローラセットを構成する前記一対のローラの少なくとも一方の前記ローラには、前記ローラの外周面の全周に亘って突出した凸条がそれぞれ形成され、
   前記凸条は、前記シートの前記幅方向における少なくとも一部を押圧する押圧処理を施し、
   前記幅方向において前記凸条により前記シートが押圧される押圧領域の幅の合計を前記シートの総押圧幅と規定したとき、前記幅方向における前記シートのシート幅に対する前記総押圧幅の割合は所定割合に調整される、充填要素の製造装置。
4. 前記所定割合は５０％以下である、請求項３に記載の充填要素の製造装置。
5. 前記折り込みセクションは、
   前記搬送経路における前記シートの搬送過程にて、前記シートをその厚み方向に湾曲させる予備折り込みガイドと、
   前記予備折り込みガイドを通過した湾曲した前記シートを風圧を伴う空気により引き込みつつ前記幅方向に所定回数折り込んで、前記折り込みロッドを形成する筒状のトランスポートジェットと、
   前記トランスポートジェットを通過した前記折り込みロッドが前記風圧を伴う空気とともに放出され、この放出に伴う空気の散逸によって前記折り込みロッドの繊維を解いて開繊する筒状のトランペットガイドと、
   前記トランペットガイドを通過した前記折り込みロッドを前記充填要素の直径以下に縮径する筒状のトングと
   を備える、請求項３又は４に記載の充填要素の製造装置。
6. 前記トランスポートジェット及び前記トランペットガイドは、これらの内周面から径方向中央に向けて立設される邪魔板をそれぞれ有し、
   前記トランスポートジェット及び前記トランペットガイドを通過する湾曲した前記シートは、前記風圧を伴う空気を受けて前記各邪魔板を挟んで折り込まれて、前記折り込みロッドに形成される、請求項５に記載の充填要素の製造装置。
7. 香味吸引物品に用いる充填要素の製造方法であって、
   不織布からなる１枚のシートを搬送しながら処理するシート処理ステップと、
   前記シートの搬送過程にて、前記シート処理ステップにて処理された前記シートをその長手方向と交差する幅方向に折り込んで、前記充填要素の直径以下に縮径させた折り込みロッドを形成する折り込みステップと、
   前記折り込みステップにて形成された前記折り込みロッドを巻紙でラッピングして充填ロッドを形成するラッピングステップと、
   前記ラッピングステップで形成された前記充填ロッドを前記充填要素に切断する切断ステップと
   を含み、
   前記シート処理ステップでは、前記シートの搬送過程にて、前記シートの前記幅方向における少なくとも一部を押圧する押圧プロセスが行われ、
   前記押圧プロセスでは、前記シートが押圧される押圧領域の幅の合計を前記シートの総押圧幅と規定したとき、前記幅方向における前記シートのシート幅に対する前記総押圧幅の割合は所定割合に調整される、充填要素の製造方法。
8. 前記所定割合は５０％以下である、請求項７に記載の充填要素の製造方法。
   
   

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