JP6924773B2 - キャストシートの厚さをチェックするためのキャスティング装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、均質化したたばこ材料のシートをキャスティングするための、かつキャストシートの厚さを判定するように適合された装置、およびキャストシートの厚さを判定するための方法に関連する。

今日では、たばこ製品の製造では、たばこ葉の他に均質化したたばこ材料も使用される。この均質化したたばこ材料は一般的に、カットフィラーの製造にあまり適していないたばこ植物の部分（例えば、たばこ茎またはたばこダスト）から製造される。一般に、たばこダストは製造中にたばこ葉の取り扱いの間に副産物として作り出される。

均質化したたばこ材料の最も一般的に使用される形態は、再構成たばこシートおよびキャストリーフである。均質化したたばこ材料シートを形成するプロセスは一般的に、たばこダストと結合剤を混合してスラリーを形成する工程を含む。次にスラリーは、例えば、いわゆるキャストリーフを製造するために粘性のあるスラリーを移動する金属ベルト上にキャスティングすることによってたばこウェブを作り出すために使用される。別の方法として、再構成たばこを作り出すために、粘性が低くかつ含水量が高いスラリーを製紙と似たプロセスで使用することができる。調製されると、紙巻たばこおよび他の喫煙物品のために適切なたばこカットフィラーを製造するための葉たばこと類似した様式で、均質化したたばこウェブまたはシートを切断してもよい。このような均質化したたばこを作成するプロセスは、例えば、欧州特許第ＥＰ０５６５３６０号に開示されている。

エアロゾル発生物品では（例えば「燃やさない加熱式」タイプのエアロゾル発生物品では）、エアロゾル形成基体はエアロゾルを形成するがたばこ材料の燃焼は防止するために、比較的低い温度に加熱される。さらに、均質化したたばこ材料中に存在するたばこは、一般にたばこのみであるか、または大部分がこのようなエアロゾル発生物品の均質化したたばこ材料中に存在するたばこを含む。これは、このような「燃やさない加熱式」エアロゾル発生物品によって発生されるエアロゾル組成が実質的に均質化したたばこ材料のみに基づくことを意味する。従って、例えば、エアロゾルの味わいの制御のためには、均質化したたばこ材料の組成にわたる良好な制御を有することが重要である。

結果として得られたキャストシートの厚さは、最終製品に関連するパラメータである、すなわち、厚さは、エアロゾル発生物品などの最終製品が所望の仕様内にあるか否かに影響を与えうる。この理由から、キャスティング後に所望の厚さからの考えられる偏差が明らかとなるよう、キャストシートの厚さを測定することが好ましく、絶えず監視することがより好ましい。

均質化したたばこ材料のキャストシートの厚さを測定するために、キャストシートの上面と接触するホイールを使用することが周知である。測定中、キャストシートが絶えず移動および搬送されるという事実により、ホイールはキャストシートの上面上を転がる。ホイールの高さおよびその変化をチェックし、ホイールの高さから、キャストシートの厚さが得られる。次に得られた厚さは、許容公差内のキャストシートの所定の好ましい厚さと比較される。

ただし、たばこダストまたはその他の不純物が、例えば図１に示すように、キャストシートの上面と接触する間にホイール表面上に蓄積しうることが示されてきた。これらの粒子または不純物１０７（ホイール１０５の表面に付着したままの円で示される）は、キャストシート１０の測定中の厚さの正確な測定を妨げる場合がある。実際に、ホイール表面に付着した粒子はまた、有限寸法を有し、有限寸法は、粒子がキャストシートとホイールの表面との間に再び位置するときの厚さの変化としてシステムに見なされうる（図１を参照すると、粒子１０７はホイールの表面に付着しており、キャストシート１０が矢印４０で示す移動方向に沿って移動する間に粒子が達する２つの異なる位置で示されている）。ホイールの表面を掃除するために製造の中断が必要となって、その結果として生産性が低減する可能性がある。

従って、シートの厚さを確実に測定することができる、エアロゾル発生物品で使用するための均質化したたばこ材料のキャストシートを調製するための新しい方法およびキャスティング装置に対するニーズがある。さらに、厚さの測定は、速く、かつ製造を中断または妨げないか、最小限に中断または妨げるのみである、というニーズがある。

一態様によれば、本発明は、均質化したたばこ材料のキャストシートの製造のためのキャスティング装置に関連し、キャスティングシステムは、キャストシートを形成するように、均質化したたばこ材料のスラリーを保持するように適合されたキャスティングボックス、移動可能な支持体およびキャスティングボックスに保持されたスラリーを移動可能な支持体上に堆積するように適合されたキャスティングシステムを備える。さらに、キャスティング装置は、キャストシートの厚さを検出するセンサーを備え、センサーは、キャストシートの上面と接触するように適合された平面を備えるスライダーと、キャストシートの厚さを得るように、平面の高さを測定するように適合された高さ検出器とを含む。

均質化したたばこ材料は、スラリーを取得するため様々な成分を水と混合することによって形成される。その後の工程では、均質化した材料の連続ウェブまたはシートが、スラリーを支持体上にキャスティングすることによって移動可能な支持体上に生成される。結果として得られた均質化したたばこシートが良好な均質性を有することが望ましいが、これは、一定の厚さからの偏差は欠陥の出現を示す場合があるからである。従って、好ましい公称厚さからの偏差が発生しているか否かを判定するために、キャストシートの厚さがチェックされる。

キャストウェブの厚さは、欠陥の出現の検出に関連するだけではない。薄いウェブは、簡単に割れる怖れがある。厚いウェブは、凝集体を容易に、頻繁に発展させる場合がある。シート全体を通した均質な一定の厚さはまた、乾燥工程にも関連する。キャスティングの後、均質化したたばこ材料のシートまたはウェブは乾燥されることが好ましく、この乾燥パラメータは、とりわけ、シートまたはウェブの厚さに依存する。従って、シートの厚さを継続的に制御することが好ましい。

本発明によると、スライダーがキャストシートの上側表面、すなわち、移動可能な支持体と接触しないキャストシートの上側表面上に位置する。スライダーは、およそゼロに等しい曲率半径を有する表面である、平面を含む。スライダーは、シートの上側表面と接触するスライダーの表面の高さなどの、スライダーの一部分の高さを判定することによって、キャストシートの厚さを判定することが可能である。平面の、またはスライダーのその他の任意の所定の部分のこの高さから、キャストシートの厚さを得ることができる。

平面は、キャストシートが移動可能な支持体上に搬送される間、キャストシートの上面と接触したままである。実際に、キャスティングを連続して行うことができるように、キャストシートを常に移動させることが好ましい。一方で、スライダーがその位置で静止したまま、すなわち、スライダーがキャストシートの移動に「従う」ことをしないことが好ましい。キャストシートとスライダーとの間の相対的な移動によって、摩擦が蓄積されるが、この摩擦は、キャストシートの移動する上面と実質的に静止したままのスライダーの平面との間に存在する。摩擦は、接触している表面（上面と平面）間の摩耗によるスライダーの平面の一定の「清掃効果」を作り出す。「清掃効果」により、粒子または残屑が平面上に付着する可能性が非常に低くなり、そのため、機械を停止させて手動で平面を掃除する必要性の可能性もまた非常に低くなる。

「均質化したたばこ材料」という用語は本明細書を通して、たばこ材料の粒子の凝集によって形成される任意のたばこ材料を含むように使用される。本発明では、均質化したたばこのシートまたはウェブは、例えば、たばこ葉ラミナ、たばこ葉茎またはそれらのブレンドを粉砕することによって、またはその他の方法で粉末化することによって得られた粒子状たばこを凝集することにより形成される。

さらに、均質化したたばこ材料は、たばこの処理、取り扱い、および搬送の間に形成された少量のたばこダスト、たばこ微粉、およびその他の粒子状たばこ副産物のうちの一つ以上を含んでもよい。

本発明では、スラリーは、適切にブレンドされた異なるたばこタイプのたばこラミナおよびたばこ茎によって形成されるのが、好ましい。ここでは、「たばこタイプ」という用語は、ブライトたばこ、ダークたばこ、およびアロマティックたばこの３つの主要なグループにおける、たばこの異なる品種のうちの一つを指す。

このスラリーは、たばこに加えて、複数の様々な構成成分または成分を含む。これらの構成成分は均質化したたばこ材料の性質に影響を与える。第一の成分はたばこ粉末ブレンドであり、これはスラリー中に存在するたばこの大部分を含有することが好ましい。たばこ粉末ブレンドは均質化したたばこ材料中のたばこの大部分の供給源であり、それゆえ、例えば、均質化したたばこ材料を加熱して製造されるエアロゾルなどの最終製品に風味を与えるものである。たばこ材料ウェブの引張強さを増加するために、強化剤として作用する、セルロース繊維を含有するセルロースパルプが添加されるのが好ましい。均質化したシートの引張特性を強化するため、およびエアロゾルの形成を促進するために、結合剤およびエアロゾル形成体もスラリーに添加されるのが好ましい。さらに、均質化したたばこ材料のウェブをキャスティングするために最適なある一定の粘性および水分に達するために、スラリーに水が添加される場合がある。スラリーは、可能な限り均質にするために混合される。

このスラリーは、キャスティングボックスに収集され、そのなかで所定の量のスラリーが保持されるのが好ましく、例えば、キャスティングボックスに所定のレベルのスラリーが予め設定されている。このスラリーが移動可能な支持体上にキャストされ、均質化したたばこ材料の連続ウェブを形成する間、スラリーが連続してキャスティングボックスに供給されるのが好ましい。スラリーは、例えば、重力によってキャスティングボックスの底部から流出する。さらに、キャスティングボックス内の能動搬送の手段は、プッシャまたはプロペラなどにより提供可能である。このキャスティングボックスは、加圧容器を形成するのが好ましい。言い換えると、キャスティングボックス内の圧力に対して制御を行うことができ、これによって、ボックスから流出するスラリーは、キャスティングボックスの内圧のレベルで作用することでその後も制御される。キャスティング装置は、キャスティングボックス内部のスラリーを混合するための混合装置を備えることが好ましい。次にスラリーは、任意のキャスティングシステムによって移動支持体上に分配される。

スラリーは、移動支持体の上方に形成されるキャスティングボックスの出口を通って、移動支持体の幅にわたってキャスティングされる。この支持体は、キャスティングボックスからスラリーを除去するために、長軸方向に沿って移動する。この支持体は、例えば、ステンレス鋼製の移動可能なベルトを含んでもよい。

このキャスティングブレードは、その幅である、優占的な寸法を有することが好ましく、実質的にキャスティングボックスの幅全体に沿って延在することが好ましい。好ましくは、ブレードの幅とブレードが取り付けられるキャスティングボックスの幅は、同様である。

本発明に従って、均質化したたばこ材料のシートが形成されるように、スラリーがキャスティングされた後に、このようなシートの厚さが判定される。シートの厚さは約４０ミクロン〜約１０００ミクロンで変化することが好ましく、約８５ミクロン〜約５００ミクロンが好ましく、約１８０ミクロン〜約２５０ミクロンがより好ましい。

このような厚さを判定するために、平面を有するスライダーをキャストシートの上面または上側表面と接触させる、すなわち、移動可能な支持体と接触するシートの表面に対向するキャストシートの表面と接触させる。キャストシートが概して実質的に平面であるため、少なくともスライダーが位置する場所の近くでは、スライダーの平面と実質的に同じ大きさの面積であることが好ましい二つの表面の間に接触がある。

以下で「第一の平面」と呼ばれる平面に加え、スライダーは、第一の平面に対して傾いた追加的な平面を含むことが好ましい。有利なことには、この追加的な平面は、接触することなくキャストシートと面するように、第一の平面と９０°より大きい角度を形成する。この追加的な平面は、移動可能な支持体の移動方向に対して第一の平面の上流に位置することが好ましい。第一の平面と追加的な平面との間の接続は、滑らかである、すなわち、鋭い角は形成されず、むしろ、第一の平面を移動および接触させる間にキャストシートを鋭い角に露出させないように、連続的な湾曲した表面が第一の平面を追加的な平面に接続し、それゆえ、損傷させないようにすることが好ましい。

第一の平面は、角度によって、または丸みのある角、すなわち、二つの平面を接続する湾曲形状の表面によって、追加的な平面に接続されてもよい。二つの平面の間の接続の形状は、キャストシート上のスライダーの「粘性」の程度を変化させうる、すなわち、二つの平面の間の接続におけるスライダー形状の制御は、キャストシート上のスライダーのスライドを単純化しうる。

スライダーおよびキャストシートは、相互に相対的に移動する。スライダーは、キャストシートが移動可能な支持体によって移動する間に静止している、すなわち、動いていないことが好ましい。ただし、一部の実施形態では、スライダーとキャストシートとの間の相対的な移動も存在する限り、スライダーもまた移動可能である。スライダーとキャストシートとの間の相対的な移動は、キャストシートの上面に対するスライダーの平面の連続的な摩擦を引き起こす。二つの表面を連続的に擦ることにより、平面上に堆積しうる任意の粒子またはダストがキャストシートの動きによって引き起こされる擦りおよび摩擦によって迅速に除去されるため、平面それ自体上に自己清掃効果を引き起こす。

従って、スライダーの平面上の粒子の蓄積が防止される。

キャスティングシステムは、スラリーを移動可能な支持体上にキャスティングするように適合されたキャスティングブレードを含み、ある距離だけ該キャスティングブレードが該支持体から分離されていることが好ましい。考えられるキャスティングシステムは、スラリーを移動可能な支持体上にキャスティングするためにキャスティングブレードを使用する。キャスティングブレードは、支持体の上方に位置し、ブレードと支持体との間には距離が存在する。この距離は、キャストシートの特性を変化させるために変更可能であることが好ましい。

キャスティングシステムは、その間に間隙を形成する二つのキャスティングローラーを含み、該間隙が該キャスティングボックスの下方に位置することが好ましい。実質的に相互に平行な、二つのローラーを含むシステムが使用されてもよい。二つのローラーはその間に間隙を形成する。間隙は、キャストシートの特性を変化させるために変更可能な寸法を有することが好ましい。ローラーは、金属製ローラーであってもよく、鋼製ローラーであることが好ましい。スラリーがキャスティングローラーの上部に堆積し、そしてスティングローラー間に形成された間隙へと流れ込むように、ローラーは、キャスティングボックス内に形成された開口部の下方に位置する。スラリーは、ローラーのうちの一つの表面上に「接着」され、そして次に、移動支持体上に堆積する。ローラーは所与の速度で回転することが好ましく、この速度が調整可能であることがより好ましい。

有利なことには、スラリーが平行なローラーのうちの一つから第三のローラーへと、そして次に移動可能な支持体上に堆積するように、二つの実質的に平行なローラーのうちの一つの下方に位置する、第三のキャスティングローラーが存在する。第三のローラーはゴム製ローラーであってもよい。実質的に平行なローラーの回転速度およびローラー間の間隙は、鋼製ローラーおよび移動可能な支持体に対して押し付けるゴム製ローラーによって収集されるスラリーの量を画定する。鋼ベルトは、ゴム製ローラーからスラリーを収集する。ローラーおよび移動可能な支持体の差動速度により、均一にスラリーを広げることが可能である。

キャスティング装置は、該平面をキャストシートに向かって押し付けるように適合された加圧装置を含むことが好ましい。キャストシートの厚さを判定するために、スライダーが使用される本発明のソリューションを、キャストシートの上面と接触しているローラーまたはホイールが使用される従来技術によるソリューションと比較することで、以下のことが示される。キャストシートの上面へのセンサーの正確な接触を可能にする、同一の圧力値に対して、スライダーが提供される場合、スライダーとキャストスリーブの上面との間の接触面は、厚さセンサーとしてホイールまたはシリンダーが使用される場合よりも大きい。これは、ホイールまたはシリンダーが実質的に「線」でキャストシートの上面と接触する（すなわち、実質的に一次元接触）のに対して、スライダーが実質的にその平面の全領域と接触するという事実による。これは、比較的低い平方センチメートル当たりの強度をキャストシート上に加える間に、スライダーをキャストシートの上面と正確に接触させたままとすることを可能にし、キャストシートへの考えられる損傷の可能性を低減する。実際に、平方センチメートル当たりの高圧をかけた場合、厚さ測定プロセス中にキャストシートへの損傷が作り出される場合がある。例えば、比較的低い接触圧力は、平方センチメートル当たり約０．３ニュートン〜約１ニュートンの間に含まれる。

キャストシートの上面と接触しているスライダーの平面は、約０．２５平方センチメートル〜約６０平方センチメートルの間に含まれる寸法を有することが好ましい。約０．５平方センチメートル〜約３平方センチメートルの間に含まれるのが好ましい。

プリロードスプリング、または圧縮空気などの、数多くの異なる加圧装置を使用することができる。

キャスティング装置は空気圧発生器とノズルを含むことがより好ましく、該ノズルは、該平面を移動可能な支持体に向かって押し付けるように、圧縮空気をスライダーに向かって排出するように適合される。キャスティング装置は、ノズルを出る圧縮空気の圧力値を変化させる空気圧調整器を備えることがより好ましい。センサーを、圧縮空気を使用してキャストシートの上面上に押し付けることが好ましい。加えられる圧力の値は、測定するキャストシートのタイプまたは種類に応じて容易かつ正確に調整することができる。圧縮空気技術は、例えばばね圧縮に比べて、キャストシート上に加えられる圧力値を細かく調節すること、およびその厚さを測定するキャストシートの硬度およびタイプに応じてこの圧力値を適合させることを可能にする。例えば、厚さ測定工程の開始においてキャストシートの詳細を入力することで、スライダーによって加えられる圧力の非常に反応性のインライン調整が可能となりうる。

キャスティング装置は、相互に平行に位置する複数のスライダーを備えることが好ましい。複数のスライダーは、移動可能な支持体の動きの方向に垂直に形成された列に位置することがより好ましい。本発明によるいくつかのスライダーを、キャストシートの厚さを測定するのに使用しうる。キャストシートの厚さが複数の位置で測定されるため、これによってキャストシートの考えられる不均質性を判定することが可能である。例えば、第一のスライダーが位置する領域において測定される厚さが第二のスライダーが位置する異なる領域における厚さとは異なる場合、これは、厚さの不均質性が存在することを意味する。従って、複数のスライダーは、キャストシートの厚さとその変化の両方を測定することが可能である。キャストシート上に存在するスライダーの数が多いほど、厚さの変化を検出するのに達成される精度が高くなる。有利なことには、各スライダーがキャストシートの幅の一部分の厚さを測定するように、スライダーは、移動可能な支持体によって決定されるキャストシート移動方向に垂直に整列される。

移動可能な支持体の動きの方向に垂直な二つの隣接するスライダー間の距離が、約０センチメートル〜約２００センチメートルの間に含まれることが、より好ましい。スライダーの数および二つの連続的なスライダー間の距離は、キャストシートの幅に関連し、かつこれに従い、さらに、不均質性が判定される所望の正確さに関連する。二つの連続的なスライダー間の距離は、複数のスライダー内で一定に保たれる、すなわち、複数における任意の二つの連続的なスライダー間の距離が同一であることが好ましい。セグメントの合計がキャストシートの幅に等しくなるように、スライダーそれぞれは、キャストシートの全幅の一部分である「セグメント」の中間に位置することが好ましい。

平面は、長方形の表面を含むことが好ましい。長方形の表面の側面が、移動可能な支持体の動きの方向に垂直に位置することがより好ましい。平面の比較的単純な幾何学的形状が使用されることが好ましく、これにより、同時に、キャストシートの上面と接触する比較的大きな表面を有することが可能となる。

該高さ検出器は、移動可能な支持体に対する平面の高さを測定するように適合されることが好ましい。キャストシートの厚さは、移動可能な支持体と直接接触している時のスライダーの記憶された高さとキャストシートの移動上面と直接接触している時のスライダーの高さを比較することで測定されてもよい。二つの測定値間の差異により、所望のキャストシート厚さが得られる。

キャスティング装置は、乾燥ユニットを含み、スライダーは、移動可能な支持体の動きの方向で乾燥ユニットの下流に位置することが好ましい。キャスティングにおける該キャストたばこ材料ウェブの水分は、約６０パーセント〜約８０パーセントであることが好ましい。均質化したたばこシートは、キャスティング後に乾燥ユニットによって乾燥されることが好ましい。乾燥終了時の該キャストシートの水分は、例えば、乾燥ユニットの出口において、たばこ材料シートの乾燥質量の約７パーセント〜約１５パーセントであることが好ましい。従って、キャスティング直後のスライダーと均質化したたばこシートとの間の直接接触は、キャストシート中に高水分が存在することにより、接触が生じるキャストシートの表面上に欠陥の形成をもたらす場合がある。乾燥後、キャストシート内の水分は大きく低減され、キャストシートの上面と平面との間の摩擦がキャストシートの上面を損傷しない、または最小限に損傷するのみとなりうる。

キャスティング装置は、センサーに接続された制御ユニットを含み、制御ユニットはセンサーにより送信された信号に基づき、該スライダーの高さの変化を判定するように適合されることが好ましい。制御ユニットは、フィードバックループを実施してキャスティング装置内の一つ以上のパラメータを変化させるために、センサーから受信した信号に応答して、アクチュエータまたはモーターに命令するように適合されることがより好ましい。本発明のキャスティング装置には、一つ以上のフィードバックループが存在するのが好ましい。欠陥、例えば、センサーによって明らかとなりうる、均質化したたばこ材料のキャストシートの厚さの不均質性の存在により、最適でないキャスティング条件の存在が暗示される。これらの最適でないキャスティング条件は、いくつかの要因による可能性があり、例として、好ましい範囲外にあるスラリーの密度、キャスティングブレードの幅を超えるキャスティングブレードと移動可能な支持体との間の一定でない間隙、好ましい水分範囲外のスラリーの水分レベルなどが挙げられる。従って、有利なことには、制御ユニットはセンサーの高さの変化があるか否かを判定することができ、また、例えばキャスティング条件が所望の仕様外となるキャストシートの製造を引き起こしうる時に、フィードバックループを実施することが好ましい。この中央制御ユニットは、偏向するプロセスパラメータを変更するまたは１つ以上の追加の別のパラメータを修正するために、アクチュエータもしくはモーターを操作またはそれに命令して、検出された問題を訂正することができる。

別の態様によれば、本発明は、均質化したたばこ材料のキャストシートの厚さをチェックする方法に関連し、該方法は、均質化したたばこ材料のスラリーをキャスティングボックス内に導入すること、スラリーをキャストシートを形成する移動可能な支持体上に堆積すること、および平面を有するスライダーをキャストシートの上面と接触させることを含む。また、本方法は、スライダーの平面の高さを検出すること、および検出された高さからキャストシートの厚さを得ることも含む。

第一の態様に関連して説明したように、平面を有するスライダーによるキャストシートの厚さの測定は、以下の有利な効果のうちの少なくとも一つを有しうる。スライダーがダストまたは任意のその他の粒子がスライダーの平面下に付着したままとなることを防止する下での摩耗効果により、厚さ測定のエラーが最小となる。スライダーとキャスシートとの間の比較的大きな接触面により、特にホイールを有するセンサーと比較した時に、スライダーをキャストシート上に押し付けた時のキャストシートへの考えられる損傷が低減する。

本方法は、平面をキャストシートの上面に対して押し付けることを含むことが好ましい。該押し付けることは、加圧空気をスライダー上にかけることで実施されるのがより好ましい。

平面によってキャストシートの上側表面上にかけられる圧力値を調整する工程が好ましい。該調整における該圧力の値は、キャストシートの組成のパラメータに依存することがより好ましい。有利なことには、圧力の量は、キャストシートのタイプに応じて較正される。

スラリーのキャスティングは、キャスティングブレードによって実施され、キャスティングブレードと移動可能な支持体との間の距離を変更可能であることが好ましい。

スラリーのキャスティングが、二つのキャスティングローラーによって実施され、二つのキャスティングローラー間の間隙を変更可能であることが好ましい。

本方法は、スラリーを調製する工程、スライダーの高さの変化を検出する工程、および検出された変化が事前設定の間隔外である場合に、スラリーのキャスティング工程の、またはスラリーの調製工程における、またはキャストシートの処理工程におけるパラメータを変更する工程を含むことが好ましい。有利なことには、フィードバックループが存在し、スラリー組成の、またはキャスティングのパラメータを、所望の仕様外である厚さの変化を相殺するために変更することができる。このようにして、キャストシート内の欠陥により無視される必要がある製造量が最小にされる。

スラリーのキャスティング工程の、またはスラリーの調製工程における、またはまたはキャストシートの処理工程におけるパラメータを変更する工程は、キャスティングローラー間の間隙を変更すること、キャスティングブレードと移動可能な支持体との間の距離を変更すること、キャスティングローラーのうちの少なくとも一つの速度を変更すること、移動可能な支持体の速度を変更すること、キャストシートの乾燥プロファイルを変更することのうちの一つ以上を含むことがより好ましい。キャストシートの所望の厚さを得るために、フィードバックループがこれらのパラメータのうちの一つ以上に作用することが好ましい。オンラインフィードバックループが好ましい。

本発明の方法は、スライダーを実質的に静止したまま、該移動可能な支持体および該キャストシートを搬送方向に沿って移動させる工程を含むことが好ましい。有利なことには、スライダーが移動しないため、その高さを検出することは容易である。

本発明の方法は、キャストシートを乾燥する工程、および乾燥後にスライダーの平面の高さを検出する工程を含むことが好ましい。

本発明のさらなる有利な点は、非制限的に添付の図面を参照しながら、本発明を実施するための形態から明らかになろう。

− 図１は、従来技術によるキャスティング装置の一部の概略側面図である。 − 図２は、本発明による均質化したたばこシートをキャスティングする装置を含む均質化したたばこシートの製造のための装置の概略側面図である。 − 図３は、図２のキャスティング装置の一部の概略側面図である。 − 図４は、図３のキャスティング装置の一部の異なる実施形態の概略斜視図である。 − 図５は、本発明の方法を使用して均質化したたばこシートの厚さを測定する方法のフロー図である。 − 図６は、図２のキャスティング装置で使用されるキャスティングシステムの異なる実施形態の概略側面図である。

図２を最初に参照すると、本発明による均質化したたばこ材料のシート１０の製造のための装置を表し、参照番号１で示している。

均質化したたばこ材料のシート１０の製造のための装置１は、本発明により実現したキャスティング装置２、および、またさらに好ましくは、均質化したたばこ材料のシートの動きの方向にキャスティング装置２の下流に位置する乾燥装置またはユニット３を含む。

キャスティング装置２は、均質化したたばこ材料のウェブを形成するスラリーが導入されるキャスティングボックス４、ポンプ５、キャスティングブレード６および移動可能な支持体７を備える。キャスティングボックス４は、任意の幾何形状を有し、図示の実施形態では、実質的に角柱である。このキャスティングボックスは、その底部に一致する開口部４３を有し、その開口部は、キャスティングボックスの幅に沿って延在する。バッファタンク（図示せず）からのスラリーは、ポンプ５を用いてキャスティングボックスに移送される。ポンプ５は、キャスティングボックス４に導入されるスラリーの量を制御する流量制御（図示せず）を備えるのが好ましい。

ポンプ５は、有利なことには、スラリーの移送時間を確実に必要最小限に維持するよう設計されている。

さらに、キャスティング装置２は、スラリーをキャストするためにキャスティングボックス４に固定されるキャスティングブレード６を含む。このキャスティングブレード６は、その幅である主寸法を有し、底部のその開口部４３でまたはその近くでキャスティングボックス４に固定される。キャスティングブレード６の長手方向幅は、スラリーのキャストウェブの所望の幅に応じて、約４０ｃｍから３００ｃｍであるのが好ましい。好ましくは、こうした幅は、例えば、適切な幅調整手段（図示せず）によって調整可能であり、それにより、ブレードの幅またはキャスティングボックスの稼働容量を、キャストされるウェブの幅に合わせることができる。このキャスティングボックスの稼働容量は、実際にスラリーで充填されるキャスティングボックスの容量である。

キャスティングブレード６は、調整可能盤（添付図面に図示せず）によってキャスティングボックスに取り付けられるのが好ましく、調整可能盤は、キャスティングブレード６の位置を正確に制御することを可能にする。キャスティングボックス４およびキャスティングブレード６は、移動可能な支持体７を回転させるドラム８の上に搭載される。キャスティングブレード６と移動可能な支持体７との間には間隙が存在し、その寸法が、とりわけ、均質化したたばこ材料のキャストシートの厚さを決定する。このように、間隙の寸法は、調整可能盤によってキャスティングブレード６の位置を制御することによって制御される。

その幅に対して垂直方向に間隙の寸法を変更するため、すなわち、間隙の横幅を変更するため、複数のアクチュエータ２１（図２には一つのみを図示する）。

キャスティング装置２の異なる実施形態において、図６に示すように、キャスティングローラーは、キャスティングブレードの代わりに使用される。スラリーはキャスティングボックス４に収集され、キャスティングボックス４は開口部５１を含み、開口部５１から、実質的に互いに平行であって、水平であることが好ましい実質的に同一面上にそれらの軸を有する第一のキャスティングローラー５２、第二のキャスティングローラー５３上に、スラリーが重力によって落下する。二つのキャスティングローラー５２、５３は、その間に、例えば約０．４ミリメートルに等しい間隙を形成する。二つのキャスティングローラー５２、５３は回転し、それらの速度（それらは同一の方向に回転する）は、第一のキャスティングローラーが約３．２５メートル／分、第二のキャスティングローラーが約１．６２メートル／分である。

第一のキャスティングローラーは、実質的にスラリーで被覆され、そしてスラリーを第一のキャスティングローラーの下方に位置する第三のキャスティングローラー５４上に搬送する。第三のキャスティングローラーも回転して、スラリーを移動可能な支持体７上に運ぶ。第三のキャスティングローラーの回転速度は、約２．３１メートル／分である。

上記の実施形態のいずれにおいても、キャスティング装置２はまた、スラリーが均質化したたばこ材料のシート１０を形成するようキャスティングされる可動支持体７を備える。この移動支持体７は、例えば、ドラム組立体を備える連続したステンレスベルト７を備える。このドラム組立体は、移動可能な支持体７を移動させるキャスティングボックス４の下方に位置する主ドラム８を含む。キャスティングボックス４は、主ドラム８の上部に搭載されるのが好ましい。上述の搭載の公差は、非常に厳密で、例えば、約０．０１ｍｍ以内であるのが好ましい。例えば、移動可能な支持体ドラム８の公差は、同心で約０．０１ｍｍ未満、直径にわたって約０．１０ｍｍ未満である。移動可能な支持体７の公差は、約０．０１ｍｍ未満であるのが好ましい。

移動可能な支持体は、図３に矢印４０で示す方向に沿ってキャストシート１０をシフトする。

さらに、再度図２を参照すると、キャスティング装置２は、キャストシート１０の厚さを測定するセンサー３０を含んでいる。センサー３０は、平面３４（図３により明らかである）を有するスライダー３３、および平面３４の高さを測定するように適合された高さ検出器３８を含む。センサー３０は、例えば、アクチュエータ３５によってキャストシート７に向かって上昇または下降させうる。平面３４は、例えば約１．２平方ミリメートルのサイズを有する。

さらに、図３に見えるように、スライダー３３は、平面３４に対して傾斜した、移動可能な支持体７の動きの方向で平面３４の上流に位置する、別の平面３６を含む。別の平面３６は、平面３４に対して約９０°より大きい角度で傾いている。この別の平面３６は、キャストシート１０と接触しないことが好ましい。図示しない異なる実施形態において、二つの平面間の接続は、湾曲した表面によって得られる。

装置１は、圧縮空気の蒸気をスライダー３３に向かって排出するように適合された圧縮空気発生器３７（図３に見える）をさらに備える。スライダーは、圧縮空気によって移動可能な支持体７に向かって押し付けられる。これを達成するために、発生器３７は、スライダー３３に向かって方向付けられ、かつ適切に配向される、ノズル３８を備えることが好ましい。

装置１は、複数のセンサー３０を備えてもよい。図４に示すように、複数のセンサー３０は、搬送方向４０に実質的に垂直な列に沿って位置する。センサーの列は、その幅全体に沿ったキャストシート１０の厚さを判定するのに使用される。複数のセンサーそれぞれは、アクチュエータ３５を介してその高さのみでなく、キャストシートの幅内のその位置、すなわち、矢印６０で示す移動可能な支持体７の移動方向に垂直な方向の位置も変更することができることが好ましい。

複数のセンサー３０のセンサーのそれぞれは、図３の拡大図に示されるように実現されることが好ましい。ただし、複数のセンサーにおいて差異も存在しうる。

複数のセンサーまたは単一使用のセンサー３０は、キャストシート１０の動きの方向４０で乾燥装置２の下流に位置することが好ましい。

複数のセンサーは、それらがそれぞれたばこキャストシート１０の幅の一部分を監視するように、相互から等距離に置かれることが好ましい。

別のセンサーは、キャスティング装置２、例えばレベルセンサー（図示せず）内に提供されてもよく、キャスティングボックス４内のスラリーの高さを制御するように適合される。さらに、別のセンサー３１が、移動可能な支持体７の上方に配置されて、移動可能な支持体７上の均質化したたばこの層の平方センチメートル当たりの質量を測定することが好ましい。センサー３１は、例えば、核子測定ヘッドであってもよい。図示していない、追加のセンサーが同様に存在するのが好ましく、例として、均質化したたばこのキャストウェブの欠陥の位置を突き止め判定するセンサー、キャスティングにおけるスラリーおよびキャストリーフの水分を判定するセンサー、およびキャスティングボックス４のスラリーの温度を判定する温度センサーが挙げられる。

すべてのセンサーは、測定すべき（温度、水分スラリーレベル、欠陥など）それぞれのパラメータに関連する信号を中央制御ユニット５０へ送信することが好ましい。また、センサー３０も中央ユニット５０に接続されて、スライダー３３の高さに関連する信号を送信することが好ましい。中央制御ユニット５０は、ポンプ５、アクチュエータ２１の一つまたはいくつか、またはすべてに、もしくはキャスティング装置２またはスラリー調製装置（図示せず）内のさらなる回路およびアクチュエータに電気的に接続されるのが好ましい。キャストシートが、欠陥もしくは不均質性を示すか、またはキャストシートの特性が事前設定の範囲外にある場合、中央制御ユニット５０は、プロセスパラメータの変更を指示し、スラリーの特性またはキャスティングのパラメータに影響を及ぼすことができる。これらのプロセスパラメータは、例えば、キャスティングブレード６と支持体７との間の間隙の寸法またはキャスティングボックス内のスラリーの量であってもよい。例えば、キャスティングブレード６のアクチュエータ２０に対するフィードバックループは、キャストウェブの厚さを調整するために存在する。

乾燥装置３は、複数の個別の乾燥ゾーンを含むことが好ましい。個別の乾燥ゾーンは、支持体の下側の蒸気加熱と移動可能な支持体７上方の加熱空気と、好ましくはまた調節可能な排気制御を含むことが好ましい。乾燥装置３の中では、均質化したたばこウェブが、支持体７上で望ましい最終的水分まで乾燥される。

ここで、図５を参照すると、キャスティング装置２を含む装置１の機能は以下の通りである。好ましくは、たばこ粉末と他の成分を混合し組み合わせて形成されるスラリーは、例えば、インラインミキサ（同様に図示せず）を使用して保持タンク（図示せず）からキャスティング装置２のキャスティングボックス４内部へ移送される。望ましく均質かつ均一な膜の厚さのシートへのスラリーのキャスティングという工程１００は、例えば、ステンレス鋼ベルト７などの移動可能な支持体７上で実施される。キャスティングする工程１００は、スラリーを混合タンクからキャスティングボックス４へと移送することを含む。さらに、好適なセンサーによって、キャスティングボックス４のスラリーのレベル、キャスティングボックス４内部のスラリーの水分、およびスラリーの密度を監視することを含むのが好ましい。

キャスティングは、キャスティングブレード６または移動可能な支持体７と間隙を形成するキャスティングローラー５２〜５４によって実施されるが、間隙はフィードバック制御も可能である。

さらに、このキャストウェブは乾燥装置３による乾燥工程１０１を受ける。この乾燥工程は、好ましくは、個別に制御可能なゾーンを備えるエンドレスなステンレス鋼ベルトの乾燥機中のキャストウェブの均一で穏やかな乾燥を含む。乾燥中、各乾燥ゾーンの穏やかな乾燥プロファイルを確実にするために、各乾燥ゾーンでキャストウェブの温度を監視する工程１０２が実施されるのが好ましい。このキャストウェブは、底部加熱および上部空気乾燥のスチームパンを備える鋼ベルト７上で所望の最終水分まで乾燥される。すべての乾燥ゾーンは、蒸気フローと圧力制御とを備え、空気温度と空気フローを完全に調整可能にして所望の乾燥プロファイル提供し、確実に製品滞留時間が守られる。また、乾燥の全特徴である乾燥プロファイルは、キャストシートの厚さの測定値に応じてフィードバック制御可能である。

キャスティング工程１００および乾燥工程１０１の終わりにおいて、均質化したたばこウェブは支持体７から取り外されることが好ましい。乾燥ステーションの後で適正な含水量にてキャストウェブのドクタリング１０３を実施することが好ましい。キャストシート１０の含水量をさらに取り除くために、キャストウェブは二次乾燥プロセス１０４を通過することが好ましい。

ドクタリング工程１０３の前であって、好ましくは乾燥工程１０１の後に、均質化したたばこ材料のシート１０の厚さの測定工程１０４が実施されるのが好ましい。シートの厚さは、センサー３０または複数のセンサー３０を使用して連続して監視され、フィードバック制御されることが好ましい。

センサー３０は、その厚さ８０（図２参照）を測定するためにキャストシート１０の上面と接触して移動する。平面３４は、アクチュエータ３５の移動によってキャストシートの上面と接触するようになる。また、キャストシート１０上の平面３４の位置も変更可能である、すなわち、図４の矢印６０に示すシートの幅に沿った平面３４の位置も変更可能である。

発生器３７からの圧縮空気の排出によって、平面３４によりキャストシート１０上に圧力がかけられる。発生器３７は、ノズル３８を通して、キャストシートの特徴に応じて設定される所与の圧力を有する空気を排出する。例えば、制御ユニット５０は、キャストシートの入力された特徴に応じて適切な圧力値を設定するよう発生器３７に命令を送信しうる。

例えば、平面の面積は、約３平方センチメートルであって、約１〜２ニュートンの力をキャストシート１０にかけるものとしてもよい。

次に、平面３４の高さが検出される。検出された高さから、初期高さを減算するが、初期高さは移動可能な支持体７と接触している時の平面の高さである。この減算は、高さ信号が好ましくはセンサー３０によって送信される、制御ユニット５０内で実施されるのが好ましい。減算の結果により、キャストシート１０の厚さ８０が得られる。

制御ユニット５０では、キャストシート１０の検出された厚さ８０と、キャストシート１０の厚さの好ましい値、または値の範囲との間の比較がなされることが好ましい。

測定工程１０４の後に、フィードバック工程１０６が続いてもよい。フィードバック工程では、制御ユニット５０がモーターまたはアクチュエータに信号を送信してスラリー形成の、またはスラリーキャスティング工程のパラメータを変更しうる。フィードバック工程１０６は、測定されたキャストシート１０の厚さが所望の範囲外である、または均一ではない場合に実施されるのが好ましい。例えば、図４に図示する複数のうちの二つの異なるセンサー３０が異なる厚さを検出する場合、不均一な厚さが存在する。さらに、フィードバック工程６０は、結果として得られる厚さ８０が所望の範囲外となる前であっても、キャストシート厚さに単調な変化が検出される場合に実施されてもよい。

さらに、フィードバック工程１０６はインラインで実施されることが好ましく、すなわち、所望の範囲内の厚さ８０または均一な厚さのキャストシート１０のいずれかを得るために変更するパラメータを製造中に変更してもよい。

Claims (25)

1. 均質化したたばこ材料のキャストシートの製造のためのキャスティング装置であって、前記キャスティング装置は、
   ｏ 前記均質化したたばこ材料のスラリーを保持するように適合されたキャスティングボックスと、
   ｏ 移動可能な支持体と、
   ｏ 前記キャストシートを形成するように、前記キャスティングボックスに保持された前記スラリーを前記移動可能な支持体上に堆積するように適合されたキャスティングシステムと、
   ｏ 前記キャストシートの厚さを検出するセンサーと、を備え、
   ｏ 前記センサーは、前記キャストシートの上面と接触するように適合された平面を備えるスライダーと、前記キャストシートの前記厚さを得るように、前記平面の高さを測定するように適合された高さ検出器とを含む、キャスティング装置。
2. 前記キャスティングシステムは、前記スラリーを前記移動可能な支持体上にキャスティングするように適合されたキャスティングブレードを含み、ある距離だけ前記キャスティングブレードが前記支持体から分離されている、請求項１に記載のキャスティング装置。
3. 前記キャスティングシステムは、その間に間隙を形成する二つのキャスティングローラーを含み、前記間隙が前記キャスティングボックスの下方に位置する、請求項１に記載のキャスティング装置。
4. 前記平面を前記キャストシートに向かって押し付けるように適合された加圧装置を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のキャスティング装置。
5. 前記加圧装置は空気圧発生器とノズルを含み、前記ノズルは、前記平面を前記移動可能な支持体に向かって押し付けるように、圧縮空気を前記スライダーに向かって排出するように適合される、請求項４に記載のキャスティング装置。
6. 前記ノズルを出る前記圧縮空気の圧力値を変化させる空気圧調整器を含む、請求項５に記載のキャスティング装置。
7. 相互に平行に位置する複数のスライダーを備える、請求項１〜６のいずれかに記載のキャスティング装置。
8. 前記複数のスライダーは、前記移動可能な支持体の動きの方向に垂直に形成された列に位置する、請求項７に記載のキャスティング装置。
9. 前記移動可能な支持体の動きの方向に垂直な二つの隣接するスライダー間の距離が、約０センチメートル〜約２００センチメートルの間に含まれる、請求項７または８に記載のキャスティング装置。
10. 前記平面は、長方形の表面を含む、請求項１〜９のいずれかに記載のキャスティング装置。
11. 前記長方形の表面の側面が、前記移動可能な支持体の動きの方向に垂直に位置する、請求項１０に記載のキャスティング装置。
12. 前記高さ検出器は、前記移動可能な支持体に対する前記平面の前記高さを測定するように適合される、請求項１〜１１のいずれかに記載のキャスティング装置。
13. 乾燥ユニットを含み、前記スライダーは、前記移動可能な支持体の動きの方向において、前記乾燥ユニットの下流に位置する、請求項１〜１２のいずれかに記載のキャスティング装置。
14. 前記センサーに接続された制御ユニットを含み、前記制御ユニットは、前記センサーにより送信された信号に基づき、前記スライダーの高さの変化を判定するように適合される、請求項１〜１３のいずれかに記載のキャスティング装置。
15. 均質化したたばこ材料のキャストシートの厚さをチェックする方法であって、
    ｏ 均質化したたばこ材料のスラリーをキャスティングボックス内に導入することと、
    ｏ 前記スラリーをキャストシートを形成する移動可能な支持体上に堆積することと、
    ｏ 平面を有するスライダーを前記キャストシートの上面と接触させることと、
    ｏ 前記スライダーの前記平面の高さを検出することと、
    ｏ 前記検出された高さから前記キャストシートの厚さを得ることと、を含む、方法。
16. 前記平面を前記キャストシートの前記上面に対して押し付けることを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記押し付けることは、加圧空気を前記スライダー上にかけることで実施される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記平面によって前記キャストシートの前記上面上にかけられる圧力値を調整する工程を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記調整する工程における前記圧力値は、前記キャストシートの組成のパラメータに依存する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記キャストシートの前記形成は、キャスティングブレードによって実施され、前記キャスティングブレードと前記移動可能な支持体との間の距離は変更可能である、請求項１５〜１９に記載の方法。
21. 前記キャストシートの前記形成が、二つのキャスティングローラーによって実施され、前記二つのキャスティングローラー間の間隙は変更可能である、請求項１５〜１９に記載の方法。
22. ｏ スラリーを調製する工程と、
    ｏ 前記スライダーの前記高さの変化を検出する工程と、
    ｏ 前記検出された変化が事前設定の間隔外である場合に、前記スラリーのキャスティング工程の、または前記スラリーの調製工程における、または前記キャストシートの処理工程におけるパラメータを変更する工程を含む、請求項１５〜２１のいずれかに記載の方法。
23. 前記スラリーのキャスティング工程の、または前記スラリーの調製工程における、または前記キャストシートの処理工程におけるパラメータを変更する前記工程は、
    ・ 前記キャストシートの前記形成が、二つのキャスティングローラーによって実施され、前記二つのキャスティングローラー間の間隙は変更可能であって、前記キャスティングローラー間の前記間隙を変更することと、
    ・ 前記キャストシートの前記形成が、キャスティングブレードによって実施され、前記キャスティングブレードと前記移動可能な支持体との間の距離が変更可能であって、前記キャスティングブレードと前記移動可能な支持体との間の前記距離を変更することと、
    ・ 前記キャスティングローラーのうちの少なくとも一つの速度を変更することと、
    ・ 前記移動可能な支持体の速度を変更することと、
    ・ 前記キャストシートの乾燥プロファイルを変更することと、のうちの一つ以上を含む、請求項２２に記載の方法。
24. ｏ 前記スライダーを実質的に静止したまま、
    ｏ 前記移動可能な支持体および前記キャストシートを搬送方向に沿って移動させる工程、を含む、請求項１５〜２３のいずれかに記載の方法。
25. ｏ 前記キャストシートを乾燥する工程と、
    ｏ 乾燥後に前記スライダーの前記平面の高さを検出する工程と、を含む、請求項１５〜２４のいずれかに記載の方法。

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