JP2018500007A - 捲縮したウェブを製造するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

エアロゾル発生物品用の捲縮したウェブ（１１６）を製造する方法が提供されている。方法は、実質的に連続的なウェブ（１０８）を第一のローラーおよび第二のローラーを備える一組の捲縮ローラー（１０２）に供給する工程であって、そのそれぞれがその幅の少なくとも一部分にわたり波型である工程と、第一および第二のローラーの波型形状が複数の長軸方向に延びかつ実質的に平行な捲縮した波型形状を実質的に連続的なウェブ（１０８）に適用するように、実質的に連続的なウェブ（１０８）を第一および第二のローラーの間にウェブ（１０８）の長軸方向に供給することにより、実質的に連続的なウェブ（１０８）を捲縮して捲縮したウェブ（１１６）を形成する工程とを含む。第一および第二のローラーの一方または両方の波型形状のピッチ値は、捲縮した波型形状のピッチ値が捲縮したウェブ（１１６）の幅全体にわたり変動するようにローラー（１０２）の幅全体にわたり変動する。エアロゾル物品用の捲縮したウェブを製造するための装置も、エアロゾル発生物品構成要素を製造するための方法および装置とともに提供されているが、これは複数の実質的に平行な捲縮した波型形状を持つ捲縮したシートの集合体を含み、そのピッチ値はシートの幅全体にわたり変動する。【選択図】図１

Description

本開示は、捲縮したウェブを製造するための方法および装置に関連する。特に、本発明は、エアロゾル発生物品について捲縮したウェブを製造するための方法および装置に関連する。

従来的な紙巻たばこは、たばこを燃焼させ、揮発性化合物を放出する温度を発生させる。燃焼中のたばこ内で達する温度は８００℃を超えることがあり、こうした高温はたばこを起源とする煙内に含まれる水分の大半を追い出す。たばこ含有基体などのエアロゾル形成基体が燃焼されるのではなく加熱されるその他のエアロゾル発生物品も、当業界で周知である。エアロゾル発生物品を使用するシステムの例には、たばこを含む基体を摂氏２００〜４００度の間の温度に加熱してエアロゾルを生成させるシステムが含まれる。エアロゾル形成の温度が低めであるにも関わらず、こうしたシステムにより発生するエアロゾル流は、可燃式の喫煙物品と比較して含水量が高いことから、考えられる温度は従来的な紙巻たばこの煙よりも高いことがある。

通常、エアロゾル発生物品は、ロッドの形態に組み立てられる複数の要素を備えうる。複数の要素は一般的に、エアロゾル形成基体と、ロッド内のエアロゾル形成基体から下流に位置するエアロゾル冷却要素とを備える。エアロゾル冷却要素は、その機能性から熱交換器と言われることもある。エアロゾル冷却要素とエアロゾル形成基体の一方または両方は、軸方向の空気流を供給する複数の軸方向経路を備えうる。複数の軸方向経路は、ロッド内で捲縮されて集められ経路を形成するシートにより画定されうる。こうした例において、捲縮したシートは、一般的に実質的に連続的なウェブを捲縮し、捲縮して集めたウェブから複数の捲縮したシートに切断することにより形成される。

エアロゾル発生物品内で使用するための捲縮したウェブを製造するための方法および装置が当技術で周知である。捲縮したウェブを製造する周知の方法には一般的に、一対の交互に配置されたローラー間に実質的に連続的なウェブを供給して複数の平行な等距離の長軸方向に延びる捲縮した波型形状を連続ウェブに適用する工程が関与する。捲縮したウェブはその後、集められて複数の軸方向経路を持つ連続的なロッドを形成する。ロッドは次に包まれより小さなセグメントに切断されて、エアロゾル発生物品用のエアロゾル形成基体またはエアロゾル冷却要素を形成する。

ところが、こうした周知の方法は、ロッド内での捲縮した材料の不均一な分布につながりうる。これは、異なるエアロゾル発生物品間での引き出し抵抗の変動につながりうる。

捲縮したウェブが使用されるエアロゾル発生物品内での捲縮した材料のより均一な分布が許容される、エアロゾル発生物品用の捲縮したウェブを製造するための方法および装置を提供することが望ましい。

本発明の第一の態様によれば、エアロゾル発生物品用の捲縮したウェブを製造する方法が提供されており、方法は、実質的に連続的なウェブを一組の捲縮ローラーに供給する工程であって、一組のローラーが第一のローラーおよび第二のローラーを備え、そのそれぞれがその幅の少なくとも一部分にわたり波型であり、第一のローラーの波型形状が第二のローラーの波型形状と実質的に交互に配置されるように第一および第二のローラーが配列されている工程と、第一および第二のローラーの波型形状が、複数の長軸方向に延びかつ実質的に平行な捲縮した波型形状を実質的に連続的なウェブに適用するように、実質的に連続的なウェブを第一および第二のローラー間にウェブの長軸方向に供給することにより、実質的に連続的なウェブを捲縮して捲縮したウェブを形成する工程とを含み、ここで、捲縮した波型形状のピッチ値が捲縮したウェブの幅全体にわたり変動するように、第一および第二のローラーの一方または両方の波型形状のピッチ値がローラーの幅全体にわたり変動する。

捲縮した波型形状が捲縮したウェブの幅にわたり実質的に同一のピッチ値を持つ、従来的な方法を用いて製造された捲縮したシートの集合体からエアロゾル発生物品用のロッドを形成する時、上にある捲縮したシートの部分の捲縮した波型形状が整列し束になって重なり合い、大きな軸方向経路をロッドのその他の部分内に残す傾向がありうることが判明している。ロッドを通して引き出される空気は軸方向経路に沿って比較的容易に通過できるため、これは、エアロゾル発生物品の全体的な引き出し抵抗を下げる。さらに、冷却によりエアロゾル小滴が形成される。小滴のサイズは、エアロゾルを形成する分子のタイプ、温度の降下、経路内でのエアロゾルの速度および経路のサイズに依存する。ところが、捲縮したシートの不均一な分布は、実質的に物品ごとに変動することがあり、引き出し抵抗およびエアロゾル小滴のサイズの実質的な変動につながる。有利なことに、捲縮した波型形状のピッチ値が捲縮したウェブの幅全体にわたり変動するように連続ウェブを捲縮することにより、捲縮したウェブから形成された捲縮したシートの捲縮した波型形状は、捲縮したシートが集められ、エアロゾル発生物品で使用するためのロッドを形成する時に相互に重なり合う可能性が低い。結果的に、および有利なことに、捲縮したシートの分布および軸方向経路のサイズはより均一になる。さらに、有利なことに、引き出し抵抗値およびエアロゾル小滴のサイズの変動が低減されうる。

「エアロゾル発生物品」という用語は本明細書で使用される時、例えば加熱、燃焼または化学反応により、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を持つエアロゾル形成基体を含む物品を意味する。

本明細書に使用される場合、「エアロゾル形成基体」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出することができる基体を記述するために使用される。本発明によるエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体から生成されるエアロゾルは、見えても、または見えなくてもよく、蒸気（例えば、気状である物質の微粉は室温にて通常、液体または固体である）、ならびに気体および凝縮された蒸気の液体の小滴を含んでもよい。

本明細書に使用される「エアロゾル冷却要素」という用語は、大きな表面領域および所定の引き出し抵抗を有する要素を記述するために使用される。使用において、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通過して過ぎ、ユーザーによって吸入される前にエアロゾル冷却要素によって冷却される。高引き出し抵抗フィルターおよびその他のマウスピースとは対照的に、エアロゾル冷却要素は、低引き出し抵抗を有する。また、エアロゾル発生物品内のチャンバーおよび空洞は、エアロゾル冷却要素であるとは見なされない。

本明細書に使用される「シート」という用語は、実質的にその厚さより大きい幅および長さを有する薄層状の要素を意味する。

本明細書に使用される「捲縮した」という用語は、複数の波型形状を有するシートまたはウェブを意味する。

本明細書で使用される場合、「波型形状」という用語は、波型形状フランクによって結合された交互の山および谷から形成された複数の実質的に平行な陵を意味する。これには、方形波プロフィール、正弦波プロフィール、三角波プロフィール、鋸波プロフィール、またはその任意の組み合わせを持つ波型形状を含むが、これに限定されない。

本明細書で使用される場合、「捲縮した波型形状」という用語は、捲縮したシートまたはウェブ上の波型形状を意味する。

本明細書で使用される場合、「実質的に交互に配置」という用語は、少なくとも部分的にメッシュになった第一および第二のローラーの波型形状を意味する。これには、ローラーの一方または両方の波型形状が対称的または非対称的な配列が含まれる。ローラーの波型形状は、実質的に整列させてもよく、または少なくとも部分的にオフセットさせてもよい。第一または第二のローラーの１つ以上の波型形状の山は、第一および第二のローラーのうち他方の単一の波型形状の谷と交互に配置されうる。第一および第二のローラーのうち一方の実質的にすべての波型形状の谷がそれぞれ第一および第二のローラーのうち他方の単一の波型形状の山を受けるように、第一および第二のローラーの波型形状は交互に配置されることが好ましい。

本明細書で使用される場合、「長軸方向」という用語は、ウェブまたはシートの長さに沿って、またはそれと平行に延びる方向を意味する。

本明細書で使用される場合、「幅」という用語は、ウェブまたはシートの長さと直角をなす方向、またはローラーの場合にはローラーの軸と平行な方向を意味する。

本明細書で使用される場合、「ピッチ値」という用語は、特定の波型形状の山の一方の側にある谷の間の横方向距離を意味する。

本明細書で使用される場合、「変動する」および「異なる」という用語は、標準的な製造公差を超える偏差、特に相互に少なくとも５パーセント偏向する値を意味する。

本発明の第二の態様によれば、エアロゾル発生物品の構成要素を製造する方法が提供されており、方法は、上述の方法に従い捲縮したウェブを製造する工程と、捲縮したウェブを集めて連続的なロッドを形成する工程と、連続的なロッドを複数のロッド状の構成要素に切断する工程とを含み、それぞれのロッド状の構成要素が捲縮したウェブの切断部分から形成される捲縮したシートの集合体を持ち、捲縮したシートの捲縮した波型形状がロッド状の構成要素内の複数の軸方向経路を画定する。

本明細書で使用される場合、「ロッド」という用語は、実質的に円形または長円形の断面の一般的に円筒形の要素を示すために使用される。

本明細書で使用される「軸方向の」または「軸方向に」という用語は、ロッドの円筒形の軸に沿って、またはそれに平行して延びる方向を意味する。

本明細書で使用される場合、「集合した」または「集合する」という用語は、たばこ材料シートが、巻き込まれるか、または他の方法でロッドの円筒軸方向に対して実質的に横方向に圧縮または収縮されていることを示す。

本発明の第三の態様によれば、エアロゾル発生物品用の捲縮したウェブを製造するための装置が提供されており、装置は、第一のローラーおよび第二のローラーを備えた一組の捲縮ローラーを備え、そのそれぞれがその幅の少なくとも一部分にわたり波型であり、ここで、第一および第二のローラーは、第一のローラーの波型形状が第二のローラーの波型形状と実質的に交互に配置されるように配置されており、またここで、第一および第二のローラーの一方または両方の波型形状のピッチ値がローラーの幅全体にわたり変動する。

上記の任意の実施形態において、大半の波型形状のピッチ値は、ローラーの幅にわたり実質的に同一であり、少数の波型形状（例えば１つまたは２つ）が波型形状のピッチ値がローラーの幅にわたり異なるように、実質的に異なるピッチ値を持つ場合がある。第一および第二のローラーの一方または両方の場合に、上記が当てはまる場合がある。

好ましい実施形態で、第一および第二のローラーの波型形状の少なくとも１０パーセントは、少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持つ。さらに好ましい実施形態で、第一および第二のローラーの波型形状の少なくとも４０パーセントは、少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持つ。より好ましくは、第一および第二のローラーの波型形状の少なくとも７０パーセントは、少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持つ。最も好ましくは、第一および第二のローラーの波型形状のすべてまたは実質的にすべてが、少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持つ。これにより、捲縮したシートの集合体上の捲縮した波型形状が、相互にマッチして重なり合うというリスクがさらに低減される。

上記の任意の実施形態において、第一および第二のローラーの波型形状のピッチ値は適切な任意の量としうる。実質的にすべての第一および第二のローラーの波型形状のピッチ値は、約０．５ミリメートル（ｍｍ）〜約１．７ミリメートル（ｍｍ）、好ましくは約０．７ｍｍ〜約１．５ｍｍ、および最も好ましくは約０．９ｍｍ〜約１．３ｍｍ変動する。こうすることが、ローラーがエアロゾル発生物品内に捲縮したシートを形成するために使用される時に特に満足できる引き出し抵抗値および均一性を提供することが分かっている。

上記の任意の実施形態において、ローラーの幅全体にわたり変動するピッチ値を提供するために、少なくとも一部の第一および第二のローラーの波型形状がそれぞれ、少なくとも一つの直接隣接した波型形状の振幅値とは異なる振幅値を持ちうる。こうした実施形態では、振幅値は適切な任意の量としうる。例えば、第一および第二のローラーの波型形状の振幅値は、約０．１ｍｍ〜約１．５ｍｍ、好ましくは約０．２ｍｍ〜約１ｍｍ、最も好ましくは約０．３５ｍｍ〜約０．７５ｍｍ変動する。

本明細書で使用される場合、「振幅値」という用語は、その山から最も深い直接隣接した谷の最も深い地点までの波型形状の高さを意味する。

ローラーの幅にわたり異なるピッチ値を提供するために、別の方法として、またはそれに加えて、第一および第二のローラーの少なくとも一部の波型形状は、少なくとも一つの直接隣接した波型形状の波型角度とは異なる波型角度を持ちうる。こうした実施形態では、波型角度は適切な任意の値としうる。例えば、第一および第二のローラーの波型形状の波型角度は、約３０度〜約９０度、好ましくは約４０度〜約８０度、より好ましくは約５５度〜約７５度変動しうる。

本明細書で使用される「波型角度」という用語は、特定の波型形状の波型形状フランク間の角度を意味する。

１つ以上の波型形状は、半径方向に対称的としうる。すなわち、波型形状の各フランクと半径方向との間の角度、すなわち「フランク角度」は同一であり、かつ波型角度の半分に等しくてもよい。別の方法として、１つ以上の波型形状は半径方向に非対称的である。すなわち、波型形状の両方のフランクのフランク角度は異なりうる。

直接隣接した波型形状間の１つ以上の谷は、半径方向に対称的としうる。すなわち、直接隣接した波型形状の直接隣接したフランクと半径方向との間の角度は同一であり、かつ谷の角度の半分と等しくてもよい。別の方法として、１つ以上の直接隣接した波型形状間の谷は、半径方向に非対称的としうる。すなわち、谷を形成する直接隣接したフランクのフランク角度は異なりうる。

波型角度が第一および第二のローラーの幅にわたり変動する場合、第一および第二のローラーの波型形状の振幅値は実質的に同一でもよく、または同様にローラーの幅全体にわたり変動してもよい。振幅値が第一および第二のローラーの幅にわたり変動する場合、第一および第二のローラーの波型形状の波型角度は実質的に同一でもよく、または同様にローラーの幅全体にわたり変動してもよい。

いったん捲縮されると、ウェブは個別の捲縮したシートに切断されうる。切断の前に、捲縮したシートは集合され連続的なロッド形状に包まれてから、捲縮して集合したシートを含む個別のプラグに切断されることが好ましい。

本発明の第四の態様によれば、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素で、またはエアロゾル発生物品用のエアロゾル形成基体で使用するための捲縮したシートが提供されており、捲縮したシートは、長軸方向に延びる複数の実質的に平行な捲縮した波型形状を含み、ここで、捲縮した波型形状のピッチ値はシートの幅全体にわたり変動する。

大半の捲縮した波型形状のピッチ値はシートの幅にわたり実質的に同一であり、少数の捲縮した波型形状（例えば１つまたは２つ）が捲縮した波型形状のピッチ値がシートの幅にわたり異なるように、実質的に異なるピッチ値を持つ場合がある。

好ましい実施形態で、少なくとも１０パーセントの捲縮した波型形状は少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持ち、好ましくは、少なくとも５０パーセントの捲縮した波型形状が少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持ち、より好ましくは、少なくとも７０パーセントの捲縮した波型形状が少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持ち、最も好ましくは、実質的にすべての捲縮した波型形状が少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持つ。

上記の任意の実施形態において、捲縮した波型形状のピッチ値は適切な任意の量としうる。捲縮した波型形状のピッチ値は、約０．５ｍｍ〜約１．７ｍｍ、好ましくは約０．７ｍｍ〜約１．５ｍｍ、最も好ましくは約０．９ｍｍ〜約１．３ｍｍ変動することが好ましい。こうすることが、捲縮したシートがエアロゾル発生物品内で使用される時、特に満足できる引き出し抵抗値および均一性を提供することが分かっている。

上記の任意の実施形態において、シートの幅全体にわたり変動するピッチ値を提供するために、少なくとも一部の捲縮した波型形状のそれぞれは、少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状の振幅値とは異なる振幅値を持ちうる。こうした実施形態では、振幅値は適切な任意の量としうる。例えば、捲縮した波型形状の振幅値は、約０．１ｍｍ〜約１．５ｍｍ、好ましくは約０．２ｍｍ〜約１ｍｍ、最も好ましくは約０．３５ｍｍ〜約０．７５ｍｍ変動する。

シートの幅にわたり異なるピッチ値を提供することとは別の方法として、またはそれに加えて、 少なくとも一部の捲縮した波型形状のそれぞれは、少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状の波型角度とは異なる波型角度を持ちうる。こうした実施形態では、波型角度は適切な任意の値としうる。例えば、捲縮した波型形状の波型角度は、約３０度〜約９０度、好ましくは約４０度〜約８０度、より好ましくは約５５度〜約７５度変動しうる。

波型角度がシートの幅全体にわたり変動する場合、捲縮した波型形状の振幅値は実質的に同一でもよく、または同様にシートの幅全体にわたり変動してもよい。振幅値がシートの幅全体にわたり変動する場合、捲縮した波型形状の波型角度は実質的に同一でもよく、または同様にシートの幅全体にわたり変動してもよい。

上記の任意の実施形態において、捲縮したシートは適切な任意の材料を含みうる。例えば、捲縮したシートは、金属箔、高分子シート、紙、均質化したたばこ材料、またはその組み合わせを含む群から選択されるシート材料を含みうる。好ましい実施形態で、捲縮したシートは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、ポリエチレンテレフタラート、ポリ乳酸、酢酸セルロース、およびアルミ箔を含む群から選択されるシート材料を含む。捲縮したシートは、単一層の材料から、または複数の層から形成されうる。捲縮したシートは積層されうる。

本発明の第五の態様によれば、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素が提供されており、 エアロゾル冷却要素は、上述の任意の実施形態による捲縮したシートの集合体から形成されたロッドを備え、ここで、捲縮したシートの捲縮した波型形状は、ロッド内の複数の軸方向経路を画定する。

本発明の第五の態様によれば、エアロゾル発生物品用のエアロゾル形成基体が提供されており、エアロゾル形成基体は、上述の任意の実施形態による捲縮したシートの集合体から形成されたロッドを備え、ここで、捲縮した波型形状はロッド内の複数の軸方向経路を画定する。

本発明の第七の態様によれば、上述の任意の実施形態によるエアロゾル冷却要素、および上述の任意の実施形態によるエアロゾル形成基体の一方または両方を備えるエアロゾル発生物品が提供されている。

エアロゾル冷却要素は、ロッドを通した空気の通過に対して低引き出し抵抗を提供することが好ましい。エアロゾル冷却要素はエアロゾル発生物品の引き出し抵抗に実質的に影響を及ぼさないことが好ましい。従って、エアロゾル冷却要素の上流端からエアロゾル冷却要素の下流端へは低い圧力降下があることが好ましい。これを達成するには、軸方向の空隙率は５０パーセントを超えること、およびエアロゾル冷却要素を貫く気流経路は比較的制約されていないことが好ましい。エアロゾル冷却要素の軸方向の空隙率は、エアロゾル冷却要素を含む部分の位置での、エアロゾル冷却要素を形成する材料の断面積とエアロゾル発生物品の内部断面積の比によって定義されうる。

「上流」および「下流」という用語は、エアロゾル発生物品の要素または構成要素の相対的位置を描写するために使用されうる。簡単にするために、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、エアロゾルがロッドを通して引き出される方向に関連して、エアロゾル発生物品のロッドに沿った相対位置を意味する。

エアロゾル冷却要素が広い総表面積を持つことが望ましい。従って、好ましい実施形態で、エアロゾル冷却要素は、捲縮した後でひだ付け、集合、または折り畳みをして経路が形成された薄い材料のシートによって形成される。所定量の要素内での折り畳み、捲縮、またはひだ付けが多いほど、エアロゾル冷却要素の総表面積は広くなる。好ましい実施形態では、エアロゾル冷却要素は、上述の任意の実施形態による捲縮したシートの集合体から形成される。一部の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、約５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、例えば約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの厚さを持つシートから形成されうる。一部の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、長さ１ミリメートル当たり約３００平方ミリメートル〜長さ１ミリメートル当たり約１０００平方ミリメートルの総表面積を持つ。言い換えれば、軸方向の長さ１ミリメートルについて、エアロゾル冷却要素は約３００平方ミリメートル〜約１０００平方ミリメートルの表面積を持つ。総表面積は、長さ１ミリメートル当たり約５００平方ミリメートルであることが好ましい。

エアロゾル冷却要素は、１ミリグラム当たり約１０平方ミリメートル〜１ミリグラム当たり約１００平方ミリメートルの比表面積を持つ材料から形成されうる。一部の実施形態では、比表面積は１ミリグラム当たり約３５平方ミリメートルとしうる。

比表面積は、周知の幅および厚さを持つ材料を用いることにより決定されうる。例えば、材料は、平均厚さ５０マイクロメートルを持ち、ばらつきが±２マイクロメートルであるＰＬＡ材料としうる。材料の幅も周知の場合（例えば、約２００ｍｍ〜約２５０ｍｍ）、比表面積および密度が計算されうる。

一定の割合の水蒸気を含むエアロゾルがエアロゾル冷却要素を介して引き出される時、いくらかの水蒸気はエアロゾル冷却要素により画定される軸方向経路の表面上で凝縮してもよい。このような場合において、凝縮された水の小滴がエアロゾル冷却要素を形成する材料の中に吸収されるのではなく、エアロゾル冷却要素の表面上で小滴の形態で維持されることが好ましい。従って、エアロゾル冷却要素を形成する材料が、実質的に非空隙性である、または実質的に水に対して非吸収性である材料であることが好ましい。

エアロゾル冷却要素は、熱伝達によって要素を介して引き出されるエアロゾルの流れの温度を冷却するように働いてもよい。エアロゾルの成分は、エアロゾル冷却要素および緩い熱エネルギーと相互作用するだろう。

エアロゾル冷却要素は、エアロゾルの流れからの熱エネルギーを消費する相転移を受けることによって要素を介して引き出されるエアロゾルの流れの温度を冷却するように働いてもよい。例えば、エアロゾル冷却要素を形成する材料は、熱エネルギーの吸収を必要とする融解またはガラス転移などの相転移を起こしうる。エアロゾルがエアロゾル冷却要素に入る温度でこうした吸熱反応を起こすように要素が選択される場合には、反応はエアロゾル流からの熱エネルギーを消費することになる。

エアロゾル冷却要素は、エアロゾルの流れからの水蒸気などの成分の凝縮を生じさせることによって要素を介して引き出されるエアロゾルの流れの認識温度を低下させるように働いてもよい。凝縮のため、エアロゾルの流れは、エアロゾル冷却要素を介して通過した後により乾燥していてもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾル冷却要素を介して引き出されるエアロゾルの流れの水蒸気含有量は、約２０％〜約９０％の間に低下されてもよい。

いくつかの実施形態において、エアロゾルの流れの温度は、それがエアロゾル冷却要素を介して引き出されるにつれ、摂氏１０度を超える温度まで低下されてもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾルの流れの温度は、それがエアロゾル冷却要素を介して引き出されるにつれ、摂氏１５度を超える、または摂氏２０度を超える温度まで低下されてもよい。

上記のように、エアロゾル冷却要素は、捲縮され、ひだをつけられ、集められまたは折り畳まれた適切な材料のシートから、複数の軸方向に延びる経路を定義する要素に形成されてもよい。このようなエアロゾル冷却要素の断面特性は、ランダムに方向付けられている経路を示してもよい。エアロゾル冷却要素は、その他の手段によって形成されてもよい。例えば、エアロゾル冷却要素は、軸方向に延びる管の束から形成されてもよい。エアロゾル冷却要素は、適切な材料の押出、成形、ラミネーション、注射または寸断によって形成されてもよい。

エアロゾル冷却要素は、軸方向に延びる経路を含む、または位置付ける外側管またはラッパーを含んでもよい。例えば、ひだをつけられ、集められまたは折り畳まれた平坦なウェブ材料は、ラッパー材料、例えばプラグラッパーで包まれエアロゾル冷却要素を形成してもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾル冷却要素は、ロッド形状の中に集められ、およびラッパー、例えば濾紙のラッパーによって綴じられた捲縮された材料のシートを含む。

一部の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、約７ｍｍ〜約２８ｍｍの長さを持つロッドの形態で形成される。例えば、エアロゾル冷却要素は約１８ｍｍの長さを持ちうる。一部の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、実質的に円形断面および約５ｍｍ〜約１０ｍｍの直径を持ちうる。例えば、エアロゾル冷却要素は約７ｍｍの直径を持ちうる。

一部の実施形態では、エアロゾル含水量は、エアロゾル冷却要素を通して引き出されるにつれて減少する。

エアロゾル発生物品は、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出するために、燃焼ではなく加熱されることが意図されるエアロゾル形成基体を含むエアロゾル発生物品である、加熱式エアロゾル発生物品としうる。加熱式エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品の部品を形成する搭載型の加熱手段を備えてもよく、または別個のエアロゾル発生装置の部品を形成する外部ヒーターとの相互作用をするように構成されてもよい。

エアロゾル発生物品は、紙巻たばこなどの加熱式喫煙物品と似たものとしうる。エアロゾル発生物品は、たばこを含みうる。エアロゾル発生物品は、使い捨てとしうる。エアロゾル発生物品は、別の方法として、部分的に再利用可能であり、補充可能または交換可能なエアロゾル形成基体を備えるものとしうる。

本明細書で使用される場合、「均質化したたばこ材料」という用語は、粒子状たばこを凝集することによって形成される材料を意味する。

均質化したたばこ材料は、シートの形態としうる。均質化したたばこ材料は、乾燥質量で５％より多いエアロゾル形成体含有量を持ちうる。別の方法では、均質化したたばこ材料は、乾燥質量で約５〜約３０重量パーセントのエアロゾル形成体含有量を持ちうる。均質化したたばこ材料シートは、たばこ葉ラミナおよびたばこ葉の茎の一方または両方を粉砕またはその他の方法で細かく砕くことにより得られる粒子状のたばこを凝集させることによって形成されうるか、あるいは、または追加的に、均質化したたばこ材料シートは、例えば、たばこの処理、取扱いおよび輸送中に形成されるたばこダスト、たばこの微粉およびその他の粒子状のたばこ副産物の１つ以上を含みうる。均質化したたばこ材料シートは、粒子状たばこの凝集を助けるために、１つ以上の本来備わっている結合剤（すなわち、たばこ内在性結合剤）、１つ以上の外来的な結合剤（すなわち、たばこ外来性結合剤）、またはその組み合わせを含みうるが、別の方法として、または追加的に、均質化したたばこ材料シートは、たばこおよび非たばこ繊維、エアロゾル形成剤、湿潤剤、可塑剤、風味剤、フィラー、水性および非水系の溶剤およびその組み合わせを含むが限定されないその他の添加物を含みうる。

エアロゾル形成基体は固体のエアロゾル形成基体でもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体は、固体および液体の両方の構成要素を含みうる。エアロゾル形成基体は、加熱に伴い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、非たばこ材料を含みうる。エアロゾル形成基体は、さらにエアロゾル形成体を含みうる。適切なエアロゾル形成体の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。

エアロゾル形成基体が固体のエアロゾル形成基体である場合、固体のエアロゾル形成基体は、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎の断片、再構成たばこ、均質化したたばこ、押し出し成形たばこおよび膨化たばこのうち１つ以上を含む、例えば、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートのうち１つ以上を含みうる。固体エアロゾル形成基体は、容器に入っていない形態にすることも、または適切な容器またはカートリッジを提供することもできる。例えば、固体エアロゾル形成基体のエアロゾル形成材料は、紙またはその他のラッパー内に含まれ、かつプラグの形態を持ちうる。エアロゾル形成基体がプラグの形態である場合、任意のラッパーを含めてプラグ全体がエアロゾル形成基体であると考えられる。

随意に、固体エアロゾル形成基体は、その固体エアロゾル形成基体の加熱に伴い放出される追加的なたばこまたは非たばこ揮発性風味化合物を含みうる。固体エアロゾル形成基体はまた、例えば、追加的なたばこまたは非たばこ揮発性風味化合物を含むカプセルを含みうるが、こうしたカプセルは、固体エアロゾル形成基体の加熱中に溶ける。

随意に、固体のエアロゾル形成基体は、熱的に安定な担体上に提供されてもまたはその中に包埋されてもよい。担体は、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートなどの形態をとりうる。固体のエアロゾル形成基体は、例えば、シート、泡、ゲルまたはスラリーの形態で担体の表面上に沈着してもよい。固体のエアロゾル形成基体は、担体の全表面上に沈着してもよく、または代わりに、使用中、均一でない風味送達を提供するために一定のパターンにおいて沈着してもよい。一定の実施形態では、エアロゾル形成基体の少なくとも部品は、上述の任意の実施形態による捲縮したシートの集合体から形成される。こうした実施形態では、捲縮したシートの集合体は、均質化したたばこ材料のシートを備えうる。一定の実施形態では、エアロゾル形成基体の少なくとも一部は、上述の任意の実施形態による捲縮したシートの集合体の形態で担体の表面上に沈着される。

エアロゾル発生物品の要素は、適切なラッパー、例えば紙巻たばこ用紙といった手段によって組み立てられることが好ましい。紙巻たばこ用紙は、エアロゾル発生物品の構成要素をロッドの形態に包装するための適切な任意の材料としうる。物品が組み立てられてそれらをロッド内の位置に保持する時、紙巻たばこ用紙は、エアロゾル発生物品の構成要素を保持し、それを整列させることが好ましい。適切な材料は、当業界で周知である。

エアロゾル冷却要素が、乾燥質量で５パーセントを超えるエアロゾル形成体含有量と水を有する均質化したたばこ材料から形成されるかまたはそれを含むエアロゾル形成基体を備える、加熱式エアロゾル発生物品の構成部分であることが特に有利な場合がある。例えば、均質化したたばこ材料は、乾燥質量で約５〜約３０重量パーセントのエアロゾル形成体含有量を持ちうる。こうしたエアロゾル形成基体から発生したエアロゾルは、ユーザーによって、特に高い温度を持つものと考えられる場合があり、また広い表面積、低い引き出し抵抗のエアロゾル冷却要素を使用することで、エアロゾルの認識温度をユーザーにとって容認可能なレベルに減少させうる。

エアロゾル発生物品は、形状において実質的に円筒状でもよい。エアロゾル発生物品は、実質的に細長くてもよい。エアロゾル発生物品はまた、長さと実質的に直交する長さと円周を持ちうる。エアロゾル形成基体は、実質的に円筒形の形状としうる。エアロゾル形成基体は、実質的に細長くてもよい。エアロゾル形成基体はまた、長さと実質的に直交する長さと円周を持ちうる。エアロゾル形成基体は、エアロゾル形成基体の長さがエアロゾル発生装置内の気流方向に実質的に平行となるように、エアロゾル発生装置に受けられうる。エアロゾル冷却要素は、実質的に細長くてもよい。

エアロゾル発生物品の全長は、およそ３０ｍｍ〜およそ１００ｍｍとしうる。エアロゾル発生物品の外径は、およそ５ｍｍ〜およそ１２ｍｍとしうる。

エアロゾル発生物品は、フィルターまたはマウスピースを備えうる。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、酢酸セルロースフィルタープラグとしうる。フィルターは、一つの実施形態で長さおよそ７ｍｍとしうるが、およそ５ｍｍ〜およそ１０ｍｍの長さを持ちうる。エアロゾル発生物品は、エアロゾル形成基体の下流に位置するスペーサー要素を備えうる。

一つの実施形態で、エアロゾル発生物品の全長はおよそ４５ｍｍである。エアロゾル発生物品の外径は、およそ７．２ｍｍとしうる。さらに、エアロゾル形成基体の長さは、およそ１０ｍｍとしうる。別の方法として、エアロゾル形成基体の長さは、およそ１２ｍｍとしうる。さらに、エアロゾル形成基体の直径は、およそ５ｍｍ〜およそ１２ｍｍとしうる。

本発明の一つの実施形態に関連して説明した特徴は、本発明のその他の実施形態にも適用されうる。

本発明は以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１は、本発明による捲縮したウェブを製造するための装置の概略側面図である。 図２は、図１の装置の第一および第二のローラーの断面図である。 図３は、第一のローラーの第一の実施形態について図２の詳細Ａの拡大図である。 図４は、第二のローラーの第一の実施形態について図２の詳細Ｂの拡大図である。 図５は、図３および４のローラーを使用して形成された捲縮したシートの第一の実施形態の一部分の断面図である。 図６は、第一のローラーの第二の実施形態について図２の詳細Ａの拡大図である。 図７は、第二のローラーの第二の実施形態について図２の詳細Ｂの拡大図である。 図８は、図６および７のローラーを使用して形成された捲縮したシートの第二の実施形態の一部分の断面図である。 図９Ａは、本発明によるエアロゾル発生物品の概略断面図を示す。 図９Ｂは、図９Ａの線９Ｂ−９Ｂで切り取った図９Ａのエアロゾル発生物品の概略断面図である。

図１は捲縮したウェブを製造するための装置１００を示す。装置１００は、他にも構成要素はあるが、第一のローラーおよび第二のローラーを含む一組の捲縮ローラー１０２を備え、それぞれがその幅にわたり波型である。一組の捲縮ローラー１０２は、第一のローラーの波型形状が第二のローラーの波型形状と実質的に交互に配置されるように配置される。装置１００はまた、横方向シート切断機構１０４と、ポリ乳酸、紙、または均質化したたばこ材料のウェブなどのシートウェブ材料１０８のボビン１０６と、駆動および制動機構１１０と、引張機構１１２を備える。制御電子回路１１４は動作時に装置１００を制御するために提供されている。

使用時、駆動および制動機構１１０は、ウェブ１０８を長軸方向に、ボビン１０６から一組の捲縮ローラー１０２に、ウェブを要求される幅に切断する横方向ウェブ切断機構１０４を経由して供給する。引張機構１１２によって、ウェブ１０８が一組の捲縮ローラー１０２に望ましい張力で供給されるように確保される。捲縮ローラー１０２は、ウェブ１０８を第一および第二のローラーの交互に配置された波型形状間に強制し、複数の長軸方向に延びる捲縮した波型形状をウェブ１０８に適用する。このように、ウェブ１０８は捲縮ローラー１０２によって変形され、捲縮したウェブ１１６を形成する。次に、捲縮したウェブ１１６は、下記に考察する通り、一つに集められ、エアロゾル冷却要素またはエアロゾル発生物品用のエアロゾル形成基体を形成するために使用されうる。例えば、捲縮したウェブ１１６は、一つに集められて連続的なロッドを形成することができ、その後、捲縮したウェブの切断部分から形成された捲縮したシートの集合体をそれぞれ持つ、複数のロッド状の構成要素に切断される。

図２は、一組の捲縮ローラー１０２の断面図を示す。一組の捲縮ローラー１０２は、第一のローラー１２０および第二のローラー１２２を備え、そのそれぞれが波型形状ゾーン１２４内のその幅１２０１にわたり波型である。この例で、波型形状ゾーン１２４は、各ローラーの周囲全体の周りに延び、また実質的に各ローラーの幅１２０１全体に沿って延びる。別の方法として、ローラーの一方または両方は、その円周の一部分のみの周りに、またはその長さの一部分のみに沿って、またはその円周の一部分のみの周りにかつその長さの一部分のみに沿って、その幅にわたり波型とすることもできる。第一および第二のローラー１２０、１２２は、その軸が実質的に平行であるように、かつその波型形状が実質的に交互に配置されるように、配置される。第一および第二のローラー１２０、１２４の軸間の距離１２０２は、第一および第二のローラーの波型形状１２０、１２２間の隙間を、従って一組のローラー１０２間を通過するウェブに適用される捲縮した波型形状の振幅を制御するように制御されうる。

図３は、第一のローラー３００の第一の実施形態の波型部分の拡大図を示す。図示した通り、第一のローラー３００の表面上には、波型形状フランク３１６によって結合されている交互に配置された山３１２と谷３１４から形成された複数の波型形状３１０がある。波型形状３１０のピッチ値は、第一のローラー３００の幅全体にわたり変動する。この例で、第一のローラー３００の波型形状ゾーンは、異なる波型形状の反復パターンから形成される。反復パターンは、波型形状３個分の幅であり、ピッチ値３１０６を持つ第一の波型形状３１０１と、それに続くピッチ値３１０７を持つ第二の波型形状３１０２と、それに続くピッチ値３１０８を持つ第三の波型形状３１０３から成る。従って、反復パターンは、第一のピッチ値３１０６、第二のピッチ値３１０７および第三のピッチ値３１０８の和に等しい幅３１０５を持つ。ピッチ値３１０６、３１０７および３１０８は異なる。従って、反復パターン内のそれぞれの波型形状のピッチ値は、それぞれの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なり、かつ波型形状のピッチ値は第一のローラー３００の幅全体にわたり変動する。代替的な例では、波型形状ゾーンは、第一の波型形状が第一、第二、第一、第三のパターンで第二および第三の波型形状と交互になるように、異なる波型形状の交互パターンから形成されうる。

この例で、３つの異なる波型形状３１０１〜３１０３は、実質的に同一の振幅値３１１０を持つ。ピッチ値を変動させるために、波型形状３１０１〜３１０３の波型角度は異なる。特に、第一の波型形状３１０１の波型角度３１２１は、第二の波型形状３１０２の波型角度３１２２よりも大きく、さらにこれは第三の波型形状３１０３の波型角度３１２３よりも大きい。従って、それぞれの波型形状の波型角度は、それぞれの直接隣接した波型形状の波型角度とは異なる。

所定の波型形状の波型角度は、その波型形状フランク間の角度によって画定される。波型形状フランクは、ローラーの半径方向から同じ角度で、または異なる角度で配置されうる。第一のローラーのこの例では、それぞれの波型形状が半径方向のその山について対称的であるように、それぞれの波型形状の波型形状フランクと半径方向によって形成される角度、すなわち「フランク角度」は実質的に同一である。従って、それぞれの波型形状について、両方のフランク角度は、波型角度のおよそ半分に等しい。波型角度３１２１、３１２２および３１２３が異なるため、波型形状３１０１、３１０２および３１０３の３つのフランク角度３１３１、３１３３および３１３５も異なる。その結果、直接隣接した波型形状間の谷は半径方向について非対称的である。

図４は、第二のローラー４００の第一の実施形態の波型部分の拡大図を示す。第一のローラー３００と同様、第二のローラー４００の表面上には、波型形状フランク４１６によって結合されている交互に配置された山４１２と谷４１４から形成された複数の波型形状４１０がある。波型形状４１０のピッチ値は、第二のローラー４００の幅全体にわたり変動する。第一のローラー３００と同様、第二のローラー４００の波型形状ゾーンは、ピッチ値４１０６を持つ第一の波型形状４１０１と、それに続くピッチ値４１０７を持つ第二の波型形状４１０２と、それに続くピッチ値４１０８を持つ第三の波型形状４１０３とから成る反復パターンから形成されている。従って、反復パターンは、第一のピッチ値４１０６、第二のピッチ値４１０７、および第三のピッチ値４１０８の和に等しい幅４１０５を持つ。ピッチ値４１０６、４１０７および４１０８は異なる。従って、反復パターン内のそれぞれの波型形状のピッチ値は、それぞれの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なり、かつ波型形状のピッチ値は第二のローラー４００の幅全体にわたり変動する。代替的な例では、波型形状ゾーンは、第一の波型形状が第一、第二、第一、第三のパターンで第二および第三の波型形状と交互になるように、異なる波型形状の交互パターンから形成されうる。

第一および第二のローラー３００、４００の両方の反復パターンの幅３１０５、４１０５は実質的に同一である。これにより、第一および第二のローラー３００、４００の波型形状が整列されるようになる。

第一のローラー３００と同様に、第二のローラー４００の異なる３つの波型形状４１０１〜４１０３は、実質的に同一の振幅値４１１０を持つ。この例で、振幅値４１１０は、第一のローラー３００の波型形状の振幅値３１１０と実質的に等しいが、これは必要不可欠ではない。ピッチ値を変動させるために、波型形状４１０１〜４１０３の波型角度は異なる。特に、第一の波型形状４１０１の波型角度４１２１は、第二の波型形状４１０２の波型角度４１２２よりも大きく、さらにこれは第三の波型形状４１０３の波型角度４１２３よりも大きい。従って、それぞれの波型形状の波型角度は、それぞれの直接隣接した波型形状の波型角度とは異なる。

所定の波型形状の波型角度は、その波型形状フランク間の角度によって画定される。波型形状フランクは、ローラーの半径方向から同じ角度で、または異なる角度で配置されうる。第二のローラーのこの例では、それぞれの波型形状が半径方向にその山について非対称的であるように、それぞれの波型形状の２つのフランク角度は異なる。図４に示す通り、第一の波型形状４１０１の波型角度４１２１は、異なるフランク角度４１３１と４１３２から形成され、第二の波型形状４１０２の波型角度４１２２は異なるフランク角度４１３３と４１３４から形成され、第三の波型形状４１０３の波型角度４１２３は異なるフランク角度４１３５と４１３６から形成される。この例で、所定の波型形状のフランク角度は異なるものの、直接隣接した波型形状の直接隣接したフランクのフランク角度は同一である。その結果、直接隣接した波型形状間の谷は半径方向について対称的である。これにより、第二のローラー４００上の波型形状の谷が、半径方向について対称的な第一のローラー３００上にある波型形状の山と交互に配置されるようになる。さらに、第一および第二のローラー上にある向かい合った波型形状フランクのフランク角度は、第一および第二のローラー３００、４００の向かい合った波型形状フランク間の隙間が実質的に一定となるように実質的に同一であることが好ましい。これにより、十分に画定された捲縮した波型形状および実質的に一定の公称厚さを持つ、捲縮したウェブの形成が許容される。

一つの特定の実施形態では、各パラメータは次の値を持つ。

図５は、図３および４の第一および第二のローラー３００、４００を使用して形成された捲縮したシート５００の第一の実施形態の一部分の断面図である。捲縮したシート５００は、公称厚さ５００１と、シート５００の長さに沿って（図５の平面と直角をなす方向に）延びる複数の実質的に平行な捲縮した波型形状５１０とを持つ。捲縮した波型形状５１０は、波型形状フランク５１６によって結合された交互の山５１２と谷５１４から形成される。捲縮した波型形状５１０の形状および寸法は、第一および第二のローラー３００、４００の形状および寸法に対応する。特に、山５１２の形状は、第二のローラー４００の波型形状の山の形状に対応し、また谷５１４の形状は、第一のローラー３００の波型形状の山の形状に対応する。

従って、第一および第二のローラーの波型形状と同様、捲縮したシート５００の捲縮した波型形状５１０は、ピッチ値５１０６を持つ第一の捲縮した波型形状５１０１と、それに続くピッチ値５１０７を持つ第二の捲縮した波型形状５１０２と、それに続くピッチ値５１０８を持つ第三の捲縮した波型形状５１０３から成る反復パターンで配置される。従って、反復パターンは、第一のピッチ値５１０６、第二のピッチ値５１０７および第三のピッチ値５１０８の和に等しい幅５１０５を持ち、また第一および第二のローラー３００、４００の波型形状のパターン幅と等しい。ピッチ値５１０６、５１０７および５１０８は互いに異なる。従って、それぞれの捲縮した波型形状のピッチ値は、それぞれの直接隣接した捲縮した波型形状のピッチ値とは異なり、かつ捲縮した波型形状のピッチ値はシート５００の幅全体にわたり変動する。

第一および第二のローラー３００、４００の波型形状と同様に、シート５００の異なる３つの波型形状５１０１〜５１０３は、実質的に同一の振幅値５１１０を持つ。ところが、異なる３つの捲縮した波型形状５１０の波型角度５１２１〜５１２３は異なる。山５１２および谷５１４の形状は、それぞれ第二および第一のローラー３００、４００の山の形状に対応するため、それぞれの捲縮した波型形状５１０はその山について非対称的であり、また直接隣接した捲縮した波型形状間の谷はそれぞれ対称的である。この例では、捲縮した波型形状５１０１〜５１０３の波型角度５１２１〜５１２３およびフランク角度５１３１、５１３２、５１３３、５１３４、５１３５および５１３６は、第二のローラー４００の波型形状のものと同一である。

捲縮した波型形状のピッチ値はシート５００の幅全体にわたり変動するため、捲縮したシートの捲縮した波型形状は、捲縮したシート５００が集められてエアロゾル発生物品で使用するためのロッドを形成する時に相互に重なり合う可能性が低い。その結果、ロッド内に集められた時に捲縮した波型形状により形成される軸方向経路は、ロッドの領域全体でサイズおよび分布がより均一である。

一つの特定の実施形態では、各パラメータは次の値を持つ。

図６は、第一のローラー６００の第二の実施形態の波型部分の拡大図を示す。図示した通り、第一のローラー６００の表面上には、波型形状フランク６１６によって結合されている交互に配置された山６１２と谷６１４から形成された複数の波型形状６１０がある。波型形状６１０のピッチ値は、第一のローラー６００の幅全体にわたり変動する。この例で、第一のローラー６００の波型形状ゾーンは、異なる波型形状の反復パターンから形成される。反復パターンは、波型形状４個分の幅であり、ピッチ値６１０６を持つ第一の波型形状６１０１と、それに続くピッチ値６１０７を持つ第二の波型形状６１０２と、それに続くピッチ値６１０８を持つ第三の波型形状６１０３と、それに続くピッチ値６１０９を持つ第四の波型形状６１０４とから成る。従って、パターンは、第一のピッチ値６１０６、第二のピッチ値６１０７、第三のピッチ値６１０８および第四のピッチ値６１０９の和に等しい幅６１０５を持つ。代替的な例では、波型形状ゾーンは、第一の波型形状が第一、第二、第一、第三、第一、第四のパターンで第二、第三および第四の波型形状と交互になるように、異なる波型形状の交互パターンから形成されうる。

この例で、異なる４つの波型形状６１０１〜６１０４の波型角度６１２１〜６１２４は実質的に同一である。それぞれの波型形状の山の両側のフランク角度６１３１も実質的に同一であり、波型角度のおよそ半分に等しい。

異なる４つの波型形状６１０１〜６１０４の波型角度は実質的に同一であるが、振幅値は違う。第一、第二、第三、および第四の波型形状６１０１〜６１０４は、それぞれ振幅値６１１１〜６１１４を持つ。前述の通り、振幅値という用語は、その山から最も深い直接隣接した谷の最も深い地点までの波型形状の高さを意味する。第一のローラー６００については、ローラー６００の中心から波型形状６１０の山６１２までの半径方向距離は、ローラーの幅にわたり実質的に同一である。ところが、ローラーの中心から波型形状６１０の谷６１４までの半径方向距離、すなわち谷６１４の「深さ」はローラーの幅６００全体にわたり変動する。特に、第二および第三の波型形状６１０２および６１０３の振幅値６１１２、６１１３およびピッチ値６１０７、６１０８が実質的に同一であるのと同様に、第一および第四の波型形状６１０１および６１０４の振幅値６１１１、６１１４およびピッチ値６１０６、６１０９が実質的に同一であるように谷６１４の深さは変動する。第一および第四の振幅値６１１１、６１１４およびピッチ値６１０６、６１０９は、第二および第三の振幅値６１１２、６１１３およびピッチ値６１０７、６１０８よりも大きい。従って、それぞれの波型形状の振幅値は、少なくとも一つの直接隣接した波型形状の振幅値とは異なる。このように、振幅値、従って波型形状のピッチ値は、第一のローラー６００の幅全体にわたり変動する。

図７は、第二のローラー７００の第二の実施形態の波型部分の拡大図を示す。第一のローラー６００と同様、第二のローラー７００の表面上には、波型形状フランク７１６によって結合されている交互に配置された山７１２と谷７１４から形成された複数の波型形状７１０がある。波型形状７１０のピッチ値は、第二のローラー７００の幅全体にわたり変動する。この例で、第二のローラー７００の波型形状ゾーンは、異なる波型形状の反復パターンから形成される。反復パターンは、波型形状４個分の幅であり、第一のピッチ値７１０６を持つ第一の波型形状７１０１と、それに続くピッチ値７１０７を持つ第二の波型形状７１０２と、それに続くピッチ値７１０８を持つ第三の波型形状７１０３と、それに続くピッチ値７１０９を持つ第四の波型形状７１０４から成る。従って、パターンは、第一のピッチ値７１０６、第二のピッチ値７１０７、第三のピッチ値７１０８および第四のピッチ値７１０９の和に等しい幅Ｐを持つ。代替的な例では、波型形状ゾーンは、第一の波型形状が第一、第二、第一、第三、第一、第四のパターンで第二、第三および第四の波型形状と交互になるように、異なる波型形状の交互パターンから形成されうる。

この例で、異なる４つの波型形状７１０１〜７１０４の波型角度７１２１〜７１２４は実質的に同一である。それぞれの波型形状の山の両側のフランク角度７１３１も実質的に同一であり、波型角度のおよそ半分に等しい。

異なる４つの波型形状７１０１〜７１０４の波型角度は実質的に同一であるが、振幅値は違う。第一、第二、第三、および第四の波型形状７１０１〜７１０４は、それぞれ振幅値７１１１〜７１１４を持つ。前述の通り、振幅値という用語は、その山から最も深い直接隣接した谷の最も深い地点までの波型形状の高さを意味する。第一のローラー６００とは異なり、第二のローラー７００の中心から波型形状７１０の谷７１４までの半径方向距離、すなわち谷７１４の「深さ」は、ローラーの幅にわたり実質的に同一であるが、ローラーの中心から波型形状７１０の山７１２までの半径方向距離は、ローラーの幅全体にわたり変動する。

特に、ローラーの中心から波型形状７１０の山７１２までの半径方向距離は、第一の波型形状７１０１の振幅値７１１１が、第二の波型形状７１０２の振幅値７１１２よりも大きく、またそれが第三の波型形状７１０３の振幅値７１１３よりも大きくなるような距離である。第四の波型形状７１０４の振幅値７１１４は、第二の波型形状７１０２の振幅値７１１２と実質的に同一である。その結果、第一の波型形状７１０１のピッチ値７１０６は第二の波型形状７１０２のピッチ値７１０７よりも大きく、これは第四の波型形状７１０４のピッチ値７１０９と同一であり、その両方は第三の波型形状７１０３のピッチ値７１０８よりも大きい。従って、それぞれの波型形状の振幅値は、少なくとも一つの直接隣接した波型形状の振幅値とは異なる。このように、振幅値は、従って波型形状のピッチ値は、第二のローラー７００の幅全体にわたり変動する。

第一および第二のローラー６００、７００の両方の反復パターンの幅は実質的に同一であることが好ましい。これにより、第一および第二のローラー６００、７００の波型形状が整列されるようになる。さらに、波型形状が交互に配置され、かつ第一および第二のローラー６００、７００の向かい合った波型形状フランク間の隙間が実質的に一定となるように、両方のローラーの波型形状の波型角度およびフランク角度もまた同一であることが好ましい。これにより、十分に画定された捲縮した波型形状および実質的に一定の公称厚さを持つ、捲縮したウェブの形成が許容される。

一つの特定の実施形態では、各パラメータは次の値を持つ。

図８は、図６および７の第一および第二のローラー６００、７００を使用して形成された捲縮したシート８００の第二の実施形態の一部分の断面図である。捲縮したシート８００は、公称厚さ８００１と、シート８００の長さに沿って（図８の平面と直角をなす方向に）延びる複数の実質的に平行な捲縮した波型形状８１０とを持つ。捲縮した波型形状８１０は、波型形状フランク８１６によって結合された交互の山８１２と谷８１４から形成される。捲縮した波型形状８１０の形状および寸法は、第一および第二のローラー６００、７００の形状および寸法に対応する。特に、山８１２の形状は、第二のローラー７００の波型形状の山の形状に対応し、また谷８１４の形状は、第一のローラー６００の波型形状の山の形状に対応する。

従って、第一および第二のローラーの波型形状と同様、捲縮したシート８００の捲縮した波型形状８１０は、異なる４つの捲縮した波型形状の反復パターンで配置される。反復パターンは、捲縮した波型形状４個分の幅であり、ピッチ値８１０６を持つ第一の捲縮した波型形状８１０１と、それに続くピッチ値８１０７を持つ第二の捲縮した波型形状８１０２と、それに続くピッチ値８１０８を持つ第三の捲縮した波型形状８１０３と、それに続くピッチ値８１０９を持つ第四の捲縮した波型形状８１０４から成る。従って、パターンは、第一のピッチ値８１０６、第二のピッチ値８１０７、第三のピッチ値８１０８および第四のピッチ値８１０９の和に等しい幅８１０５を持ち、また第一および第二のローラー６００、７００の波型形状のパターン幅と等しい。代替的な例では、波型形状ゾーンは、第一の波型形状が第一、第二、第一、第三、第一、第四のパターンで第二、第三および第四の波型形状と交互になるように、異なる波型形状の交互パターンから形成されうる。

この例では、異なる４つの捲縮した波型形状８１０１〜８１０４は、互いに実質的に同一の波型角度８１２１およびフランク角度８１３１を持つ。それぞれの捲縮した波型形状の山の両側のフランク角度８１３１も実質的に互いに同一であり、波型角度８１２１のおよそ半分に等しい。

異なる４つの捲縮した波型形状８１０１〜８１０４の波型角度は実質的に同一であるが、振幅値は違う。第一、第二、第三、および第四の捲縮した波型形状８１０１〜８１０４は、それぞれ振幅値８１１１〜８１１４を持つ。第一の捲縮した波型形状８１０１の振幅値８１１１は、第二の捲縮した波型形状８１０２の振幅値８１１２よりも大きく、これは、第三の捲縮した波型形状８１０３の振幅値８１１３よりも大きい。第四の捲縮した波型形状８１０４の振幅値８１１４は、第二の捲縮した波型形状８１０２の振幅値８１１２と実質的に同一である。その結果、第一の捲縮した波型形状８１０１のピッチ値８１０６は、第二の捲縮した波型形状８１０２のピッチ値８１０７よりも大きく、これは第四の捲縮した波型形状８１０４のピッチ値８１０９と同一であり、その両方は第三の捲縮した波型形状８１０３のピッチ値８１０８よりも大きい。従って、それぞれの捲縮した波型形状の振幅値は、少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状の振幅値とは異なる。このように、振幅値は、従って捲縮した波型形状のピッチ値は、シートの幅全体にわたり変動する。その結果、捲縮したシート８００の捲縮した波型形状は、集められてエアロゾル発生物品で使用するためのロッドを形成する時に相互に重なり合う可能性が低い。その結果、ロッド内で捲縮した波型形状により形成される軸方向経路は、ロッドの領域全体にわたりサイズおよび分布がより均一である。

一つの特定の実施形態では、各パラメータは次の値を持つ。

図９Ａおよび９Ｂは、実施形態によるエアロゾル発生物品９００を図示したものである。エアロゾル発生物品９００は、エアロゾル形成基体９２０と、中空のセルロースアセテートチューブ９３０と、エアロゾル冷却要素９４０と、マウスピースフィルター９５０という４つの要素を含む。これら４つの要素は順に同軸の配置で並べられ、紙巻たばこ用紙９６０によって組み立てられ、ロッド９１０を形成する。ロッド９１０は、口側の端９１２と、口側の端９１４に対してロッド９１０の反対側の端に位置する遠位端９１４とを持つ。口側の端９１２と遠位端９１４との間に位置する要素は、口側の端９１２の上流に、または代わりに遠位端９１４の下流にあると記述することができる。

組み立てられた時、ロッド９１０は長さ約４５ミリメートルであり、約７ミリメートルの直径を持つ。

エアロゾル形成基体９２０は、中空管９３０の上流に位置し、ロッド９１０の遠位端９１４に延びる。一つの実施形態では、エアロゾル形成基体９２０は、フィルター紙（図示せず）で包まれてプラグを形成する捲縮したキャストリーフたばこの束を含む。キャストリーフたばこは、エアロゾル形成添加物としてのグリセリンを含む添加物を含む。別の実施形態では、エアロゾル形成基体は、均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合体を含む。

中空のアセテートチューブ９３０は、エアロゾル形成基体９２０のすぐ下流に位置し、酢酸セルロースから形成される。チューブ９３０の一つの機能は、エアロゾル形成基体９２０を発熱体と接触できるようにロッド９１０の遠位端９１４に向けて位置付けることである。チューブ９３０は、発熱体がエアロゾル形成基体９２０に挿入された時に、エアロゾル形成基体９２０がロッド９１０に沿ってエアロゾル冷却要素９４０方向に強制されないようにする役目を果たす。チューブ９３０はまた、エアロゾル形成基体９２０からエアロゾル冷却要素９４０に間隔を開けるスペーサー要素としても働く。

エアロゾル冷却要素９４０は、約１８ｍｍの長さと約７ｍｍの直径を持つ。この例では、エアロゾル冷却要素９４０は、シートの長軸方向に延びる複数の実質的に平行な捲縮した波型形状を持つ、捲縮したシートの集合体９４２から形成されるが、ここで、捲縮した波型形状のピッチ値はシートの幅全体にわたり変動し、またここで、捲縮した波型形状は、エアロゾル冷却要素９４０の長さに沿って延びる複数の軸方向経路９４４を画定する。一つの実施形態では、エアロゾル冷却要素９４０は、公称厚さ５０マイクロメートルを持つポリ乳酸シートから形成される。

空隙率は、本明細書では、本明細書で考察したものと一致するエアロゾル冷却要素を含むロッド内の満たされていないスペースの測定手段として定義される。例えば、ロッド９１０の直径が要素９４０によって５０パーセント満たされていない場合、空隙率は５０パーセントとなる。同様に、内径が完全に満たされていない場合にはロッドは１００パーセントの空隙率を持ち、完全に満たされている場合には０パーセントの空隙率を持つことになる。空隙率は、周知の方法を使用して計算されうる。エアロゾル冷却要素９４０が厚さ（ｔ）および幅（ｗ）を持つ材料シートから形成される時、シートの端により提示される断面積は幅に厚さを掛けたものとなる。５０マイクロメートルの厚さおよび２３０ミリメートルの幅を持つシート材料についての特定の実施形態では、断面積はおよそ１．１５×１０＾−５平方メートルである（これは第一の面積と表示されうる）。材料を最終的に囲むロッドの直径を７ｍｍと想定すると、満たされていないスペースの面積は、およそ３．８５×１０＾−５平方メートルとして計算されうる（これは第二の面積と表示されうる）。

次にエアロゾル冷却要素９４０を含む捲縮したシート９４２が集められて、ロッドの内径内に閉じ込められる。上記の例では第一および第二の面積の比は、およそ０．３０である。この比に１００を掛け、商を１００パーセントから差し引いて空隙率が求められるが、ここで提示された特定の数値についてはおよそ７０パーセントである。明らかに、シート材料の厚さおよび幅は変動しうる。同様に、ロッドの直径も変動しうる。

図９Ｂに示す通り、捲縮して集合したシート９４２の捲縮した波型形状は、エアロゾル冷却要素９４０内の複数の軸方向経路９４４を画定する。シートの集合体の隣接した部分の捲縮した波型形状がまとめて束になる度合いに応じて、軸方向経路９４４のサイズおよび分布は、エアロゾル冷却要素９４０の領域全体にわたり変動することがあり、図９Ｂに示す通り、高い局所的空隙率９４６の領域と低い局所的空隙率９４８の領域が生まれる。捲縮したシート９４２のピッチ値がシートの幅全体にわたり変動するという事実により、シートの隣接した部分の捲縮した波型形状が整列し重なり合う可能性は低く、軸方向経路９４４の分布はより均一である。

こうして、ロッドの内径に加えて材料の厚さおよび幅が分かれば上述の方法で空隙率を計算できることが、当業者には明らかである。したがって、材料シートが周知の厚さおよび長さを持ち、長さに沿って捲縮して集められた場合には、材料によって満たされたスペースが決定されうる。満たされていないスペースは、例えば、ロッドの内径を差し引くことにより計算されうる。空隙率またはロッド内の満たされていないスペースは、それらの計算から、ロッド内のスペースの総面積のパーセント値として計算されうる。

捲縮して集合したポリ乳酸シートがフィルター紙９４１内で包まれ、エアロゾル冷却要素９４０を形成する。

マウスピースフィルター９５０は、酢酸セルロースから形成され、約４．５ミリメートルの長さを持つ、従来的なマウスピースフィルターである。

上記で特定した４つの要素が、紙９６０内にきつく包まれることにより組み立てられる。この具体的な実施形態での紙９６０は、標準的な属性を持つ従来的な紙巻たばこ用紙である。紙９６０とそれぞれの要素との間の干渉が要素を位置付け、かつエアロゾル発生物品９００のロッド９１０を画定する。

上記で説明し図９Ａおよび９Ｂに図示した特定の実施形態は、紙巻たばこ用紙内で組み立てられた４つの要素を持つが、エアロゾル発生物品が追加的な要素またはより少数の要素を持ちうることは明らかである。

図９Ａおよび９Ｂに図示したエアロゾル発生物品は、消費されるためにエアロゾル発生装置（図示せず）と勘合するように設計されている。こうしたエアロゾル発生装置は、エアロゾル形成基体９２０を十分な温度に加熱してエアロゾルを形成する手段を含む。一般に、エアロゾル発生装置は、エアロゾル形成基体９２０に隣接したエアロゾル発生物品を囲む発熱体、またはエアロゾル形成基体９２０に挿入される発熱体を備えうる。

エアロゾル発生装置と勘合されると、エアロゾル形成基体基体９２０は約３７５℃の温度に加熱されうる。この温度にて、揮発性化合物がエアロゾル形成基体９２０から放出される。これらの化合物が凝縮してエアロゾルを形成し、これがロッド９１０内を通過する。

エアロゾルは、エアロゾル冷却要素９４０を通して引き出される。エアロゾルがエアロゾル冷却要素９４０を通過するにつれ、エアロゾルの温度は、エアロゾル冷却要素９４０への熱エネルギーの伝達のために低下する。その上、エアロゾルから水の小滴が凝縮し、エアロゾル冷却要素９４０を通して画定される軸方向経路の内部表面に吸収される。

エアロゾルがエアロゾル冷却要素９４０に入る時、その温度はおよそ摂氏６０度である。エアロゾル冷却要素９４０中での冷却のため、エアロゾルがエアロゾル冷却要素９４０を出る時のその温度はおよそ摂氏４０度である。その上、エアロゾル含水量が低下する。エアロゾル冷却要素９４０を形成する材料のタイプに応じて、エアロゾル含水量は０〜９０パーセントの間に低下しうる。例えば、要素９４０がポリ乳酸を含む時には含水量はそれほど低下せず、すなわち低下はおよそ０パーセントとなる。対照的に、要素９４０を形成するためにデンプン系の材料が使用される時には、低下はおよそ４０パーセントとなりうる。こうして、要素９４０を含む材料の選択を通してエアロゾルの含水量を適合しうることが当業者にとって明らかである。

Claims (16)

1. エアロゾル発生物品用の捲縮したウェブを製造する方法であって、前記方法が、
   実質的に連続的なウェブを一組の捲縮ローラーに供給する工程であって、前記一組のローラーが第一のローラーおよび第二のローラーを備え、そのそれぞれがその幅の少なくとも一部分にわたり波型であり、前記第一のローラーの前記波型形状が前記第二のローラーの前記波型形状と実質的に交互に配置されるように、前記第一および前記第二のローラーが配置されている工程と、
   前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状が、複数の長軸方向に延びかつ実質的に平行な捲縮した波型形状を前記実質的に連続的なウェブに適用するように、前記実質的に連続的なウェブを前記第一および前記第二のローラー間に前記ウェブの長軸方向に供給することにより、前記実質的に連続的なウェブを捲縮して前記捲縮したウェブを形成する工程とを含み、
   前記捲縮した波型形状のピッチ値が前記捲縮したウェブの前記幅全体にわたり変動するように、前記第一および前記第二のローラーの一方または両方の前記波型形状の前記ピッチ値が前記ローラーの前記幅全体にわたり変動する、方法。
2. エアロゾル発生物品構成要素を製造する方法であって、前記方法が、
   請求項１に記載の捲縮したウェブを製造する工程と、
   前記捲縮したウェブを集めて連続的なロッドを形成する工程と、
   前記連続的なロッドを複数のロッド状の構成要素に切断する工程であって、それぞれのロッド状の構成要素が前記捲縮したウェブの切断された部分から形成される捲縮したシートの集合体を持ち、前記捲縮したシートの前記捲縮した波型形状が、前記ロッド状の構成要素内の複数の軸方向経路を画定する工程を含む、方法。
3. エアロゾル発生物品用の捲縮したウェブを製造するための装置であって、前記装置が、
   第一のローラーおよび第二のローラーを備えた一組の捲縮ローラーを備え、そのそれぞれがその幅の少なくとも一部分にわたり波型であり、
   前記第一および前記第二のローラーが、前記第一のローラーの前記波型形状が前記第二のローラーの前記波型形状と実質的に交互に配置されるように配置され、
   前記第一および前記第二のローラーの一方または両方の前記波型形状の前記ピッチ値が前記ローラーの前記幅全体にわたり変動する、装置。
4. 前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状の少なくとも１０パーセントが少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持ち、好ましくは、前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状の少なくとも４０パーセントが少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持ち、より好ましくは、前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状の少なくとも７０パーセントが少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持ち、また最も好ましくは、実質的にすべての前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状が少なくとも一つの直接隣接した波型形状のピッチ値とは異なるピッチ値を持つ、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法または装置。
5. 前記第一および前記第二のローラーの前記実質的にすべての波型形状の前記ピッチ値が、約０．５ｍｍ〜約１．７ｍｍ、好ましくは約０．７ｍｍ〜約１．５ｍｍ、また最も好ましくは約０．９ｍｍ〜約１．３ｍｍ変動する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法または装置。
6. 前記第一および前記第二のローラーの少なくとも一部の前記波型形状のそれぞれが、少なくとも一つの直接隣接した波型形状の振幅値とは異なる振幅値を持つ、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法または装置。
7. 前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状の前記振幅値が、約０．１ｍｍ〜約１．５ｍｍ、好ましくは約０．２ｍｍ〜約１ｍｍ、最も好ましくは約０．３５ｍｍ〜約０．７５ｍｍ変動する、請求項６に記載の方法または装置。
8. 前記第一および前記第二のローラーの少なくとも一部の前記波型形状のそれぞれが、少なくとも一つの直接隣接した波型形状の波型角度とは異なる波型角度を持つ、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法または装置。
9. 前記第一および前記第二のローラーの前記波型形状の前記波型角度が、約３０度〜約９０度、好ましくは約４０度〜約８０度、より好ましくは約５５度〜約７５度変動する、請求項８に記載の方法または装置。
10. エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素で、またはエアロゾル発生物品用のエアロゾル形成基体で使用するための捲縮したシートであって、前記捲縮したシートが、長軸方向に延びる複数の実質的に平行な捲縮した波型形状を含み、前記捲縮した波型形状の前記ピッチ値が前記シートの幅全体にわたり変動する、捲縮したシート。
11. 少なくとも一部の前記捲縮した波型形状のそれぞれが、少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状の振幅値とは異なる振幅値を持つ、請求項１０に記載の捲縮したシート。
12. 少なくとも一部の前記捲縮した波型形状のそれぞれが、少なくとも一つの直接隣接した捲縮した波型形状の波型角度とは異なる波型角度を持つ、請求項１０または請求項１１に記載の捲縮したシート。
13. 金属箔、高分子シート、紙、均質化したたばこ材料、またはその組み合わせを含む群から選択されるシート材料を含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の捲縮したシート。
14. エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素であって、前記エアロゾル冷却要素が、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載された捲縮したシートの集合体から形成されたロッドを含み、前記捲縮したシートの前記捲縮した波型形状が前記ロッド内で複数の軸方向経路を画定する、エアロゾル冷却要素。
15. エアロゾル発生物品用のエアロゾル形成基体であって、前記エアロゾル形成基体が、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の捲縮したシートの集合体から形成されたロッドを含み、前記捲縮した波型形状が前記ロッド内で複数の軸方向経路を画定する、エアロゾル形成基体。
16. 請求項１４に記載のエアロゾル冷却要素と請求項１５に記載のエアロゾル形成基体の一方または両方を含む、エアロゾル発生物品。

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