CN110520000B - 将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将材料片材(11)折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法，所述方法包括：提供中心元件和多个间隔开的壁(14)，所述间隔开的壁从所述中心元件(12)径向向外延伸并且在圆周方向上彼此跟随，每个间隔开的壁限定与相邻壁的端面分离的端面(15)；输送所述材料片材并使其与所述多个间隔开的壁的顶面接触，使得所述材料片材可以在限定在所述间隔开的壁之间的空间内部分折叠；以及将所述材料片材插入漏斗(16)中以形成条。本发明还涉及一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的装置(10)。

Description

将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法。本发明还涉及一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的装置。

背景技术

形成片材的这样的材料可以包括均质化烟草材料TCL(烟草流延叶)，其被干燥并且然后切成箔或片材，所述箔或片材卷成卷筒以便储存和运输。其它材料可以包括例如PLA(聚乳酸)，其用于制造气溶胶生成制品的过滤器的特定部分。

在气溶胶生成制品的某些制造工艺中，材料片材需要被折叠，使得其形状从扁平变为管状。为了压缩片材并折叠成条，通常将片材拉动通过漏斗。

然后将如此形成的条切成称为“棒”的部分。这些棒可以用作气溶胶生成制品的部件。

材料片材压缩或折叠成条的方式可以影响气溶胶生成制品的不同性质。然而，片材压缩或折叠的方式可能是非常随机的，这是由于材料片材被高速拉入漏斗。

因此，气溶胶生成制品的一些关键参数，例如RTD水平(牵引阻力)可能变化。

发明内容

希望有一种系统，其能增加片材被压缩或折叠成条的方式的一致性。

特别地，需要一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法和装置，其中所述方法和装置允许获得用于气溶胶生成制品的更均匀的条，具有气溶胶生成制品的关键参数的减小的标准偏差。

在第一方面，本发明涉及一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法，所述方法包括：提供中心元件和多个间隔开的壁，所述间隔开的壁从所述中心元件径向向外延伸并且在圆周方向上彼此跟随，每个间隔开的壁限定与相邻壁的端面分离的端面；输送所述材料片材并使其与所述多个间隔开的壁的顶面接触，使得所述材料片材可以在限定在所述间隔开的壁之间的空间内部分折叠；以及将所述材料片材插入漏斗中以形成条。

本发明基本上包括在将材料片材的形状从扁平变为管状的折叠或压缩步骤之前的准备步骤。有利地，根据本发明的方法，使材料片材与具有限定端面的多个分离壁的装置接触。材料片材在插入到漏斗中以获得最终的条状之前可以在壁之间形成的空白空间中部分折叠。空白空间基本上沿着片材的输送方向定位。以该方式，获得了均匀的条，其优选具有将用于气溶胶生成制品中的关键参数的减小标准偏差。

如本文所使用，术语“片材”表示宽度和长度基本上大于其厚度的板状元件。片材的宽度优选地大于约10毫米，更优选地大于约20毫米或约30毫米。甚至更优选的是，片材的宽度介于约100毫米与300毫米之间。

在优选实施例中，片材是含有生物碱的材料片材，例如，均质化烟草材料。还可以使用含有生物碱的其它基于植物的材料。聚合物材料片材也是可以变形成条的片材。

“含有生物碱的材料”是含有一种或多种生物碱的材料。在生物碱中，尼古丁是优选的，其可以在烟草中找到。

生物碱是一组天然存在的化合物，主要含有碱性氮原子。该组还包括一些具有中性甚至弱酸性的相关化合物。一些具有类似结构的合成化合物也称为生物碱。除碳、氢和氮之外，生物碱也可以含有氧、硫，以及更罕见地，其它元素，例如氯、溴和磷。

生物碱由包括细菌、真菌、植物和动物的多种生物体产生。它们可以通过酸碱提取而从这些生物体的粗提取物中得以纯化。咖啡因、尼古丁、可可碱、阿托品、筒箭毒碱是生物碱的实例。

均质化烟草材料最常使用的形式是复原烟草片材和流延叶(cast leaf)。用以形成均质化烟草材料片材的工艺通常包括将烟草尘与粘合剂混合以形成浆料的步骤。浆料接着用于形成烟草幅材。举例来说，通过将粘性浆料流延到移动金属带上来产生所谓的流延叶。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。

烟草的片材材料可以被称作复原片材材料并且使用颗粒烟草(例如，复原烟草)或烟草颗粒掺合物、保湿剂和水性溶剂以形成烟草组合物而形成。接着流延、挤压、辊压或按压此烟草组合物以从烟草组合物形成片材材料。烟草的片材可以利用以下工艺形成：湿式工艺，其中碎烟用于制造纸类材料；或流延叶工艺，其中将碎烟与粘合剂材料混合在一起且流延到移动带上以形成片材。

均质化烟草材料的片材卷成卷筒，所述卷筒被解卷以供进一步处理，以成为例如将包括在气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中的气溶胶形成制品的部分。“加热非燃烧”气溶胶生成制品是吸烟制品，其中气溶胶形成基质(例如均质化烟草片材)加热到相对低的温度以便形成气溶胶，但防止烟草材料燃烧。此外，均质化烟草片材中所存在的烟草通常仅是烟草，或包含此类“加热非燃烧”气溶胶生成制品的均质化烟草材料中所存在的大部分烟草。这意味着由此种“加热非燃烧”气溶胶生成制品生成的气溶胶组合物基本上仅基于均质化烟草材料。

如本文中所使用，术语“气溶胶形成材料”表示在加热时能够释放挥发性化合物以产生气溶胶的材料。烟草可以归类为气溶胶形成材料，具体地说，包括气溶胶形成剂的均质化烟草的片材。气溶胶形成基质可以包括气溶胶形成材料或由气溶胶形成材料组成。

均质化烟草片材除烟草以外一般还包含粘合剂和气溶胶形成剂。该组合物产生片材，所述片材是“粘性的”，也就是说，其胶粘到邻近的对象，并且同时所述片材具有相对低的抗张强度，十分易碎。均质化烟草片材因此可以用作气溶胶形成材料。

本发明涉及在将材料片材折叠成条的步骤之前“准备”材料片材的准备步骤。为了将具有扁平形状的材料片材折叠成条状形状，提供将材料片材与多个间隔开的壁接触的预步骤。

提供中心元件和多个间隔开的壁。壁在圆周方向上彼此跟随从中心元件延伸。

中心元件限定纵向轴线，所述纵向轴线用作形成本发明的装置的一部分的元件的主要参考轴线；方向等的所有指示，例如“轴向”、“径向”和“周向”都将参考它；同样，关于径向方向的指示“向外”和“向内”必须被认为是远离轴线或朝向轴线。关于该轴线还限定两个相反的角方向。特别地，轴向方向是平行于中心元件轴线的方向；径向方向是位于垂直于中心元件轴线并入射到中心元件轴线的平面上的方向；圆周方向是沿着以中心元件轴线为中心并位于垂直于中心元件轴线的平面上的圆周的方向。

间隔开的壁从中心元件延伸，并且然后周向地分布，使得对于每对相邻间隔开的壁形成角。优选地，角不等于零。

将壁彼此分离的不等于零的角优选地限定每对相邻壁之间的“空白空间”。每个壁包括彼此相对的第一和第二端部。端部中的一个限定端面。优选地，端面是相对于中心元件轴线的外表面。每个壁的不具有端面的另一端部优选地连接到中心元件。

除了端面之外，优选地，每个壁包括彼此平行的两个主表面，所述主表面是大致平面的。优选地，端面垂直于两个主表面。

优选地，中心元件大致平行于片材输送的方向定位。

端面可以与待预处理的材料片材接触。

并非刚性而是优选挠性的材料片材与通过“空白间隙或空间”彼此分离的端面接触，易于将其形状从扁平形状变为波浪形状。材料片材可能折叠，使得其部分地进入壁之间形成的空白空间。实际上，“空白空间”大致平行于片材的运动方向定位，使得片材可以至少部分地进入其中。在该部分折叠步骤之后，片材可以经历完整的折叠成条的步骤。该后一步骤可以包括漏斗形装置的存在。

片材在每对相邻壁之间形成的空间中至少部分折叠的预步骤允许更好地控制材料片材折叠成条的最终折叠步骤。

优选地，提供多个间隔开的壁包括提供具有朝向漏斗减小的尺寸的间隔开的壁。尺寸是壁的两个端部之间的距离。因此，基质和壁的端部(存在端面的位置)之间的距离朝向漏斗减小。参考中心元件轴线，壁的径向尺寸沿着轴向方向朝向漏斗减小。材料片材通常以高速移动。因此，它也以高速与壁的上表面接触。为了使片材从扁平状逐渐折叠成条状，壁的尺寸从片材和壁之间的第一接触点到片材离开壁的最后接触点减小。以该方式，片材经历自身的逐渐折叠，原因是可以占据壁之间的空间内部的总体积减小。因此可以实现平缓的折叠。有利地，以该方式，材料片材在其朝向漏斗移动时折叠越来越多。

优选地，提供多个间隔开的壁包括提供具有朝向漏斗增加的在垂直于片材输送方向的方向上的端面的尺寸的间隔开的壁。端面的尺寸，即端面的宽度，朝着漏斗增加。优选地，整个壁的厚度朝着漏斗增加。有利地，以该方式，当材料片材朝向漏斗移动时，存在于两个相邻壁之间的“自由”空间越来越小。片材的折叠因此逐渐增加。

优选地，根据本发明的方法包括在输送材料片材并使其与多个壁的端面接触之前将材料片材压接的步骤。有利地，压接步骤增加了所获得的用于气溶胶生成制品的条的均匀性。通常，为了形成气溶胶生成制品，需要在折叠成条的步骤之前将材料片材压接。可以通过在材料片材中形成脊或凹槽的压接辊来执行压接。

优选地，根据本发明的方法包括将材料片材折叠成管状的步骤。形状可以为圆柱形或圆锥形。甚至在压缩成条之前，也可以将片材预折叠成直径大于最终条的圆柱或漏斗形状，以便准备片材进行最终的压缩和折叠步骤。可以借助于圆柱形或圆锥形表面来执行折叠。

更优选地，提供多个间隔开的壁包括提供从中心元件径向延伸的多个壁。有利地，圆柱形或圆锥形表面以及从中心元件径向延伸的多个壁允许在紧凑的空间中执行该方法。

优选地，材料片材是聚合物片材或包含生物碱的材料片材。更优选地，片材是均质化烟草材料片材。

在第二方面，本发明涉及一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的装置，所述装置包括：中心元件和多个间隔开的壁，所述间隔开的壁在圆周方向上彼此跟随从所述中心元件延伸，所述多个壁的每个壁限定与相邻壁的端面分离的端面；以及位于所述中心元件的下游的漏斗，所述漏斗的入口面向所述中心元件。

有利地，根据本发明的装置适合于执行本发明的方法，具有上述优点。该装置也非常紧凑。

优选地，间隔开的壁具有朝着漏斗减小的尺寸。该尺寸是壁的径向延伸。有利地，以该方式，材料片材在其朝向漏斗移动时折叠越来越多。因此折叠是“平缓的”。

优选地，壁的厚度是可变的。优选地，厚度沿着轴向方向增加。

优选地，间隔开的壁具有朝向漏斗增加的在垂直于片材输送方向的方向上的端面的尺寸。有利地，以该方式，当材料片材朝向漏斗移动时，两个相邻壁之间的“自由空间”越来越小，已经预压缩片材的某些部分。优选地，整个壁的尺寸增加，即，壁的厚度朝向漏斗增加。

优选地，漏斗和中心元件大致同轴。更优选地，漏斗的内表面的切线与多个间隔开的壁的端面的切线大致重合。有利地，利用该布局，片材大致与“连续”会聚表面接触移动，所述会聚表面在第一部分中由壁的端面并且然后由漏斗形成。由于壁给出的圆锥形状、漏斗中的直径减小的圆锥形状，材料片材容易插入漏斗中。

优选地，根据本发明的装置包括圆锥形元件，其位于中心元件的与漏斗相对的一侧。圆锥形元件优选地为截头圆锥形(具有圆锥台的形状)。更优选地，圆锥形元件具有朝向中心元件增加的直径。甚至更优选地，圆锥形元件和漏斗是大致同轴的。该布置仍然以平缓的方式改善片材的压缩和折叠。片材“经历”尺寸朝向漏斗增加的表面，其中它最终被压缩并折叠以形成条。

附图说明

本发明的其它优点将在不受限地参考附图的情况下从其详细描述变得显而易见：

-图1-3是根据本发明的将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的装置的示意性透视图；

-图4是根据本发明的将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的装置的另一实施例的示意性侧截面；

-图5是在图4中用II-II指示的平面中截取的图4的装置的示意性横截面；以及

-图6是在图4中用I-I指示的平面中截取的图4的装置的示意性横截面。

具体实施方式

参考附图，根据本发明的装置用附图标记10表示和指示，装置10适合于将材料片材11(在图4-6中可见)折叠成用于气溶胶生成制品的条(条和气溶胶生成制品未在附图中示出)。优选地，材料片材11是聚合物片材或包括均质化烟草材料的片材。

在图1-4所示的优选实施例中，片材11从右向左行进。

装置10包括中心元件12，所述中心元件具有从中心元件12周向延伸的多个间隔开的壁或翅片14。中心元件12和翅片14限定大致星形物体。中心元件12沿着翅片14从其离开的中心元件的纵向轴线2延伸(见图3)。

此外，装置10包括在材料片材11的运动方向上位于中心元件12下游的漏斗16。漏斗16还限定纵向轴线，所述纵向轴线与中心元件12的纵向轴线2大致重合。漏斗16在本领域中已知用于生产用于气溶胶生成制品的材料条并且不再详细描述。

漏斗16包括用于片材11的进口或入口17。在进口处，漏斗具有最宽的横截面。漏斗16的入口17垂直于轴线2面对中心元件12。

漏斗16和中心元件12是大致同轴的。

在图1-3所示的实施例中有八个间隔开的壁14，而在图4-6所示的实施例中有四个间隔开的壁14。在未示出的另一优选实施例中有十个间隔开的壁14。

间隔开的壁14具有朝向漏斗16减小的尺寸。该尺寸是沿着壁的径向方向的尺寸，如下计算：减小的尺寸是轴线本身和壁14的最末端点之间的垂直于轴线2的距离。该距离从中心元件的起点直到面对漏斗16的中心元件的端部减小。

每个壁14限定与相邻壁14的端面15分离的端面15。相邻壁的端面不接触。以该方式，在两个相邻的间隔开的壁之间限定“空白空间”3。

间隔开的壁14具有朝向漏斗16增加的在垂直于片材11的输送方向的方向上截取的端面15的尺寸。这可以例如在图1中清楚地看到。

壁14在片材11与装置10相接的点处较薄，并且此后变宽。

如图4中所示，漏斗16的内表面18的切线5与间隔开的壁14的端面15的切线大致重合。切线5由穿过漏斗的端面15和内表面18的虚线表示。

装置10还包括圆锥形元件20，所述圆锥形元件位于中心元件12的与漏斗16相对的一侧。圆锥形元件定位成圆锥的底部大致垂直于纵向轴线2。

圆锥形元件20具有朝向中心元件12增加的直径。

圆锥形元件20和漏斗16是大致同轴的(见图4)，使得圆锥形元件的轴线也是纵向轴线2。圆锥形元件20优选地是截头圆锥，并且限定优选垂直于纵向轴线2的两个相对的基部31、32。

参考装置10的操作，间隔开的壁14的端面15在被迫折叠成管状的进入片材11上形成接触线。片材11的行进方向沿着纵向轴线2朝向漏斗。

这些接触线形成圆锥的“虚拟”正圆锥台，其具有沿着片材11被拉入的方向，即沿着纵向轴线2朝向漏斗16减小的直径。

在与片材11接触的壁14的端面15之间限定的空白空间3迫使片材11以非常可控的方式在装置10的壁14之间折叠(在空白空间中形成褶皱或波纹的均匀分布)。这是由于沿着纵向轴线2的空白空间的体积的减小。

在片材11进入漏斗16之前发生的该折叠增加了片材11在漏斗16中自身折叠的方式的一致性和控制。

因此材料片材11“经历”作为截头正圆锥的整个装置10，其具有沿着片材11的行进方向减小的直径，所述行进方向与纵向轴线2重合。片材11在进入漏斗之前已经具有折叠的圆锥形状。

这通过圆锥形元件20的存在而进一步加强。该圆锥形元件在作为由片材11接触的第一元件的壁14之前与进入片材11相遇。

如图4-6中所示，考虑到连接所有间隔开的壁14的端面15的包络面，可以形成圆锥。利用该包络面，形成截头圆锥(见图4)。由圆锥形元件20限定的截头圆锥和由包络面形成的截头圆锥具有相同的轴线2。该轴线在进入片材11的管状形状的中心轴线上。

圆锥形元件20的基部32具有的直径等于或大于在其面对基部32的“虚拟”基部处的包络面的直径，使得呈管状的进入片材11在离开圆锥形元件20时具有等于包络面的直径。

以该方式，片材11被迫以略微倾斜的方式与壁14接触，同时防止片材11在高速进入与壁14的小端面15接触时损坏。

在图4中，画出连接漏斗16的内表面18和基部32的直线。示出了壁延伸超出直线22：由于该原因，确保了片材11和壁14之间的接触。

壁14在端面15处设置有斜面24，其允许避免进入片材11的切碎。

在图5中示出了片材11的折叠，其形成并保持在壁14之间。由于当片材11被拉动并且壁14延伸超过直线22时，片材大致抵靠表面15“压缩”，因此片材的折叠被迫保持在两个相邻的壁之间。

在图6中，描绘了随着壁14之间的空间减小而几乎聚集的折叠。在每个空间中实现几乎相同量的折叠。

在另外的实施例(未示出)中，为了将片材11的形状从平面变为管状，可以在根据本发明的装置10之前使用合适的装置，其将片材11折叠成管状。

此外，可以将心轴(未示出)放置在装置10的中心，以便在折叠片材11的中心引入特定部件(风味，材料等)。

通常，根据本发明，将材料片材11折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法包括以下步骤：提供上述装置，所述装置具有多个间隔开的壁14，每个壁限定由相邻壁14的端面15分离的端面15；输送材料片材11并将其与多个壁14的端面15接触，使得片材11可以在壁14之间的空间内部分折叠；以及将片材11插入漏斗16中以形成条。

换句话说，本发明的方法和装置10提供了与片材11接触的一系列间隔的接触边缘(即壁14的端面)，并且在这些边缘之间形成空白空间，所述空白空间为片材的折叠提供了自由布置的空间。接触边缘之间的空间沿着装置10的纵向轴线2越来越窄。

在本发明的未示出的实施例中，壁彼此平行，从而形成多个平行的端面。

Claims (14)

1.一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的方法，所述方法包括：

o提供中心元件和多个间隔开的壁，所述间隔开的壁从所述中心元件径向向外延伸并且在圆周方向上彼此跟随，所述间隔开的壁中的每个壁限定与相邻壁的端面分离的端面；

o输送所述材料片材并且使其与所述多个间隔开的壁的多个端面接触，使得所述材料片材在限定在所述间隔开的壁之间的空间内部分折叠；以及

o将所述材料片材插入与所述中心元件大致同轴的漏斗中以形成条。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提供多个间隔开的壁包括提供具有朝向所述漏斗减小的尺寸的间隔开的壁。

3.根据权利要求1所述的方法，其中提供多个间隔开的壁包括提供具有朝向所述漏斗增加的在垂直于片材输送方向的方向上的端面的尺寸的间隔开的壁。

4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，该方法包括在输送所述材料片材并且使所述材料片材与所述多个间隔开的壁的端面接触之前将所述材料片材压接的步骤。

5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，该方法包括将所述材料片材折叠成管状的步骤。

6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述材料片材是聚合物片材或含有生物碱的材料片材。

7.一种将材料片材折叠成用于气溶胶生成制品的条的装置，所述装置包括：

o中心元件和多个间隔开的壁，所述多个间隔开的壁从所述中心元件径向向外延伸并且在圆周方向上彼此跟随，所述多个间隔开的壁中的每个壁限定与相邻壁的端面分离的端面；

o位于所述中心元件的下游的漏斗，所述漏斗的入口面向所述中心元件；

o其中所述漏斗和所述中心元件是大致同轴的。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述多个间隔开的壁具有可变的厚度。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述多个间隔开的壁具有朝向所述漏斗增加的垂直于片材输送方向的端面的尺寸。

10.根据权利要求7所述的装置，其中所述漏斗的内表面的切线与所述多个间隔开的壁的端面的切线大致重合。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其包括圆锥形元件，所述圆锥形元件位于所述中心元件的与所述漏斗相对的一侧。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述圆锥形元件具有朝向包括所述多个间隔开的壁的所述中心元件增加的直径。

13.根据权利要求11所述的装置，其中所述圆锥形元件和所述漏斗是大致同轴的。

14.根据权利要求12所述的装置，其中所述圆锥形元件和所述漏斗是大致同轴的。

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