CN110418579B - 用于薄片状烟草材料的生产的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于卷曲材料薄片(40)的设备(10)，所述设备包括分别限定第一和第二旋转轴线的面对面的第一和第二卷曲辊(11，21)，所述第一辊包含：第一多个周向脊部(16)，每个脊部限定脊部幅度；其中所述第一多个脊部中的每个脊部沿着其周向延伸部中断，从而形成中断间隙，其中对于给定中断角度，所述脊部的幅度不同于所述脊部的其余周向延伸部中的脊部幅度；其中所述多个中断间隙形成限定延伸方向的中断带，所述延伸方向相对于由所述第一旋转轴线限定的方向成角度，角度介于约2°与约25°之间。本发明还涉及一种用于卷曲材料薄片的方法以及一种材料卷曲薄片和一种由卷曲薄片制成的条。

Description

用于薄片状烟草材料的生产的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于生产薄片状烟草材料的设备和过程。具体地说，本发明涉及一种用于生产在气溶胶生成制品中使用的薄片状烟草材料的设备和过程，所述气溶胶生成制品例如香烟或含“加热不燃烧”型烟草的产品。

背景技术

当今，在制造除烟草叶外的烟草产品时，也使用均质烟草材料。这种均质烟草材料通常由例如烟草梗或烟草尘等不大适合生产切丝填料的烟草植物部分制造。通常，烟草尘是在制造期间处理烟草叶的过程中作为副产品而产生。

均质烟草材料最常使用的形式是复原烟草薄片和流延叶。形成均质烟草材料薄片的过程通常包括将烟草尘与粘合剂混合以形成浆料的步骤。接着，使用浆料产生烟草幅材，例如通过将粘稠的浆料流延到移动金属带上以产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低黏度和高含水量的浆料在类似造纸的过程中产生复原烟草。在制备后，可以类似方式将均质烟草幅材切割成全叶烟草，以生产适于香烟和其它吸烟制品的烟草切丝填料。均质烟草适用于常规香烟的功能基本上受限于烟草的物理属性，如填充力、抽吸阻力、烟丝条坚实度和燃烧特性。这种均质烟草通常设计成不影响味道。用于制造此类均质烟草的过程例如在欧洲专利EP0565360中公开。

在气溶胶生成制品的典型制造过程中，至少一个组成部分包括通常呈薄片或箔形式的经过卷曲过程的材料。接着，将卷曲的材料压缩成条，所述条被切割成通常为管状的部分。这些条是气溶胶生成制品的部件。

尽管卷曲过程有助于将材料薄片压缩和折叠成将配合到气溶胶生成制品中的条，但卷曲过程还尤其影响空气接触量、抽吸阻力(RTD)等，并且因此这由吸烟制品的用户直接体验到。

因此，施加充足卷曲压力是卷曲过程的重要参数。尽管过低卷曲压力会减小卷曲的积极作用，但过高压力可能损坏材料薄片、减小其抗拉强度，这会增加撕裂发生，甚至可使其碎裂。

卷曲过程通常使用两个旋转的圆柱形辊，材料薄片被压于所述辊之间。这些辊在其使薄片卷曲的外部表面上具有匹配的纹理化脊槽图案(ridge-and-trough pattern)。

因此，需要一种设备和方法用于制备在最终产品中具有改进的一致性的材料薄片。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于卷曲材料薄片的设备，所述设备包括分别限定第一旋转轴线和第二旋转轴线的面对面的第一和第二卷曲辊，第一辊包含：第一多个周向脊部，每个脊部限定脊部幅度；其中所述第一多个脊部中的每个脊部沿着其周向延伸部中断，从而形成中断间隙，其中对于给定中断角度，所述脊部的幅度不同于脊部的其余周向延伸部中的脊部幅度，且其中所述多个中断间隙形成限定延伸方向的中断带，所述延伸方向相对于由第一旋转轴线限定的方向成角度，角度介于约2°到约25°之间。

根据本发明，形成一种卷曲薄片，在所述卷曲薄片上产生具有特定分布的表面图案。这些表面图案包含与多个部分组合的“标准”传统卷曲器辊图案，所述部分例如卷曲薄片上的区域，其为例如与“标准”图案区域相比没有卷曲或卷曲较少的“以不同方式卷曲的”部分。不同卷曲图案的这种组合可允许维持薄片良好的总体抗拉强度，同时还通过确保在薄片上产生以与薄片其余部分不同的方式卷曲的表面——例如未卷曲或较少卷曲的表面——的带来防止“飞出”效应。未卷曲或较少卷曲的表面将薄片的所有其它卷曲部分保持或锚定在一起。卷曲图案在薄片上形成带，所述带形成给定角度。在要求保护的范围内选择此角度以获得最优抽吸阻力。

当处理均质烟草材料薄片时，上文具有不同卷曲的部分的组合是特别有利的。

如本文所使用，术语“薄片”表示宽度和长度基本上大于其厚度的板状元件。

如本文所使用，术语“卷曲”表示具有多个波纹的薄片或幅材。

如本文所使用，术语“波纹”表示从由波纹侧面接合的交替峰和槽形成的多个基本上平行的脊部。这包含但不限于具有方波轮廓、正弦波轮廓、三角形轮廓、锯齿轮廓或其任何组合的波纹。

如本文中所使用，术语“卷曲波纹”是指在卷曲薄片或幅材上的波纹。

如本文所使用，术语“大体上交错”表示第一辊和第二辊的波纹至少部分咬合。这包含所述辊中的一个或两个的波纹对称或不对称的布置。辊的波纹可基本上对齐或至少部分偏移。第一辊或第二辊的一个或多个波纹的峰可与第一辊和第二辊中的另一个的单个波纹的槽交错。优选的是，第一辊和第二辊的波纹交错，使得第一辊和第二辊中的一个辊的基本上所有波纹槽各自接收第一辊和第二辊中的另一辊的单个波纹峰。

如本文中所使用，术语“纵向方向”是指沿着或平行于薄片或幅材的长度延伸的方向。

如本文中所使用，术语“间距值”是指在特定波纹的峰的任一侧处的槽之间的侧向距离。

如本文所使用，术语‘条’表示具有大体上圆形或卵形横截面的大致为圆柱形的元件。

如本文所使用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿着或平行于条的圆柱轴线延伸的方向。

如本文所使用，术语“聚集的”或“聚集”表示幅材或薄片基本上横向于条的圆柱轴线旋绕或以其它方式压缩或收缩。

如本文所使用，术语“幅度值”是指波纹从其峰到最深的直接相邻槽的最深点的高度。

如本文中所使用，术语“均质烟草材料”表示通过聚结颗粒烟草而形成的材料。

均质烟草材料可呈薄片形式。均质烟草材料可具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。或者，均质烟草材料可具有以干重计约5重量％与约30重量％之间的气溶胶形成剂含量。可通过聚结用研磨或其它方式粉碎烟草叶片和烟草叶梗中的一种或两种所获得的颗粒烟草来形成均质烟草材料薄片；替代地或另外，均质烟草材料薄片可包括在例如处理、处置和运送烟草期间形成的烟草尘、烟草碎屑和其它颗粒烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料的薄片可包括作为烟草内生粘合剂的一种或多种固有粘合剂、作为烟草外生粘合剂的一种或多种外来粘合剂或其组合，以帮助聚结颗粒烟草；替代地或另外，均质烟草材料的薄片可包括其它添加剂，包含但不限于烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、增塑剂、香料、填充剂、水性溶剂和非水性溶剂以及其组合。

均质烟草材料可形成气溶胶形成基质的部分或全部，气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。或者，气溶胶形成基质可包括固体和液体组分两者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热后从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。或者，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。

如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，则所述固体气溶胶形成基质可包括例如以下中的一种或多种：粉末、细粒、颗粒、细片、细条、条或薄片，所述材料含有草本植物叶、烟草叶、烟草肋料、复原烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可呈松散形式，或可提供于合适的容器或筒中。举例来说，固体气溶胶形成基质的气溶胶形成材料可容纳在纸或其它包装材料内，且具有塞的形式。在气溶胶形成基质呈塞的形式的情况下，包含任何包装材料的整个塞被视为气溶胶形成基质。

如本文所使用，气溶胶形成制品是在气溶胶形成基质受热时生成可吸入气溶胶的任何制品。所述术语包含包括由电加热元件等外部热源加热的气溶胶形成基质。气溶胶形成制品可以是不可燃气溶胶形成制品，这是一种在不燃烧气溶胶形成基质的情况下释放挥发性化合物的制品。气溶胶形成制品可以是加热式气溶胶形成制品，这是一种包括预期被加热而非燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的气溶胶形成制品。所述术语包含包括气溶胶形成基质和一体式热源的制品，所述一体式热源例如可燃热源。

气溶胶生成制品可以是加热式气溶胶生成制品，这是一种包括预期被加热而非燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。加热式气溶胶生成制品可包括形成气溶胶生成制品的部分的板载加热构件，或可配置成与形成单独气溶胶生成装置的部分的外部加热器相互作用。

气溶胶生成制品可类似于可燃吸烟制品，例如香烟。气溶胶生成制品可包括烟草。气溶胶生成制品可以是一次性的。或者，气溶胶生成制品可以是部分可重复使用的，且包括可补充或可更换的气溶胶形成基质。

优选的是，气溶胶形成基质由均质烟草材料形成或包括均质烟草材料，所述均质烟草材料具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量以及水。举例来说，均质烟草材料可具有以干重计介于约5重量％与约30重量％之间的气溶胶形成剂含量。用户可感知由此类气溶胶形成基质生成的气溶胶具有特别高的温度，使用高表面积、低阻力抽吸气溶胶冷却元件可将气溶胶的感知温度降低到用户可接受的水平。

气溶胶生成制品可以是大体上圆柱形的形状。气溶胶生成制品可以是大体上细长的。气溶胶生成制品可具有长度和大体上垂直于所述长度的外周。气溶胶形成基质可以是大体上圆柱形的形状。气溶胶形成基质可以是大体上细长的。气溶胶形成基质也可具有长度和大体上垂直于所述长度的外周。气溶胶形成基质可接收在气溶胶生成装置中，使得气溶胶形成基质的长度大体上平行于气溶胶生成装置中的气流方向。气溶胶冷却元件可以是大体上细长的。

气溶胶生成制品可具有大约30mm与大约100mm之间的总长度。气溶胶生成制品可具有大约5mm与大约12mm之间的外径。

气溶胶生成制品可包括过滤器或衔嘴。过滤器可位于气溶胶生成制品的下游端。过滤器可以是醋酸纤维素过滤器塞。在一个实施例中，过滤器大约为7mm长，但可具有大约5mm与大约10mm之间的长度。气溶胶生成制品可包括位于气溶胶形成基质下游的间隔元件。

气溶胶生成制品的元件优选地通过香烟纸等合适的包装材料来组装。香烟纸可以是用于将气溶胶生成制品的部件包装成条的形式的任何合适材料。优选的是，在组装制品时，香烟纸固定并对齐气溶胶生成制品的组成元件，且将所述元件保持在条内的适当位置。合适的材料在所属领域中众所周知。

本发明的设备用于卷曲材料薄片。举例来说，此类薄片可以是气溶胶形成基质的薄片。优选的是，薄片在包含植物的材料中形成。更优选地，薄片包含含有生物碱的植物材料。甚至更优选地，薄片包含例如呈均质烟草材料形式的烟草。为了使薄片卷曲，所述设备包含形成一对的第一辊和第二辊。第一辊和第二辊可围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线旋转。在两个辊之间，将材料薄片插入以使薄片卷曲，即，以便在薄片上形成波纹。

所述波纹由本发明的设备通过所述对的辊中的至少一个辊中——例如在第一辊上——形成的脊部来形成。

脊部在第一辊的外部表面上实现，并且围绕所述表面自身周向延伸。因此，脊部围绕柱体，从而形成环。在由脊部限定的环位于垂直于辊的旋转轴线的平面上的情况下，所述环可以是圆周，或在环位于相对于辊的旋转轴线倾斜的平面上的情况下，所述环可以是椭圆形。

优选的是，所述脊部彼此平行。

所述脊部可形成于第一辊的整个外部表面中，或仅所述外部表面的一部分中。

所述脊部可具有恒定间距值。

沿着周向脊部在辊表面上的伸长，周向脊部被一个或多个间隙中断。优选的是，所述脊部沿着其周向延伸部具有恒定幅度，并且甚至更优选地，除了其中脊部的幅度变化的一个或多个间隙之外，此恒定幅度对于辊中的所有脊部来说都是相同的。所述间隙是脊部的一部分，其按给定角度周向延伸，所述给定角度优选地是与等于360°的脊部总延伸部相比“较小的”角度，其中发生幅度变化。间隙的角度是在将间隙的两端与辊的旋转轴线连接的辊的两个半径之间形成的角度。举例来说，间隙中的脊部幅度可小于沿脊部的周向延伸部的其余部分的脊部幅度。较小幅度也可意指在间隙内脊部是平坦的，即，在间隙内根本不存在脊部。举例来说，间隙内的辊的表面与辊的中心(旋转轴线)的径向距离与两个邻近脊部之间的辊表面与辊中心的径向距离基本相同。或者，间隙中的径向距离甚至小于脊部之间的径向距离，使得——在间隙中——辊的表面基本上是“凹形”。

因此，当每个脊部与穿过第一辊和第二辊的材料薄片接触时，每个脊部在薄片本身上产生两个不同的卷曲图案。第一辊上的脊部形成第一卷曲，其中脊部具有其标准幅度，以及第二不同的卷曲，其中存在间隙并且脊部具有不同幅度。

举例来说，在间隙内存在脊部的较小或零或“负”幅度的情况下，第一辊在卷曲过程期间在对应于间隙位置的材料薄片区域上产生未卷曲或较少卷曲的材料。

薄片的最终卷曲，即薄片中形成的波纹的最终图案，取决于在第一辊和第二辊中形成的脊部。第一辊和第二辊的脊部的卷曲作用的组合在传送于两辊之间的材料薄片中产生波纹。

薄片中具有未卷曲材料的区域可通过两个辊上具有平滑表面的间隙或通过两个辊上具有凹形表面的间隙来实现。

材料薄片限定彼此相对的第一和第二表面或第一和第二侧。由辊在薄片一侧上产生的图案可与薄片的相对侧上产生的图案不同。

举例来说，所述对中的第二辊可具有任何可能的脊部图案或完全没有脊部。因此，可出现下文详述的不同配置。

第一辊表面上的波纹在薄片卷曲后在薄片中产生效果，在以下段落中将所述效果相互比较。在此比较中，“最低”、“较低”、“高”、“最高”抗拉强度是相对于彼此和相对于卷曲前的薄片抗拉强度，其中“最高抗拉强度”等于薄片在卷曲之前的抗拉强度。

在下文中，对于“常规辊”，指示包含在其整个周向延伸部中具有基本均一幅度的脊部的辊。因此，所述脊部基本上没有间隙，并且根据现有技术“常规地”用以卷曲材料薄片。

此外，在多个脊部中形成的中断间隙基本上“对齐”，即，所述中断间隙成角度地定位，使得它们形成沿着辊的表面延伸的间隙带。优选的是，所有间隙具有相同的角度尺寸。因此，“带”是由在第一辊的多个脊部中形成的多个间隙的结合限定的图案。

根据现有技术，在具有周向脊部的两个常规辊之间卷曲薄片会以常见方式在薄片两侧形成相应的卷曲区域。在此情况下，可能发生碎裂。所述卷曲薄片的抗拉强度在本文公开的配置列表中具有最低值。

根据本发明，如上文详述，在具有常规卷曲图案、有周向脊部而无“间隙”的第二辊与具有带有中断带的区域的第一辊之间卷曲薄片会在两侧产生具有卷曲的薄片，但在一侧在对应于所述带的那些区域中具有较少卷曲，其中所述脊部在所述带内具有比在其周向延伸部的其余部分中更小的幅度。可实现在低抗拉强度的情况下发生较少碎裂，但所述抗拉强度相对于上述两个常规辊之间的卷曲的情况较高。

在具有带有周向脊部的常规卷曲图案的第二辊与具有包含带有未卷曲的平滑区域的中断带的脊部(即，脊部的幅度为零)的第一辊之间卷曲薄片会产生在薄片一侧仅在对应于所述带的那些区域中具有卷曲的薄片，而标准波纹在别处产生。有可能不会发生碎裂，并且可实现高抗拉强度。

在具有带有周向脊部的常规卷曲图案的第二辊与具有包含带有未卷曲的凹形区域的中断带的脊部的第一辊之间卷曲薄片会产生在薄片任一侧在对应于第一辊中的带的区域中不具有卷曲的薄片，这是因为以下实情：尽管第二辊存在脊部，但归因于凹形部分所留的自由空间，不存在脊部表面与薄片的接触。实际上，归因于可用的空间，薄片未被压缩。有可能在此情况下不会发生碎裂，并且可实现到目前为止描述的所有配置中的最高抗拉强度。抽吸阻力可受影响。

在具有带有中断带的脊部、脊部在中断带内比在其余的脊部延伸部中具有更小幅度的两个辊之间卷曲薄片会产生这种薄片：在两侧在面向薄片的辊的带所产生的那些区域中具有轻微卷曲，且在别处具有标准卷曲。在此配置中，有可能较少或不会发生碎裂，并且可实现高抗拉强度。

在具有带有中断带的脊部、脊部在中断带内比在其余的脊部延伸部中具有更小幅度的第一辊与脊部具有未卷曲的平滑中断带的第二辊之间卷曲薄片会产生这种薄片：在一侧在由面向薄片的辊的较少卷曲或未卷曲带产生的那些区域中具有轻微卷曲。在此配置中，有可能较少或不发生碎裂，并且可实现最高抗拉强度。抽吸阻力可受影响。

在具有带有中断带、中断带具有较少卷曲图案的脊部的辊与具有带有中断带、中断带具有凹形表面的脊部的辊之间卷曲薄片会产生这种薄片：在由面向薄片的辊的凹形带区域产生的那些区域中不具有卷曲。在此配置中，有可能较少或不发生碎裂，并且可实现最高抗拉强度。抽吸阻力可受影响。

在具有带有中断带、中断带具有未卷曲图案、凹形或平滑表面的脊部的两个辊之间卷曲薄片会产生这种薄片：在由面向彼此的辊的未卷曲、凹形或平滑区域产生的那些区域中不具有卷曲。在此配置中，有可能较少或不发生碎裂，并且可实现最高抗拉强度。抽吸阻力可受影响。

辊的表面可由钢等硬质材料制成。

图案化区域可通过使用例如橡胶等较软材料制作。此类较软材料区域可覆盖辊的整个表面，或在同一辊表面上与较硬材料区域组合。在表面上使用较软材料会在薄片上产生较少印刻的卷曲图案，并且有助于散布卷曲过程的机械压力，这可帮助防止损坏易于碎裂的材料、具有低抗拉强度的材料，或当使用高处理速度时防止损坏。

所述对中的两个辊可用不同材料实现，例如一个辊可用硬表面实现，而另一个辊用较软表面实现。

也称作中断带的第一辊中的每个带限定给定方向。所述给定方向尤其相对于平行于辊的第一旋转轴线的轴线成角度。换句话说，考虑每个点中的带的切线作为由带本身限定的方向，并且考虑平行于第一旋转轴线且入射到上面限定的切线的轴线，这两者——方向和轴线——之间形成的角度不同于约0°、约180°或约90°，即，给定方向和轴线既不平行也不垂直。所述轴线与给定方向之间的优选角度在约2°到约25°的范围内，优选地在约3°到约24°的范围内，优选在约13°20'±10°的范围内。

辊上的此带可在其所有点上具有恒定的方向，使得角度恒定，即，带的切线和轴线总是形成恒定角度，或角度可改变，始终处于优选范围内。

优选的是，带是螺旋的一部分。因此，所述角度被定义为螺旋角，可通过从辊拆解螺旋、将截面表示为直角三角形并计算形成的角度来找到此螺旋角。

在这种情况下，螺旋角可表达为：

其中r是带中的辊半径，l是由带形成的螺旋的导程(导程是在围绕辊一整圈(360°)期间螺旋的轴向进程)。

此中断带在卷曲薄片上形成对应的“成角度”带。使具有例如未卷曲或较少卷曲的材料的不同卷曲图案的带平行于旋转轴——其在实际过程中也是在过程结束时形成的条的轴线——使得难以将薄片材料压缩成条，且可能对抽吸阻力产生负面影响。成角度带会产生中断带沿着第一辊的纵向延伸部的螺旋形布置，从而与周向脊部交叉并且既不平行也不垂直于第一辊的旋转轴线。使具有以不同方式卷曲的材料的带平行于旋转轴线——其在实际过程中也是使用卷曲薄片形成的条的轴线——会产生垂直于条的纵向轴线的以不同方式卷曲的材料，这使得难以将材料压缩成条，且可能对抽吸阻力具有负面影响。当由卷曲薄片或幅材形成条时，螺旋形中断带有利于薄片或幅材的抗拉属性。

包含在要求保护的范围内的角度允许获得最优抽吸阻力，因为所述角度可允许在所需的压缩强度和空气被抽吸通过的条中通道的形成之间的最优折衷。

具有通过本发明的设备在材料薄片上产生的以不同方式卷曲的图案的区域，例如其中存在未卷曲或较少卷曲材料的区域，会固定或锚定薄片的其它卷曲部分，包含在采取用于卷曲的传统或常规辊时原本可能或将会被撕碎的部分。此类不合需要的撕碎部分可能在薄片聚集并压缩为条或棒且插入吸烟制品中时在气溶胶生成制品内部行进。此问题在所属领域中称为“飞出”效应，其扰乱了用户的吸烟体验。利用根据本发明的设备在薄片中形成的图案可允许维持良好抗拉强度以及减少飞出部分，所述图案包含两种不同类型的卷曲：由带外部的脊部形成的卷曲，以及由间隙形成的卷曲(或不卷曲)。因此，可实现产品中增大的一致性。具体地说，抵抗飞出的阻力可提高至少约30％，优选地至少约40％，更优选地约50％。

有利的是，中断间隙内的脊部幅度小于沿脊部的其余周向延伸部的脊部幅度。相比于间隙外部的脊部幅度，间隙中的脊部幅度优选地“较小”，其还包含等于零的幅度或负幅度(在间隙中没有脊部，或是凹形表面)。以此方式，当与辊的中断间隙接触时，材料薄片上可形成无卷曲部分或较少卷曲部分。辊的其余部分，即，没有间隙的辊的其余部分，在薄片上形成标准的卷曲图案。

优选的是，第一辊轴线与中断间隙中的第一辊表面之间的距离和第一辊轴线与两个邻近脊部之间的第一辊表面之间的距离基本相同。即，间隙在第一辊上限定“平坦的”平滑表面。中断间隙在处理的薄片上形成较少卷曲或未卷曲表面。

优选的是，第一辊轴线与中断间隙中的第一辊表面之间的距离小于第一辊轴线与两个邻近脊部之间的第一辊表面之间的距离。即，间隙在辊上限定“凹形”表面。中断间隙在处理的薄片上形成基本上未卷曲表面。

优选的是，多个脊部中的每个脊部沿着周向延伸部按相同的中断角度中断。有利地，间隙宽度对于每个周向脊部是相同的，使得可在薄片上形成规则图案。

视需要，在同一辊上，具有周向脊槽图案的卷曲区域的尺寸和几何形状以及中断带可变化。

有利地，在由多个中断间隙形成的中断带中，形成第二多个脊部，其按中断角度平行于第一多个脊部周向延伸并且偏离第一多个脊部定位。在所形成的带内的薄片中的不同卷曲可由形成于辊中的中断间隙内的“脊部的部分”形成，脊部的部分可例如按等于由中断间隙跨越的角度的角度延伸。这些脊部部分可具有与辊中的周向脊部相同的形式或幅度，延伸部的长度除外，但相对于延伸部偏移。因此，例如，在确定薄片上的不同卷曲的带内，形成彼此平行的脊部的多个部分。

有利的是，辊包含多个中断带。这允许卷曲具有可再现特性的各种宽度的薄片或幅材。

优选的是，所述多个中断带彼此相隔恒定距离地延伸到第一辊的表面上。中断带的数目和中断带之间的距离可根据需要进行调整，且允许在由设备处理的薄片或幅材上形成均匀的图案。优选的是，带之间的距离被调整，且取决于聚集卷曲薄片所形成的条的长度。

根据第二方面，本发明提供一种通过在输送方向上将基本上连续的材料薄片馈入一组卷曲辊来卷曲材料薄片的方法，所述一组辊包括第一辊和第二辊，至少第一辊或第二辊中的一个包含跨越其宽度的至少一部分的第一非均匀多个脊部；以及通过在薄片的输送方向上将基本上连续的薄片馈送到第一辊与第二辊之间而卷曲基本上连续的材料薄片以形成卷曲薄片，使得第一辊或第二辊的波纹施加多个卷曲波纹到基本上连续的薄片，所述卷曲波纹具有用于第一部分的第一卷曲图案和用于第二部分的第二图案，所述卷曲波纹在卷曲薄片上形成多个带，每个带交替地包含第一或第二卷曲图案，所述带限定延伸方向，并且所述延伸方向与垂直于输送方向的轴线形成介于约2°到约25°之间的角度。

已参考第一方面详述了此第二方面的优势，在此不进行重复。

优选的是，第一部分与第二部分之间的比率介于约0.125与约1之间。

所述部分之间的比率是所述部分的面积之间的比率。优选的是，此类比率介于约0.125与约1之间，更优选地介于约0.4与约0.7之间，更优选地介于约0.4与约0.6之间。更优选地，所述比率是约0.5。如所提及，辊中可存在许多带，使得第一部分和第二部分由多个分离的区域形成。针对单个第一部分和单个第二部分给出以下数据，如果存在第一或第二类型的更多部分，则相同的数字适用于它们中的任何两个。举例来说，第一部分是根据第一方面限定的“较少卷曲”或“不卷曲”部分，并且在薄片宽度恒定的情况下，所述第一部分沿纵向方向延伸某一长度，所述长度介于约2.5毫米与约12毫米之间，更优选地介于约2.5毫米与约6毫米之间，甚至更优选地约4毫米。第二部分例如是“正常卷曲部分”，并且它沿纵向方向延伸某一长度，所述长度介于约6毫米与约20毫米之间，更优选地介于约6毫米与约9.5毫米之间，更优选地约8毫米。

优选的是，选择比率以使得处理成条的薄片中的第二图案小于总表面的30％，优选地介于总表面的约20％到约25％之间。

优选的是，材料薄片是气溶胶形成基质薄片。优选的是，薄片在包含植物的材料中形成。更优选地，薄片包含含有生物碱的植物材料。甚至更优选地，薄片包含烟草。甚至更优选地，薄片是均质烟草薄片。

有利的是，第一或第二部分包含从卷曲薄片的一个侧边延伸到另一侧边的带。使用此配置，可维持或甚至提供薄片整个区域内的抗拉强度。

有利地，所述方法包含在卷曲薄片上形成多个平行的卷曲带，每个带交替地包含第一或第二卷曲图案。可根据待卷曲的薄片的材料属性以及其它因素和所要的待实现的卷曲效果来选择卷曲图案，所述属性例如抗压缩性、弹性等，所述其它因素例如薄片预期受到辊压制的速度、辊施加的压力等。有利地，第一卷曲图案是平滑图案，其在薄片中产生未卷曲区域。

有利地，所述方法包含聚集卷曲的材料薄片并使用卷曲的材料薄片形成条。优选的是，卷曲的材料薄片用于形成待用于气溶胶生成制品中的条。为了用于此类功能，需要将卷曲薄片折叠或压缩以使得形成基本上管状的形状。

更优选地，所述方法还包含将连续条切割成多个条形部件，每个条形部件具有由卷曲薄片的切割部分形成的聚集卷曲薄片，所述卷曲薄片的卷曲波纹限定条形部件中的多个通道。与常规卷曲的薄片相比，所述卷曲薄片材料的抗拉强度得以维持或提高，而且减少或避免了碎裂。

甚至更优选地，连续条被切割为多个条形制品，其具有基本上等于两个平行的不同卷曲带之间的距离的长度。如果条中两个不同卷曲带——例如未卷曲或较少卷曲带——之间的距离小于条长度，则条中可能出现不同卷曲带的重叠，这会导致抽吸阻力降低，从而大大劣化条的属性。如果两个不同卷曲带之间的距离大于条长度，则会出现不具有不同卷曲带的条区域，从而导致不合需要的飞出效应增加。使两个带之间的距离具有与条长度相同的大小会避免所述问题，因为这产生仅一个不同卷曲带，所述带是连续的或不连续的。具体地说，带之间的距离可通过辊上的中断带的探测器倾斜角来调整。

根据第三方面，本发明提供一种用于气溶胶生成制品的卷曲薄片，所述卷曲薄片具有纵向方向并包含多个带，每个带包含第一或第二图案的卷曲波纹，两个邻近带具有带有不同图案的卷曲波纹，每个带限定延伸方向，所述延伸方向与垂直于薄片纵向方向的轴线形成角度，所述角度介于约2°到约25°之间。

此卷曲薄片可折叠且可用于气溶胶生成制品中，从而获得适当抽吸阻力值。有利的是，卷曲薄片的带相对于卷曲薄片的纵向方向倾斜。优选的是，倾斜角不同于约0°或约90°。使未卷曲材料带平行于在实际过程中也是条的轴线的旋转轴线会导致未卷曲材料垂直于条的纵向轴线，这使得难以将材料压缩成条，且将对抽吸阻力具有负面影响。优选的角度在约2°到约25°的范围内，优选地在约3°到约24°的范围内，优选在约13°20'±10°的范围内。

优选的是，具有第一图案的卷曲波纹的带与具有第二图案的卷曲波纹的带之间的比率介于约0.125与约1之间。

优选的是，选择所述比率，使得处理成条的薄片中具有第一图案的带低于薄片总表面的约30％，优选地介于约20％到约25％之间。

带之间的比率是带的面积之间的比率。优选的是，所述比率介于约0.125与约1之间，更优选地介于约0.4与约0.7之间，更优选地介于约0.4与约0.6之间。更优选地，所述比率是约0.5。如所提及，辊中可存在许多带，使得存在具有第一图案的许多带和具有第二图案的许多带。针对具有第一图案的单个带和具有第二图案的单个带给出以下数据，如果存在第一或第二类型的更多带，则相同的数字适用于它们中的任何两个。举例来说，具有第一图案的带是根据第一方面限定的“较少卷曲”或“不卷曲”带，并且在薄片宽度恒定的情况下，每个带沿纵向方向延伸某一长度，所述长度介于约2.5毫米与约12毫米之间，更优选地介于约2.5毫米与约6毫米之间，甚至更优选地约4毫米。具有第二图案的带例如是“正常卷曲”带，并且每个带沿纵向方向延伸某一长度，所述长度介于约6毫米与约20毫米之间，更优选地介于约6毫米与约9.5毫米之间，更优选地约8毫米。

具有根据两个不同图案的卷曲区域的薄片显示已参考本发明的第一或第二方面描述的优势，在此不进行重复。

有利地，第二图案的卷曲波纹相对于第一图案的卷曲波纹偏移。因此，两个邻近带具有偏移波纹。

有利的是，第一图案的卷曲波纹具有比第二图案的卷曲波纹小的幅度。更优选地，第一图案是平滑的。平滑的含义是不含波纹。优选的是，“较小”带具有未卷曲表面或“较少卷曲”表面，其中“较少卷曲”包含具有较小幅度的波纹，或每面积单位较少波纹。

优选的是，卷曲薄片限定彼此相对的第一和第二侧向边缘，且带从第一侧向边缘延伸到相对的侧向边缘。

根据第四方面，本发明涉及一种用于气溶胶生成制品的条，所述条包含如上文根据第三方面描述所实现或通过第二方面中描述的方法所制造的卷曲薄片的一部分。

所述条包含具有良好抗拉强度并为卷曲的材料提供锚定区域的薄片材料，由此避免碎裂和随后的飞出效应，以及有利的抽吸阻力。

有利的是，所述条具有给定长度，卷曲薄片中的两个邻近带之间的距离基本上等于条长度。具体地说，邻近带之间的距离可通过辊中的中断带的适当倾斜角来调整。

附图说明

将参考附图仅通过举例来进一步描述本发明，在附图中：

·图1示出根据本发明的具有在其间处理材料薄片的两个辊的设备的等距视图；

·图2示出具有由中断带穿过的脊槽图案的辊的表面的二维表示；

·图3示出在根据本发明的图1的设备中的处理之后的材料薄片；

·图4示出根据本发明的具有不带有不同卷曲带的区域的已处理薄片的示意性俯视图；

·图5示出根据本发明的具有带有重叠不同卷曲带的区域的已处理薄片的示意性俯视图；

·图6示出根据本发明的具有不同卷曲带的优化布置的已处理材料薄片的示意性俯视图；以及

·图7示出根据本发明的用于卷曲材料薄片的方法的流程图。

具体实施方式

初始参考图1，此图示出根据本发明的设备10的等距视图，所述设备包括面对面的第一卷曲辊11和第二卷曲辊21，在所述卷曲辊之间处理具有宽度46的材料薄片40。薄片40的输送方向1在图中用指向左前方的箭头指示。

面对面的第一卷曲辊11和第二卷曲辊21分别限定第一旋转轴线17和第二旋转轴线27。辊11、21的表面具有波纹，其中脊槽图案16、26由每个辊11、21表面上的两个周向线指示。

一个或这两者辊11、21具有未卷曲和/或较少波纹状区域，并且相互布置成使得在卷曲过程期间，一个辊11或21上的此类区域面向另一辊21或11上的其它此类区域或常见脊槽图案16、26。

第一辊11和第二辊21的波纹至少部分地咬合。辊11、21中的一个或两个的波纹是对称或不对称的。辊11、21的波纹可基本上对齐或至少部分偏移。第一辊11或第二辊21的一个或多个波纹的峰可与第一辊11和第二辊21中的另一个的单个波纹的槽交错。优选的是，第一辊11和第二辊21的波纹交错，使得第一辊11和第二辊21中的一个辊的基本上所有波纹槽各自接收第一辊11和第二辊21中的另一辊的单个波纹峰。当薄片40压在两个辊11、21之间时，两个辊11、21的表面图案传递到所述薄片的表面。

如在其中为了清楚起见将第一辊11描绘为二维区域的图2中可见，辊11的表面12具有与平行带13组合的常规脊槽图案16，所述平行带在下文中也称为中断带，其具有在此示例中为平滑表面18的不同图案。脊槽图案16由周向脊部构成，每个脊部限定脊部幅度。脊部可垂直于旋转轴线17定向，或可略微倾斜，例如不超过10°。脊部被中断带13穿过。

总体上，与脊槽图案16相比，中断带13是不同的波纹状。中断带13可包括比脊槽图案16少的波纹状图案，具有较低脊部幅度或较小数目的脊部和槽，例如较大间距值(表示为“较少卷曲”)。中断带13可以是其中不发生薄片40的压制的凹形带，或可具有平滑表面18，其中不会通过卷曲过程产生波纹(表示为“未卷曲”)。

辊11可具有常规脊槽图案16和少波纹或非波纹中断带13的组合。在同一辊11上，尺寸和几何形状可变化。辊11和21均可具有此类中断带13。

如图1所示的另一辊21可具有常规卷曲表面。

中断带13由第一多个周向脊部形成，其中每个脊部被中断间隙中断，且其中对于给定中断角度，所述脊部幅度不同于脊部的其余周向延伸部中的脊部幅度。中断带13相对于平行于第一旋转轴线17的轴线倾斜角度α。角度α不同于约0°和约90°，且其介于约2°与25°之间。在图2中，角度α是带与仍用17指示的平行于第一旋转轴线的轴线之间的角度。

中断带13彼此平行布置且间隔开恒定距离15。此外，α在整个带中是恒定的。

优选的是，两个中断带13之间的距离15小于条的长度(图3)。距离15被计算为沿垂直于辊11的纵向轴线17的轴线从中断带13的结束处到下一中断带13的开始处的距离。优选的是，两个带13之间的距离15是恒定的。

图3示出在根据本发明的图1的设备1中的处理之后的材料薄片40。薄片40的表面示出波纹，所述波纹重现例如图2中的辊11的表面上的波纹。中断带13(图1)在薄片40上重现为带43，其与波纹42相比以不同方式卷曲，波纹42重现图2中的辊的中断带13外部的脊槽图案16。

在此示例中，不同卷曲带43具有平滑表面。不同卷曲带43相对于垂直于纵向延伸部的薄片40的方向倾斜角度α，角度α是与图2中的辊中的中断带13相对于纵向轴线17的侧倾角α相同的角度。因此，角度α是带与垂直于图1中用1指示的输送方向的方向之间的角度。

材料的卷曲薄片40聚集并形成为条形部件50。卷曲薄片40的卷曲波纹限定条形部件50中的多个通道。接着，条形部件50被切割成具有条长度54的条52，所述条长度优选地等于两个不同卷曲带43之间的距离15。

举例来说，卷曲器辊11、21长约0.32米，直径为0.21米。薄片宽度46约0.125米±0.05米。角度α为约13°20'±10°。薄片40中的未卷曲区域43的宽度为约0.0028米±0.002米，其为条长度的约20-25％。两个未卷曲区域43之间的距离等于条长度54，而条长度54为约0.012米±0.005米。

在此类值的情况下，与常规卷曲材料相比，对烟草流延叶材料的测试显示飞出效应的急剧下降以及更高的抗拉强度。改进的薄片40的抗飞出力可增加约50％。这是在飞出测试装置中发现的，这是通过将若干条径向固定在机动盘上完成，所述机动盘会加速高达约650转/秒。通常是气溶胶生成制品的部分的这些条包含在其远侧部分处的烟丝条。在盘的外围之外，在开始时未被条触及之处，激光检测器发射垂直于盘表面的激光束。一旦因机动盘的旋转离心力而被推离固定条的烟丝条的一部分阻挡了激光检测器的射束，此激光检测器就发送信号。发射此信号的时刻指示测试的结束，并且给出“烟丝条”的抗“飞出”效应力的值。

现在参考图4到6，其描绘卷曲薄片40的示意性俯视图，此图示出在薄片40中包括未卷曲或较少卷曲带43的不同距离的影响。

如图4中可见，当两个未卷曲带43之间的距离45大于条长度54时，在条中产生其中可能出现“飞出”效应的不具有未卷曲带的区域44。

图5示出当两个未卷曲带43之间的距离45小于条长度54时，存在其中沿着条的纵向轴线有多于一个未卷曲带43的区域47。当薄片40压缩成条时，这可形成薄片40的不利分布，可能将抽吸阻力降低到所期望水平以下。

图6示出优选布置，其中薄片40中的未卷曲带43使得未卷曲带43之间的距离45等于条长度54，这有利地防止图4和5中指示的问题。

图7示出根据本发明的用于卷曲材料薄片的方法的流程图。

在第一步骤100中，在输送方向上将基本上连续的材料薄片馈送到一组卷曲辊。所述一组辊包括第一辊和第二辊，其中第一辊或第二辊中的至少一个包含跨越其宽度的至少一部分的第一非均匀多个脊部。

在步骤102中，通过在薄片的输送方向上在第一辊与第二辊之间馈送基本上连续的薄片以使得第一辊或第二辊的波纹将多个卷曲波纹施加到基本上连续的薄片，从而卷曲基本上连续的材料薄片以形成卷曲薄片。第一或第二部分包含从卷曲薄片的一个侧边延伸到另一侧边的带。

在步骤104中，在卷曲薄片上形成多个平行的卷曲带，每个带交替地包含第一或第二卷曲图案。优选的是，第二卷曲图案是平滑图案。

在步骤106中，聚集材料的卷曲薄片，且在步骤108中使用材料的卷曲薄片形成条。

在步骤108中，将连续条切割成多个条形部件，每个条形部件具有由卷曲薄片的切割部分形成的聚集卷曲薄片，所述卷曲薄片的卷曲波纹限定条形部件中的多个通道。

最后在步骤110中，连续条被切割为多个条形制品，其具有基本上等于两个平行的不同卷曲带之间的距离的长度。

Claims (15)

1.一种用于卷曲材料薄片的设备，所述设备包括分别限定第一和第二旋转轴线的面对面的第一和第二卷曲辊，所述第一卷曲辊包含：

周向的第一多个脊部，每个脊部限定脊部幅度；

其中所述第一多个脊部中的每个脊部沿着其周向延伸部中断，从而形成中断间隙，在所述中断间隙中，对于沿着周向延伸部的给定中断角度，所述脊部的幅度不同于所述脊部的其余周向延伸部中的脊部幅度；以及

其中多个中断间隙形成限定延伸方向的中断带，所述延伸方向相对于由所述第一旋转轴线限定的方向成角度，角度介于2°与25°之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述中断间隙内的所述脊部的所述幅度小于所述脊部的其余周向延伸部中的脊部幅度。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一卷曲辊的轴线与所述中断间隙中的所述第一卷曲辊的表面之间的距离和所述第一卷曲辊的轴线与两个邻近脊部之间的所述第一卷曲辊的所述表面之间的距离基本相同。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中在所述中断带中形成第二多个脊部，其按所述中断角度平行于所述第一多个脊部周向延伸并且偏离所述第一多个脊部定位。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其包含多个中断带。

6.一种用于卷曲材料薄片的方法，所述方法包括：

在输送方向上将基本上连续的材料薄片馈送到一组卷曲辊，所述一组辊包括第一辊和第二辊，所述第一或第二辊中的至少一个辊包含跨越其宽度的至少一部分的第一非均匀多个脊部；

通过在所述薄片的所述输送方向上在所述第一辊与第二辊之间馈送所述基本上连续的薄片以使得所述第一或第二辊的波纹将多个卷曲波纹施加于所述基本上连续的薄片，从而卷曲所述基本上连续的材料薄片以形成卷曲薄片，所述卷曲波纹具有用于第一部分的第一卷曲图案和用于第二部分的第二卷曲图案；

所述卷曲波纹在所述卷曲薄片上形成多个带，每个带交替地包含所述第一或所述第二卷曲图案，所述带限定延伸方向，且所述延伸方向与垂直于所述输送方向的轴线形成介于2°与25°之间的角度。

7.根据权利要求6所述的方法，其包含：

聚集材料的所述卷曲薄片，以及

使用材料的所述卷曲薄片形成条。

8.根据权利要求7所述的方法，其包含：

将连续条切割成多个条形部件，每个条形部件具有由所述卷曲薄片的切割部分形成的聚集卷曲薄片，所述卷曲薄片的所述卷曲波纹限定所述条形部件中的多个通道。

9.一种用于气溶胶生成制品的卷曲薄片，所述卷曲薄片具有纵向方向且包含：

多个带，每个带包含第一或第二卷曲图案的卷曲波纹，两个邻近带具有带有不同图案的卷曲波纹，每个带限定延伸方向，所述延伸方向与垂直于所述薄片的纵向方向的轴线形成介于2°到25°之间的角度。

10.根据权利要求9所述的卷曲薄片，其中所述第一卷曲图案的所述卷曲波纹具有比所述第二卷曲图案的所述卷曲波纹小的幅度。

11.根据权利要求10所述的卷曲薄片，其中所述第一卷曲图案不含波纹。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的卷曲薄片，其中所述薄片限定彼此相对的第一和第二侧向边缘，且所述带从所述第一侧向边缘延伸到相对的侧向边缘。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的卷曲薄片，其中具有第一卷曲图案的卷曲波纹的带与具有第二卷曲图案的卷曲波纹的带的面积之间的比率介于0.125与1之间。

14.一种用于气溶胶生成制品的条，所述条包含根据权利要求9至13中任一项所述的卷曲薄片的一部分或通过根据权利要求6至8中任一项所述的方法实现的卷曲薄片的一部分。

15.根据权利要求14所述的条，所述条具有给定长度，所述卷曲薄片中的两个邻近带之间的距离基本上等于所述条长度。

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