CN106998791A - 用于制造气溶胶生成半成品产品的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于制造气溶胶生成半成品产品的方法及设备包括沿着纵向的第一运动路径组合基本上圆柱形的节段的步骤。沿着所述第一运动路径执行以下步骤：沿着所述第一运动路径馈送至少三个不同节段的流，由此以交替顺序布置所述至少三个节段，将所述至少三个节段的流包覆在片材中以形成无端节段条棒，以及切割所述无端节段条棒，由此将所述无端节段条棒分离成经过包覆的节段条棒。所述方法还包括沿着第二运动路径处理经过包覆的节段条棒的步骤，其中沿着第二运动路径执行以下步骤：在带槽接收滚筒的凹槽中接收所述经过包覆的节段条棒，其中所述第一运动路径的末端与所述带槽接收滚筒的所述凹槽的纵向轴线对准。

Description

用于制造气溶胶生成半成品产品的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造基本上圆柱形的气溶胶生成半成品产品尤其是气溶胶生成双倍产品的方法及设备。

背景技术

气溶胶生成物件由几个不同节段组装而成。为了制造气溶胶生成物件，通常组合多个节段以形成无端节段条棒。随后切割无端条棒，切割的条棒部分与诸如烟嘴的另外的节段组合。例如，在WO2013/164124中，重复系列的三个节段布置成无端条棒。接着将无端条棒切割成个别条棒状的物件。WO2013/164124中公开的方法要求转动每隔一个条棒状的物件以便将条棒状的物件与第二双倍长度条棒状的物件一起布置。此转动步骤要求高速机械设备中的空间并且具有使条棒状的物件错位或损坏的风险。此外，所述方法包括几个不同的运动路径，其中在后续运动路径之间改变物件的移动方向。

因此，需要一种以高生产速度制造气溶胶生成半成品产品的方法及设备。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种制造气溶胶生成半成品产品的方法，其中所述半成品产品基本上是圆柱形的。所述方法包括如下步骤：沿着纵向第一运动路径以端对端关系组合具有纵向轴线的基本上圆柱形的节段。由此，沿着第一运动路径执行以下步骤：沿着第一运动路径馈送至少三个不同节段的流，由此以端对端关系和交替顺序布置至少三个不同节段；将至少三个不同节段的流包覆在片材中以形成无端节段条棒；以及切割无端节段条棒，由此将无端节段条棒分离成包覆节段条棒。所述方法还包括沿着第二运动路径处理包覆节段条棒的步骤。由此，沿着第二运动路径执行以下步骤：在带槽接收滚筒的凹槽中从组合器接收包覆节段条棒，其中第一运动路径的末端与带槽接收滚筒的凹槽的纵向轴线对准。无端节段条棒中的节段的纵向轴线布置成平行于第一运动路径的移动方向，并且包覆节段条棒中的节段的纵向轴线布置成垂直于第二运动路径的移动方向。

优选地，半成品产品是双倍产品，也就是说，具有单一产品的两倍长度的产品。然而，本文所使用的半成品产品还可以是通过切割无端节段条棒产生的包覆节段条棒，以及在切割无端节段条棒和制造双倍产品之后制造的任何中间产品。

在根据本发明的方法的一些实施例中，所述方法进一步包括沿着第二运动路径执行以下更多步骤：切割包覆节段条棒，由此将包覆节段条棒划分成两部分；沿着经过切割的包覆节段条棒的节段的纵向轴线分离经过切割的包覆节段条棒的两部分；将额外节段馈送和插入在经过切割的包覆节段条棒的两部分之间；以及通过将经过切割的包覆节段条棒的两部分和插入的额外节段包覆在接装材料中，通过组合经过切割的包覆节段条棒的两部分和插入的额外节段，借此形成双倍产品。

通过直接叠加纵向的、优选地基本上笔直的第一运动路径的末尾与第二运动路径的开头，可以在一个连续过程中制造半成品的双倍产品。在第一运动路径布置在组合器中并且第二运动路径布置在接装装置中的情况下，组合器和接装装置彼此介面连接。优选地，组合器和接装装置横向于彼此布置，使得接装装置中的第二运动路径布置成垂直于组合器中的运动路径。通过这样，无端节段条棒以及半成品产品和最终产品中的节段轴线始终彼此平行。不需要节段转动。在接装装置中，分离运动可以垂直于经过切割的包覆节段条棒的移动方向。在这个分离运动期间，优选地，经过切割的包覆节段条棒布置在相应分离滚筒的凹槽中。紧接着这个分离运动，在接装装置中仅仅存在一个运动路径，沿着该运动路径传送节段。同样，不需要在接装装置中传送半成品产品或其组成部分。因此，接装装置中在处理时丢失或损坏物体的风险明显减少。不需要使物体转动的设备，并且可以节省用于这些处理步骤的制造时间或空间。节段和用其形成的任何半成品产品从节段组合的时刻起直到它们到达接装装置的末尾时维持其对准。所述节段执行纯平移移动而不执行旋转。

此外，在组合器中和在接装装置中，包含从组合器到接装装置的传送过程中，根据个别产品流处理半成品产品。在个别产品流中，在制造和处理线中的任何阶段提供对个别产品的控制。举例来说，产品的位置和对准在任何时间为已知的。此允许(例如)仅在处理线中的一个位置处提供单一排出装置。用以检测不满足规格要求的物体的检测构件可(例如)沿着整个处理线布置。归因于个别产品流，待弃置的物体可虚拟地标记且在更下游的位置由排出装置弃置。

如本文所使用，“上游”和“下游”这些术语在用于描述组合器或接装装置或其它设备的元件或元件的一些部分的相对位置时，是指多个半成品产品或单一产品在制造或输送过程期间的移动方向。也就是说，半成品产品或单一产品在下游方向中从上游末端移动到下游末端。

每个产品的此控制或定位例如在产品质量流中是不能获得的。在质量流中，沿着总体移动方向输送产品。因此，质量流中个别产品的确切位置并不是已知的。产品质量流例如在存储或缓冲系统或供应储集器中是已知的。

无端节段条棒中的节段的交替方式的具体布置(也就是说，串联和逆串联方式)允许在连续的制造过程中制造双倍产品，而不需要在根据本发明的设备中制造的节段、包覆节段条棒、双倍产品或者任何其它半成品的转动步骤。

甚至不需要转动步骤就可以在连续过程中制造最终产品。为了制造最终产品，所述方法进一步包括切割布置在双倍产品中的额外节段的步骤，由此划分额外节段并且形成单一产品。其中，将双倍长度的节段切割成两个单一长度的节段以从双倍产品形成两个最终产品。

“交替顺序”这个术语应理解为包括节段的串联和逆串联顺序：系列节段和逆系列节段交替地布置。所述节段将以交替的升序和降序布置，其中，优选地只有不同节段布置在彼此旁边。例如，三个不同节段A、B和C以升序和降序布置以便形成例如ABCBABCBABCB…。总的来说，节段流可具有比流中的不同节段数量多至少一个的周期的序列。例如，如果通过组合三个不同节段制造节段流，则所述周期可以是四个不同节段的序列，例如ABCB-ABCB-ABCB…。例如，如果通过组合四个节段制造节段流，则所述周期可以是五个节段的序列，例如ABCDCB-ABCDCB-ABCDB…。在这些实例中，节段的系列是ABC(D)，逆系列是(D)CBA，其中一系列中的最后一个节段同时也是逆系列的第一节段且反之亦然。在替代实施例中，一系列的最后一个节段和逆系列的第一个节段可以是相同的节段但不是同一个节段，例如ABCCBAABCCBA…或ABCCBABCCBA…。在这些实施例中，可以在相同节段之间切割通过包覆节段流形成的无端条棒以形成包覆节段条棒。

这里使用“基本上笔直的第一运动路径”这个术语描述包含路径中的较小弯曲或斜坡的笔直运动路径。然而，较小的弯曲和斜坡确实优选地不超出从完全笔直路径的20％的偏离。

这里使用“基本上圆柱形”这个术语描述沿着长度具有基本上恒定的横截面的半成品产品和节段，并且包含例如具有圆形或椭圆形横截面的圆柱形。半加工产品和节段可例如为具有圆形或椭圆形横截面的条棒。

“节段”这个术语用于指代节段流的具有限定边界的元件。单独的节段可以具有大于径向延伸部的纵向延伸部。优选地，节段具有基本圆形的横截面。优选地，节段流中的节段具有下面中的至少一项：不同柔性、不同硬度、不同压缩率、不同重量、不同形状、不同长度、不同构造、不同材料属性、不同抽吸阻力或不同的过滤属性。节段流中的节段可以例如是可切割或不可切割的。优选地，沿着节段流的长度或沿着一个或几个节段的长度存在节段流的不一致的特征。例如，不一致硬度可以存在于由包含胶囊的过滤嘴束制成的过滤嘴元件中。节段可例如具有同心或非同心布置。优选地，节段组件的节段由不同的材料制成或包含不同的材料，比如例如含碳材料或陶瓷材料、纸板材料、纸材料、金属、过滤嘴束、聚乳酸、烟草或包含烟草的材料、植物叶子材料或其组合。节段可具有等于插塞的长度或为插塞长度的倍数的长度。其中，“插塞”为最终产品中的单一长度节段。

根据依据本发明的方法的一方面，切割无端节段条棒包括切割至少三个不同节段中的第一节段。根据依据本发明的方法的另一方面，切割包覆节段条棒包括切割至少三个不同节段中的第二节段。

组合器中的无端条棒切割成分立的条棒元件，其可以单独地传送到接装装置的带槽接收滚筒的凹槽中。这可以通过在两个节段之间切割条棒或通过在沿着节段的预定位置切割条棒而完成。

优选地，通过切割节段而划分组合器中的无端条棒。通过这样，可以通过一个最终的切割步骤而生产多于一个、优选地两个包覆节段条棒或将来单一产品的节段。另外，使用一个馈送步骤，也就是说，使用一个单一节段的馈送，可以向节段流提供用于几个插塞的材料。此外，节段的切割允许更大的制造公差。这在需要切割无端条棒的情况下是有利的。当在节段之间切割时，基本上没有公差可用。此外，当必须在两个节段之间执行切割时，可能必须特别小心以免损坏节段，例如刚性或脆性的节段。

这也适用于切割接装装置中的至少三个不同节段中的第二个节段。而且，对于这个切割步骤，仅仅必须将一个单一节段馈送到第一运动路径上。起初的一个节段促成至少两个将来产品。

在气溶胶生成产品中，总体上使用不同压缩率的节段。节段流可包括可布置在延性节段旁边的刚性节段。一些节段不应压缩或推动得过猛以免刮擦、变形或另外无意中损坏。此些节段可例如为刚性节段或可塑性变形节段。其它节段可能需要推动或压缩以便在节段流中保持位置。

优选地，至少一个节段为刚性节段。优选地，至少三个不同节段中的至少一个节段为刚性节段。刚性节段优选地具有高于约10牛顿每1.5mm且优选地小于约100牛顿每1.5mm的压缩率。优选地，至少一个节段的压缩率在约20牛顿每1.5mm与约100牛顿每1.5mm之间，更优选地在约50牛顿每1.5mm与约100牛顿每1.5mm之间。

在一些实施例中，刚性节段是脆性的并且根本不会压缩，例如陶瓷或含碳节段，但节段将会粉碎。在这种实施例中，在节段将破裂而非压缩时，压缩率是基本无限大的。

与至少局部柔性的节段相比，比如例如包含气溶胶生成基质的节段或由过滤嘴束制成的过滤嘴元件，刚性节段在受压时基本是不可压缩或非柔性的。

刚性节段可例如为热源，例如可燃的热源。热源可为含碳热源或碳类热源，也就是说，含碳热源或主要由碳组成(例如具有以干重计至少50％的碳含量)的热源。热源节段的长度可为约6mm到约15mm，优选地10mm到约12mm。热源节段的外径可在约5mm与约12mm之间，例如7mm。

刚性节段可例如为支撑元件，例如呈中空管的形式。管件可包括醋酸纤维素或卡纸板或这两者或由其制成。支撑元件的长度可为约5mm到约12mm，例如8mm。支撑元件的外径可以在约5mm与约12mm之间，例如在约5mm与约10mm之间或约6mm与约8mm之间，例如7mm。

优选地，至少一个节段为可压缩节段。优选地，节段流的至少一个节段为可压缩节段。可压缩节段可例如为气溶胶冷却节段或气溶胶形成基质。

在一些实施例中，节段的压缩率不是单调的，例如在包括分散在过滤材料中的小胶囊的过滤嘴节段中。在这种情况下，只要压缩过滤材料，例如醋酯纤维束，则该节段首先易于压缩。然后，当达到小胶囊时压缩率减小。然后，在小胶囊破裂之后，压缩率再次提高。

根据气溶胶生成产品的制造方法，可以在其最终(单一)长度的节段流中包括用以形成无端节段条棒的节段，或者可以在具有是单一产品中的单一节段的长度的倍数优选地是两倍的长度的节段流中包括用以形成无端节段条棒的节段。优选地，可压缩节段当在节段流中时具有多倍长度，然后切割成最终产品中使用的单一长度。优选地，气溶胶冷却节段或气溶胶形成基质或这两种节段都包括在单一长度的倍数的长度的节段流中，优选地是多倍长度节段或双倍长度节段。

气溶胶形成基质为能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热或燃烧气溶胶形成基质释放挥发性化合物。作为加热或燃烧的替代方案，在一些情况下，挥发性化合物可通过化学反应或通过机械刺激(例如超声波)而被释放出来。气溶胶形成基质可以是固体或液体或包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到承载件或支承件上。气溶胶形成基质可包括植物性材料，例如均质植物性材料。植物性材料可包括烟草，例如均质化烟草材料。气溶胶形成基质可以包括包含挥发性烟草风味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草风味化合物从气溶胶形成基质释放。气溶胶形成基质可替代地包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成基质可包括烟碱和其它添加剂和成分，例如香料。优选地，气溶胶形成基质为烟草片材，例如浇铸叶烟草。铸件叶烟草是一种形式的复原烟草，复原烟草由包括烟草微粒、纤维微粒、气溶胶形成剂、调味剂和粘合剂的浆料形成。烟草微粒可以是具有微粒尺寸的烟草粉末的形式，根据所需的片材厚度和铸件间隙，微粒尺寸优选地在大约30-80微米或大约100-250微米之间。纤维微粒可以包括烟茎材料、茎或其他烟草植物材料以及其他纤维素基纤维，比如具有低木质素含量的木质纤维。可以基于产生铸型叶的足够抗拉强度相对于低杂质率(例如大约2％至15％之间的杂质率)的期望，来选择纤维微粒。可选择地或另外地，比如为植物纤维的纤维可被用作上述纤维或在可选择方案中包括大麻和竹。

可以通过本领域已知的方法(例如国际专利申请WO 2012/164009 A2中公开的方法)制造包括用于在气溶胶生成物件中的缩褶均质烟草片材的气溶胶形成基质。

气溶胶形成剂可被添加至形成铸件叶烟草的浆料。在功能上，气溶胶形成剂应该能够在铸件叶烟草旨在被用于烟草产品的温度范围内蒸发，并且当气溶胶形成剂被加热至其蒸发温度以上时便于在气溶胶中输送烟碱或风味或者烟碱和风味两者。优选地基于其保持化学稳定性和在室温下或室温周围在铸件叶烟草中基本稳定的能力选择气溶胶形成剂，但气溶胶形成剂能够在例如40℃-450℃之间的更高温度下蒸发。

如本文所使用的，术语气溶胶指的是包括固体或液体微粒和气相的胶体。气溶胶可以是包括固体微粒和气相的固体气溶胶或包括液体微粒和气相的液体气溶胶。气溶胶可以包括气相的固体微粒和液体微粒。如本文中所使用的，气体和蒸汽两者被认为是气体。

气溶胶生成基质可具有以干重计约5％与约30％之间的气溶胶形成剂含量。在优选的实施例中，气溶胶形成基质具有按干重计大约20％的气溶胶形成剂含量。

优选地，气溶胶形成剂具有极性并且能够作用为湿润剂，其能够帮助将铸件叶烟草中的水分保持在期望的范围内。优选地，铸件叶烟草中的湿润剂含量处于15％与35％之间的范围内。

气溶胶剂形成剂可以选自多元醇、二醇醚、多元醇酯、酯类、脂肪酸和一元醇例如甲醇，并且可以包括以下化合物中的一种或多种：多元醇，例如丙二醇；甘油、内消旋-赤藓糖醇、1,3-丁二醇、四甘醇、三甘醇、柠檬酸三乙酯、碳酸丙二酯、月桂酸乙酯、三乙酸甘油酯、赤藓糖醇、二乙酸甘油酯混合物、辛二酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、苯甲酸苄酯、苯乙酸苄酯、香兰酸乙酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和丙二醇。

一种或多种气溶胶形成剂可以组合，以利用组合的气溶胶形成剂的一个或多个特性。例如，三醋精可以与甘油和水组合以利用三醋精的输送活性组分的能力以及甘油的湿润剂特性。

气溶胶形成基质节段的长度可为约5mm到约16mm，优选地在约8mm到约14mm之间，优选地在例如12mm之间。因此，双倍长度气溶胶形成基质优选地具有约16mm与32mm之间的长度，优选地24mm。气溶胶形成基质的外径可为至少5mm，且可在约5mm与约12mm之间，例如约5mm与约10mm之间或约6mm与约8mm之间。在优选的实施例中，气溶胶生成基质具有7.2mm+/-10％的外径。

烟草铸件叶优选地卷曲、缩褶和/或折叠从而形成条棒节段。铸件叶材料往往具有粘性且可塑性变形。如果压力施加到铸件叶节段上，那么节段往往会不可逆地偏离其既定(例如圆形)形状。

气溶胶冷却节段可以是气溶胶生成物件的组件，并且在位于气溶胶形成基质的下游的最终产品中。在使用中，通过从气溶胶形成基质释放的挥发性化合物形成的气溶胶穿越气溶胶冷却节段。气溶胶在通过接触冷却材料冷却之前先在其中被冷却。气溶胶冷却节段优选地定位在气溶胶形成基质与烟嘴之间。优选地，气溶胶冷却节段具有大表面积，但引起低压降。过滤嘴和其它产生高压降的烟嘴(例如由纤维束形成的过滤嘴)不被认为是气溶胶冷却节段。腔室和腔(例如膨胀腔室)和支撑元件也不被认为是气溶胶冷却节段。气溶胶冷却节段优选地具有纵向方向中大于50％的孔隙度。穿过气溶胶冷却元件的气流路径优选地相对不受抑制。气溶胶冷却节段可为缩褶片材或卷曲和缩褶片材。气溶胶冷却节段可包括从下列组中选择的片材，该组包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、纤维素醋酸酯(CA)、和铝箔或其任何组合。气溶胶冷却节段优选地包括PLA的片材，更为优选地包括PLA的卷曲的缩褶片。气溶胶冷却节段可以由约10微米与约250微米之间(例如约50微米)的厚度的片材形成。气溶胶冷却节段可由具有约150mm与约250mm之间的宽度的缩褶片材形成。气溶胶冷却节段可具有每mm长度约300mm²与每mm长度约1000mm²之间、每mg重量约10mm²与每mg重量约100mm²之间的比表面积。在一些实施例中，气溶胶冷却元件可由比表面积为大约35mm²/mg的材料的缩褶片材形成。气溶胶冷却节段可具有约5mm与约10mm之间的外径，例如约7mm。单一产品中的气溶胶冷却节段(气溶胶冷却插塞)可具有约7mm与约28mm之间的长度，例如约18mm。因此，双倍长度气溶胶冷却节段优选地具有约14mm与56mm之间的长度，优选地36mm。气溶胶冷却节段的外径可在约5mm与约12mm之间，例如7mm。

节段的压缩率可以在压缩试验中进行测量，在压缩试验中，节段放置在基本平坦的支承表面上，利用具有以每分钟100mm的速度运动的平坦的12mm的圆形表面的头部将力沿向下方向施加在节段的一侧上。用于执行这种测试的合适的设备是Alluris有限公司的FMT-310力测试器。在测试之前，节段先在22摄氏度的温度和55％的相对湿度下调节24小时，然后执行压缩试验。连续进行测试，直到插入件已被压缩1.5mm。在该点处的力(牛顿)是压缩率。如果测试不能持续至1.5mm压缩，则力可被标准化为1.5mm。换句话说，如果最大压缩力是28牛顿并且该最大压缩处的压缩是1.4mm，则压缩率的记录值将为30牛顿每1.5mm(28牛顿除以1.4乘以1.5)。

节段流的一个节段可以是烟嘴。烟嘴为气溶胶生成物件或气溶胶生成装置的下游方向中的最后一个节段。消费者接触烟嘴以便传递由气溶胶生成物件或气溶胶生成装置产生的气溶胶穿过烟嘴到达消费者。因此，烟嘴布置在气溶胶形成基质的下游。烟嘴可以包括过滤嘴。过滤嘴可具有低微粒过滤效率或极低微粒过滤效率。过滤嘴可位于气溶胶生成物件的下游末端。过滤嘴可与气溶胶形成基质纵向间隔开。过滤嘴可为酯酸纤维素过滤嘴插塞。

烟嘴可具有约5mm与约10mm之间的外径，例如约6mm与约8mm之间的外径。在优选实施例中，烟嘴具有7.2mm+/-10％的外径。烟嘴可具有约5mm与约20mm之间的长度，优选地约5mm与约14mm之间的长度。在优选实施例中，烟嘴具有大约7mm的长度。

气溶胶生成基质和烟嘴上游的任何其它节段(例如支撑元件和气溶胶冷却节段)由外包覆物环绕。外包覆物可由任何合适的材料或材料的组合形成。优选的是，外包覆物是香烟纸。

单一产品可具有约40mm与约50mm之间的总长度，例如约45mm。

节段流中的一个节段还可为布置在两个连续节段之间的空隙或腔。其中，空隙为当用一件包覆材料包覆时形成腔的无材料部分。腔或空隙可以例如用来帮助在气溶胶生成产品中膨胀气溶胶，或者将气溶胶生成物件的长度调适成期望的最终长度。此可在具有腔或空隙的情况下进行，而不会限制或不会显著地限制气溶胶生成物件的抽吸阻力(RTD)。

在一些实施例中，至少三个不同节段中的一个是气溶胶形成基质。

在一些实施例中，至少三个不同节段中的一个是气溶胶冷却节段。

在一些实施例中，至少三个不同节段中的一个是支撑元件。

在一些实施例中，额外节段是烟嘴，优选地包括过滤嘴。

在根据本发明的方法的一方面中，至少三个不同节段中的两个是双倍长度节段。优选地，在无端节段条棒中，双倍长度节段通过至少一个单一长度节段分隔开。此分隔单一长度节段可能例如是支撑元件。

在根据本发明的方法的另一方面中，无端节段条棒包括气溶胶形成基质、支撑元件和气溶胶冷却节段的序列。优选地，气溶胶形成基质为含有烟草的基质。优选地，支撑元件为中空醋酸管件且具有用于气溶胶形成基质中产生的气溶胶的膨胀腔室的功能。优选地，气溶胶冷却节段由卷曲或缩褶或卷曲且缩褶的聚乳酸片材制成。在所述序列中，支撑元件布置在气溶胶形成基质与气溶胶冷却节段之间。所述序列可由另外的节段补充。优选地，这些另外的节段还布置在气溶胶形成基质与气溶胶冷却节段之间。

根据依据本发明的方法的另一方面，所述方法进一步包括在切割至少三个不同或额外节段中的至少一个后冷却所述节段的步骤。优选地，冷却发生在切割期间，或者就在切割节段之后。优选地，含有聚乳酸的节段经过冷却。如果有待切割的材料在切割材料时可能产生的热方面是敏感的，则冷却尤其是有利的。用于气溶胶生成物件的节段的材料的实例可以是卷曲聚乳酸片材。聚乳酸具有低解链温度。节段材料的冷却可以防止对材料的无意的更改，例如当片材在条棒中缩褶时，个别片材或片材内的区域的融合。通过冷却切割刀片或者冷却热敏性材料接触的物体，可以实现冷却。可以例如通过冷却材料传送时所沿着的支座实现冷却。另外或替代地，可以通过提供被引导到待冷却的材料的冷却气流而实现冷却。

根据本发明的另一方面，提供一种制造气溶胶生成半成品产品的设备，其中所述半成品产品基本上是圆柱形的。所述设备包括组合器，用于沿着纵向第一运动路径以端对端关系组合具有纵向轴线的基本上圆柱形的节段。所述设备进一步包括接装装置，用于沿着第二运动路径处理包覆节段条棒。所述节段的纵向轴线布置成平行于第一运动路径，并且包覆节段条棒中的节段的纵向轴线布置成垂直于第二运动路径的移动方向。所述组合器包括至少第一、第二和第三料斗，用于沿着第一运动路径馈送至少第一、第二和第三节段的流。所述至少第一、第二和第三节段是不同的节段，布置成端对端关系，并且在至少第一、第二和第三节段的流中以交替顺序组合。

所述组合器进一步包括包覆器，用于将至少第一、第二和第三节段的流包覆在片材中以持续地形成无端节段条棒。所述组合器还包括条棒切割装置，用于切割无端节段条棒以将无端节段条棒分离成包覆节段条棒。

所述接装装置包括带槽接收滚筒，用于在带槽接收滚筒的凹槽中接收包覆节段条棒。其中，第一运动路径的一端延伸到带槽接收滚筒的凹槽的纵向轴线中。所述接装装置还包括产品切割装置，用于切割包覆节段条棒以将包覆节段条棒划分成两部分。所述接装装置进一步包括分离装置，用于沿着经过切割的包覆节段条棒的节段的纵向轴线分离经过切割的包覆节段条棒的两部分。在根据本发明的设备中，所述产品切割装置沿着第二运动路径布置在分离装置的上游。

可以通过沿着纵向运动路径进一步将包覆节段条棒直接移动到接装装置中的带槽接收滚筒的凹槽中，执行将包覆节段条棒从组合器传递到接装装置的接收滚筒的凹槽中。其中，凹槽的纵向轴线与纵向第一运动路径对准。然而，也可以通过所谓的“卡盘机构”(spider mechanism)执行从组合器传递到接收滚筒的凹槽中。使用卡盘机构，通过卡盘臂从组合器夹持包覆节段条棒，并且将包覆节段条棒传递到接装装置中的接收滚筒的凹槽中。由此，卡盘臂执行基本上椭圆形或圆形的移动。然而，包覆节段条棒的纵向轴线保持布置成平行于纵向运动路径并且平行于凹槽的纵向轴线。例如美国专利US 5’327’803中描述了用于香烟的卡盘机构的认识。

根据依据本发明的设备的一方面，所述接装装置进一步包括接装料斗，用于将额外的节段馈送和插入在切割并且分离的包覆节段条棒的两部分之间。所述接装装置还进一步包括滚轧装置，用于通过将经过切割的包覆节段条棒的两部分和插入的额外的节段包覆在接装材料中，借此组合经过切割的包覆节段条棒的两部分与插入的额外的节段，从而形成双倍产品。

优选地，条棒切割装置在至少第一、第二或第三节段中的一个节段的位置处切割无端条棒，以划分至少第一、第二或第三节段中的所述一个节段。优选地，所述条棒切割装置在至少第一、第二或第三节段中的第二节段的位置处切割包覆节段条棒以划分至少第一、第二或第三节段中的第二节段。

优选地，至少第一、第二和第三节段中的至少一个节段，优选地是至少第一、第二和第三节段中的两个节段，是长度为相应插塞的长度的两倍的双倍长度节段。因此，相应料斗被调适成用于接收和馈送双倍长度节段。

优选地，通过条棒切割装置，将一个双倍长度节段切割成一半长度的两个节段，其形成对应于最终产品中的相应节段的两个插塞。

在根据本发明的设备的一方面中，所述设备进一步包括用于冷却条棒切割装置、产品切割装置和最终切割装置中的至少一个的冷却构件。

在根据本发明的设备的另一方面中，所述组合器进一步包括第四料斗或可能的另外的料斗，用于沿着第一运动路径馈送第四节段或另外的节段。优选地，第四或另外节段是单一长度的节段。根据组合形成气溶胶生成产品的不同节段的数量，可以提供对应数量的料斗。通常，提供的料斗比气溶胶生成产品中的节段少。

根据依据本发明的设备的另一方面，接装装置进一步包括最终切割装置，用于切割布置在双倍产品中的额外的节段以划分额外的节段从而形成单一产品。

已经关于根据本发明的方法描述了该设备的方面和优点，这里将不再赘述。

优选地，如本文所描述的根据本发明的方法和设备在气溶胶生成物件的生产中使用。

根据本发明的另一方面，提供一种气溶胶生成物件，该气溶胶生成物件是使用本文所述的方法生产的。

附图说明

关于一个实施例进一步描述本发明，本发明是通过以下图式而示出的，在图式中

图1示意性地示出了制造过程；

图2示出了组合器中制造的节段的条棒的截面；

图3示出了根据本发明的设备中制造的双倍产品；

图4示出了由如图4中所示的双倍产品制成的单一产品；

图5示意性地示出了制造过程的另一实施例。

具体实施方式

在图1中，示出了组合器5和邻近布置的接装装置6中的工艺步骤。

气溶胶生成物件的制造中使用的第一条棒10、第二条棒20和第三条棒30材料经供应且用相应切割装置15、25、35切割。如此切割的第一、第二和第三节段以端对端关系在组合器5中的纵向运动路径上供应。

如图2到图4[3]中示出的实施例中所示，第一和第三条棒10、30在馈送到组合器5中的纵向运动路径之前切割为具有最终插塞1、3的长度的两倍的长度的双倍节段11、33。第二条棒20在馈送到纵向运动路径之前切割为直接具有单一产品777中插塞2的长度的单一节段2。

节段11、2、33形成节段流，其中所述节段以交替方式布置，例如11,2,33,2,11,2,33,2,11…节段的轴线布置成平行于纵向运动路径。用胶提供器52向包覆材料51的片材(例如香烟纸)提供胶粘剂。包覆材料51的片材供应到组合器5中的纵向运动路径且沿着纵向运动路径引导。节段流例如在沿着纵向运动路径提供的相应附属品中用包覆材料51包覆。额外的胶提供器53在包覆材料完全包覆在节段流周围之前将胶接缝添加到包覆材料51。如此形成的节段的条棒现在在组合器5中的纵向运动路径的末端处切割。将条棒切割装置(未图示)提供到这里，条棒切割装置通过在切割线100(参看图2)处切割第一节段11来切割节段的条棒。第一节段11切成两半，使得第一节段的两个切割部分对应于插塞1。通过这样切割无端节段条棒，制造包覆节段条棒555。插塞1各自形成包覆节段条棒555的末端节段。包覆节段条棒555现在从组合器5中的纵向运动路径传递到接装装置6中的垂直运动路径。

此可通过沿着纵向运动路径将包覆的节段条棒(例如以线性移动)进一步移动到接装装置中的带槽接收滚筒的凹槽中来进行。其中，凹槽的纵向轴线与纵向第一运动路径对准。从组合器到接收滚筒的凹槽中的传递还可由(例如)如美国专利US 5’327’803中描述的用于香烟的卡盘机构执行。包覆节段条棒接着通过卡盘臂从组合器被夹持并且通过卡盘臂传递到接装装置中的接收滚筒的凹槽中。由于当在组合器中和在接装装置中接受处理时节段的轴线基本上保持其定向，所以节段轴线平行于组合器5的纵向运动路径的移动方向，但是垂直于接装装置6的垂直运动路径的移动方向。优选地，接装装置6布置成垂直于组合器5，使得相应运动路径也彼此垂直。借此，节段的轴线始终定向在相同方向中。下面在图5中更详细地示出此实施例。

在接装装置6中，通过在切割线200处切割第二节段33来划分包覆节段条棒555。借此，第二节段33切成两半，使得节段的两个切割部分对应于插塞3。如此切割的包覆节段条棒555通过分离装置(未图示)沿着包覆节段条棒555的纵向轴线分离开。在如此切割和分离的包覆节段条棒555之间的空间中，插入第四节段44。第四节段也是双倍长度节段，且在相应切割装置45中从供应到接装装置6的第四条棒40切割。提供接装纸60的连续片材且在切割装置65中切割为个别接装包覆纸片件64。接装纸64的片件包覆在第四节段44周围以及经过切割的包覆节段条棒555的两部分的一些部分周围。因此，这些元件彼此组合从而形成如图3中所展示的双倍产品666。

在额外制造过程步骤7中，通过在切割线300处切割第四节段44，将双倍产品666切成两半。借此，制造如图4中所展示的两个单一和最终产品777。接着使每隔一个单一产品转向，使得所有产品具有相同定向。这样对准和定向的产品传送到包装器71以用于包装产品，例如直接包装成吸烟物件包装，或者传送到托盘上用于储存和将来封装。

在图5中，在组合器5和接装装置6的布置中示出单一产品的制造过程，其中组合器5和接装装置6布置成彼此邻近和垂直。组合器5中的笔直纵向运动路径500和接装装置中的垂直运动路径600也布置成彼此垂直。垂直运动路径600在纵向运动路径500结束之处开始。

组合器5包括三个料斗55、56、57，用于以交替方式将三个不同节段馈送到纵向运动路径500从而形成节段流。节段流随后在包覆器58中包覆从而形成无端节段条棒。无端节段条棒在控制器59中受到控制，接着由条棒切割装置101切割成包覆节段条棒。优选地，条棒切割装置101为布置在纵向运动路径500旁边的旋转刀。可提供控制器59用于控制无端节段条棒中节段的位置。举例来说，为确定必须切割条棒的确切位置，例如为确保确切地在节段之间或在将节段划分为较小节段的位置处切割条棒。包覆节段条棒随后各自传递到接装装置6的带槽接收滚筒65的凹槽中。纵向运动路径500为大体上笔直路径，其中节段或节段流分别沿着大体上笔直的线引导。第一运动路径500延伸到接装装置的带槽接收滚筒65中。优选地，纵向运动路径布置成平行于带槽接收滚筒65的凹槽并且与该凹槽成一条线，使得通过条棒切割装置101切割的包覆节段条棒可以沿着纵向运动路径纵向地用持续的笔直移动传送到带槽接收滚筒的凹槽中。

包覆节段条棒随后在带槽接收滚筒65上通过产品切割装置201(例如包括旋转刀)切割。经过切割的包覆节段条棒的两部分随后在布置于分离滚筒66的凹槽中的同时分离。料斗41将额外节段(优选地与无端节段条棒的节段不同的节段)插入在经过切割的包覆节段条棒的两部分之间。优选地，额外节段为双倍长度烟嘴。经过切割的包覆节段条棒的两部分和插入的额外节段在接装器67上用接装材料(例如一张纸)接装。如此组合的节段形成双倍产品。在最终切割装置301中，将双倍产品切割成两个单一产品。

图1至图4中描述的工艺和产品的示例性数据是：

具有120mm长度的烟丝条10切割成24mm长度的双倍节段11。双倍长度节段11随后切割成12mm长度的最终插塞1。

具有96mm长度的中空醋酸管条棒20切割成8mm长度的插塞2。

具有144mm长度的缩褶聚乳酸片材的条棒30切割成36mm长度的双倍节段33。双倍长度节段33随后切割成18mm长度的最终插塞3。

过滤嘴条棒40切割成14mm长度的双倍长度节段44。双倍长度节段44随后切割成7mm长度的最终插塞4。

包覆节段条棒555的长度是76mm。双倍产品66的长度为90mm。最终产品77具有45mm长度，公差小于+/-1mm，优选小于或等于+/-0.5mm。最终产品的直径为约7.2mm。

最终产品由一系列烟草插塞1、中空醋酸管件2、缩褶聚乳酸(PLA)插塞3和烟嘴插塞4构成。接装纸64具有20mm长度且覆盖烟嘴插塞4的整个长度和PLA插塞3的一部分。

包覆节段条棒555的生产速度可在沿着纵向运动路径的节段流的380米/分钟的移动速度下为约5000/分钟。双倍产品666的生产速度还可为约5000/分钟，使得每分钟可生产约10’000个最终产品777。

Claims (19)

1.一种用于制造基本上圆柱形的气溶胶生成半成品产品的方法，所述方法包括以下步骤：

沿着纵向第一运动路径以端对端关系组合具有纵向轴线的基本上圆柱形的节段，由此沿着所述第一运动路径执行以下步骤：

沿着所述第一运动路径馈送至少三个不同节段的流，由此以端对端关系并且以交替顺序布置所述至少三个不同节段；

将所述至少三个不同节段的流包覆在片材中以形成无端节段条棒；

切割所述无端节段条棒，由此将所述无端节段条棒分离成经过包覆的节段条棒；

沿着第二运动路径处理经过包覆的节段条棒，由此沿着所述第二运动路径执行以下步骤：

在带槽接收滚筒的凹槽中接收所述经过包覆的节段条棒，其中所述第一运动路径的一个末端与所述带槽接收滚筒的所述凹槽的纵向轴线对准；

其中所述无端节段条棒中的节段的所述纵向轴线布置成平行于所述第一运动路径的移动方向，并且其中所述经过包覆的节段条棒中的所述节段的纵向轴线布置成垂直于所述第二运动路径的移动方向。

2.根据权利要求1所述的方法，沿着所述第二运动路径执行另外的步骤：

切割所述经过包覆的节段条棒，由此将所述经过包覆的节段条棒划分成两部分；

沿着所述经过切割的包覆节段条棒的节段的所述纵向轴线分离所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分；

将额外的节段馈送和插入在所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分之间；

通过将所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分和所述插入的额外的节段包覆在接装材料中，从而组合所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分与所述插入的额外的节段，借此形成双倍产品。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中切割所述无端节段条棒包括切割所述至少三个不同节段中的第一节段。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中切割所述经过包覆的节段条棒包括切割所述至少三个不同节段中的第二节段。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少一个节段是刚性节段，并且至少一个其它节段是可压缩的。

6.根据权利要求2到5中任一项所述的方法，其进一步包括切割布置在所述双倍产品中的所述额外的节段，由此划分所述额外的节段并且形成单一产品的步骤。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少三个不同节段中的一个是气溶胶形成基质。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少三个不同节段中的一个是气溶胶冷却节段。

9.根据权利要求2到8中任一项所述的方法，其中所述额外的节段是烟嘴。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少三个不同节段中的两个节段是双倍长度的节段。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述无端节段条棒包括气溶胶形成基质、支撑元件和气溶胶冷却节段的序列，其中所述支撑元件布置在所述气溶胶形成基质与所述气溶胶冷却节段之间。

12.根据权利要求2到11中任一项所述的方法，其进一步包括冷却所述至少三个不同区段或所述额外节段中的至少一个节段的步骤。

13.一种用于制造气溶胶生成半成品产品的设备，其中所述半成品产品基本上是圆柱形的，所述设备包括：

组合器，用于沿着纵向第一运动路径以端对端关系组合具有纵向轴线的基本上圆柱形的节段；以及

接装装置，用于沿着第二运动路径处理经过包覆的节段条棒，

其中所述节段的纵向轴线布置成平行于所述第一运动路径，并且其中所述经过包覆的节段条棒中的所述节段的纵向轴线布置成垂直于所述第二运动路径的移动方向；

所述组合器包括：

至少第一、第二和第三组合器料斗，用于沿着所述第一运动路径馈送至少第一、第二和第三节段的流，

其中所述至少第一、第二和第三节段是不同节段，在所述至少第一、第二和第三节段的流中以端对端关系布置并且以交替顺序组合；

包覆器，用于将所述至少第一、第二和第三节段的流包覆在片材中以形成无端节段条棒；

条棒切割装置，用于切割所述无端节段条棒以将所述无端节段条棒分离成经过包覆的节段条棒；

所述接装装置包括：

带槽接收滚筒，用于在所述带槽接收滚筒的凹槽中接收经过包覆的节段条棒，其中所述第一运动路径的一个末端延伸到所述带槽接收滚筒的所述凹槽的纵向轴线中；

产品切割装置，用于切割所述经过包覆的节段条棒以将所述经过包覆的节段条棒划分成两部分；

分离装置，用于沿着所述经过切割的包覆节段条棒的节段的所述纵向轴线分离所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分，其中所述产品切割装置布置在所述分离装置的上游。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述接装装置进一步包括：

接装料斗，用于将额外的节段馈送并插入在所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分之间；

滚轧装置，用于通过将所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分和所述插入的额外的节段包覆在接装材料中，从而组合所述经过切割的包覆节段条棒的所述两部分和所述插入的额外的节段，以形成双倍产品。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述接装装置进一步包括最终切割装置，用于切割布置在所述双倍产品中的所述额外的节段以划分所述额外的节段，从而形成单一产品。

16.根据权利要求13到15中任一项所述的设备，其中所述组合器和所述接装装置布置成彼此垂直，从而使得所述第二运动路径布置成垂直于所述第一运动路径。

17.根据权利要求13到16中任一项所述的设备，其中所述组合器进一步包括第四料斗或另外的料斗，用于沿着所述第一运动路径馈送第四节段或另外的节段，优选地是单一长度的节段。

18.根据权利要求14到17中任一项所述的设备，其进一步包括冷却构件，用于冷却所述条棒切割装置、所述产品切割装置和所述最终切割装置中的至少一个。

19.一种使用根据权利要求1到12中任一项所述的方法生产的气溶胶生成物件。