ES2820730T3 - Método y aparato para fabricar un material de trama rizado variable - Google Patents

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Daniele Sanna
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Abstract

Un método para fabricar material de trama rizado variable, que comprende: alimentar el material de trama esencialmente continuo (108); rizar una primera región del material de trama a un primer valor de rizo; y rizar una segunda región del material de trama, adyacente a la primera región, a un segundo valor de rizo; en donde, el material de trama se riza usando un conjunto de dos rodillos (104), cada rodillo es ondulado a través de al menos una porción de su ancho y es ondulado alrededor de su circunferencia, los rodillos se configuran de manera que las ondulaciones a través del ancho de los rodillos se intercalan entre sí para rizar el material de trama, y los rodillos que se configuran de manera que las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo (104) están sustancialmente alineadas con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo (104) para rizar el material de trama al primer valor de rizo, y los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo (104) están sustancialmente alineados con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo (104) para rizar el material de trama al segundo valor de rizo.

Description

DESCRIPCIÓN
Método y aparato para fabricar un material de trama rizado variable
La presente invención se refiere a un método para fabricar un material de trama rizado variable. La presente invención además se refiere al aparato para fabricar el material de trama rizado variable. La presente invención además se refiere a un método para fabricar un elemento para dirigir el flujo de aire para artículos para fumar.
Se conocen en la técnica métodos y aparatos para producir material de trama rizado para usar en los artículos para fumar. Los métodos conocidos para producir el material de trama rizado involucra a los rodillos de intercalación los cuales producen un material de trama rizado que tiene un nivel esencialmente constante de rizo a lo largo de la longitud del material de trama. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Núm. 3,849,526 proporciona un método en el que se pasa una trama de papel entre un par de rodillos que tienen nervios anulares intercalados para formar ranuras longitudinales en la trama de papel.
La Patente de Estados Unidos Núm. 4,585,016 proporciona un método para fabricar una trama expandida compuesta para hacer una envoltura para cigarrillos, la trama expandida se forma al pasar una trama de material en lámina a través de una cizalla giratoria y formar troqueles para impartir a la trama una configuración que tiene filas dispuestas longitudinalmente de convoluciones generalmente sinusoidales que se extienden por encima y por debajo del plano original de la trama.
La publicación de la solicitud de patente internacional núm. WO 2013/098353 proporciona un método para suministrar una trama continua de material en lámina rizado a un dispositivo formador de la varilla que comprende: una unidad de enrollado para desenrollar el material en lámina de una bobina en la cual se proporciona el material en lámina; una unidad rizadora para rizar el material en lámina, una unidad de corte para cortar la trama continua de material en lámina con un ancho predeterminado; y una unidad de control para controlar las diversas unidades del aparato en respuesta a señales de sensores recibidas desde las respectivas unidades.
Además se conocen métodos y aparatos para formar elementos para dirigir el flujo de aire para artículos para fumar. Los métodos conocidos para producir tales elementos para dirigir el flujo de aire que tienen una resistencia a la extracción variable a lo largo de su longitud involucran usar múltiples segmentos de resistencia a la extracción diferentes. Al usar múltiples segmentos aumenta la complejidad y el costo de la fabricación del elemento para dirigir el flujo de aire.
Sería conveniente proporcionar un método y aparato para fabricar un material de trama rizado que tiene un rizo variable a lo largo de su longitud en una única operación. Además sería conveniente proporcionar un método más simple y eficiente para fabricar un elemento para dirigir el flujo de aire.
La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
De conformidad con la presente invención se proporciona un método para fabricar el material de trama rizado variable. El método comprende: alimentar el material de trama esencialmente continuo; rizar una primera región del material de trama a un primer valor de rizo; y rizar una segunda región del material de trama, adyacente a la primera región, a un segundo valor de rizo. El material de trama se riza usando un conjunto de dos rodillos, cada rodillo es ondulado a través de al menos una porción de su ancho y es ondulado alrededor de su circunferencia, los rodillos se configuran de manera que las ondulaciones a través del ancho de los rodillos se intercalan entre sí para rizar el material de trama, y los rodillos que se configuran de manera que las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo están sustancialmente alineadas con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo para rizar el material de trama al primer valor de rizo, y los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo están sustancialmente alineadas con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo para rizar el material de trama al segundo valor de rizo.
Proporcionar un método tal que le permite al material de trama rizado formarse el cual tiene regiones de valor de rizo diferente a lo largo de su longitud en una única operación.
En la modalidad preferida, el material de trama es papel, pero puede usarse cualquier material de trama adecuado, tal como polilactida (PLA), poliéster, bioplástico tal como Mater-Bi ®, o tabaco en láminas.
Como se apreciará, el método comprende usar el conjunto de dos rodillos que se intercalan para rizar el material de trama cuando este se alimenta entre los rodillos. Los rodillos son ondulados a través de su ancho y alrededor de su circunferencia para producir un material de trama rizado que tiene regiones de valor de rizo diferente.
Las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo, de manera esencial, se alinean rotacionalmente con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo. Por lo tanto, se apreciará que los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo se alinean esencialmente con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo. El primer rodillo y el segundo rodillo se desplazan en la dirección longitudinal de manera que las ondulaciones se intercalan en la dirección longitudinal del primer rodillo y segundo rodillo.
Como se usa en la presente descripción, el término 'valor de rizo' se define como la relación de dos veces el radio del rodillo en los picos de las ondulaciones con respecto a la distancia entre el eje del primer rodillo y el eje del segundo rodillo. Un valor de rizo de menos de 1 se refiere al caso donde los picos de las ondulaciones no se solapan en la dirección radial, y un valor de rizo de mayor de 1 se refiere al caso donde los picos de las ondulaciones se solapan en la dirección radial.
Las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo se forman preferentemente de manera que los ángulos a y p, que corresponden respectivamente al ángulo del sector formado por el eje del rodillo y la depresión de una ondulación, y el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y el pico de una ondulación, están de acuerdo con la ecuación 360 / (a p) siendo un número entero.
Conformar los rodillos para tener tales ondulaciones permite que el proceso sea continuo, y permite que la longitud de cada región rizada sea consistente.
El método puede además comprender rizar una tercera región del material de trama a un tercer valor de rizo. En esta modalidad, las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo comprende una sección de pico, una sección de depresión, y una sección media, cada una teniendo un radio diferente.
Cuando los rodillos comprenden una sección media, las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo se forman preferentemente de manera que los ángulos a, p y y, que corresponden respectivamente al ángulo del sector formado por el eje del rodillo y la depresión de la ondulación, el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y el pico de una ondulación, y el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y una sección media de una ondulación, están de acuerdo con la ecuación 360 / (a p y) siendo un número entero.
El método puede además comprender detectar la interfaz entre las diferentes regiones de valor de rizo, y cortar el material de trama en una localización en dependencia de la interfaz detectada para formar secciones de material de trama rizado que tiene una pluralidad de regiones rizadas. Al detectar la interfaz entre las diferentes regiones de valor de rizo, el material de trama rizado puede cortarse con más precisión.
El material de trama rizado puede cortarse en la interfaz entre la primera región que tiene el primer valor de rizo y la segunda región que tiene un segundo valor de rizo. Alternativamente, el material de trama rizado puede cortarse en una localización a lo largo de la primera región. Preferentemente, el material de trama se corta de manera que la primera región se divide en dos porciones que tienen esencialmente la misma longitud.
En la modalidad donde el material de trama rizado se corta en secciones, cada sección puede comprender al menos una región que tiene un primer valor de rizo y al menos una región que tiene un segundo valor de rizo. Preferentemente, cada sección comprende entre una y ocho regiones que tienen un primer valor de rizo, y entre una y ocho regiones que tienen un segundo valor de rizo.
En una modalidad preferida, el material de trama rizado se corta de manera que comprende cinco primeras regiones que tienen un primer valor de rizo y cuatro segundas regiones que tienen un segundo valor de rizo, dispuestas de manera que la región en un primer extremo de la sección de material de trama rizado cortado es una primera región, y la región en un segundo extremo de la sección de material de trama rizado cortado es una primera región. En esta modalidad preferida, las regiones en el primer extremo y segundo extremo son cada una preferentemente la mitad de la longitud de una primera región no cortada.
La presente invención además se refiere a un aparato para usar en la fabricación del material de trama rizado variable. El aparato comprende: un conjunto de rodillos que comprende un primer rodillo y un segundo rodillo. Cada rodillo es ondulado a través de su ancho y es ondulado alrededor de su circunferencia. Los rodillos están configurados de manera que las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo estén sustancialmente alineadas con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo para rizar un material de trama a un primer valor de rizo y los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo estén sustancialmente alineados con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo para rizar el material de trama a un segundo valor de rizo. Los rodillos también están configurados de manera que las ondulaciones a través del ancho de los rodillos se entrelazan entre sí.
Las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo se alinean esencialmente con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo. Por lo tanto, se apreciará que los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo se alinean esencialmente con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo.
El radio de los rodillos en la región de los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia de los rodillos se designa por ri. El radio de los rodillos en la región de las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia de los rodillos se designa por r2. El radio de los rodillos en la región de las depresiones de las ondulaciones a través del ancho de los rodillos se designan por r3. La distancia entre el eje del primer rodillo y el eje del segundo rodillo se designan por X.
Para evitar interferencia entre los rodillos durante la operación, los radios, y la distancia entre los ejes de los rodillos preferentemente están de acuerdo con la siguiente ecuación:
n < X - r3
Por lo tanto, el espacio mínimo entre los rodillos, designado como C, se proporciona por la siguiente ecuación:
C = X - ri - r3
Como se describió anteriormente, el valor de rizo se define como la relación de dos veces el radio del rodillo en los picos de las ondulaciones con respecto a la distancia entre el eje del primer rodillo y el eje del segundo rodillo. Como tal, los valores de rizo se proporcionan por las siguientes ecuaciones:
primer valor de rizo = 2 r2/X
segundo valor de rizo = 2ri/X
El grosor de un elemento de rizo del rodillo se designa como ti. La distancia entre cada elemento de rizo se designa como t2. Preferentemente, el grosor ti es menor que la distancia t2. Los grosores ti y t2 se miden a lo largo de la dirección axial del rodillo.
Las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo se forman preferentemente de manera que los ángulos a y p, que corresponden respectivamente al ángulo del sector formado por el eje del rodillo y la depresión de una ondulación, y el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y el pico de una ondulación, están de acuerdo con la ecuación 360 / (a p) siendo un número entero.
La distancia lateral entre los ejes de los rodillos se designa como D. En una modalidad preferida, D es igual a cero, y como tal los ejes de los rodillos se alinean esencialmente de manera vertical.
Al controlar los parámetros ri, r2, r3, C, ti, t2, D, a, y p, los valores de rizo aplicados al material de trama pueden controlarse.
En una modalidad preferida, el radio ri está entre aproximadamente 80 mm y aproximadamente 120 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 90 mm y aproximadamente i i 0 mm, con la máxima preferencia aproximadamente
99,3 mm. El radio r2 está entre aproximadamente 80 mm y aproximadamente i20 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 90 mm y aproximadamente i i 0 mm, con la máxima preferencia aproximadamente 98,5 mm. El radio r3 está entre aproximadamente 80 mm y aproximadamente i20 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 90 mm y aproximadamente i i 0 mm, con la máxima preferencia aproximadamente 98,3 mm. El espacio C está entre aproximadamente 0,3 mm y aproximadamente 0,9 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 0,7 mm, con la máxima preferencia aproximadamente 0,6 mm. El grosor ti está entre aproximadamente 0,8 mm y aproximadamente i,2 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 0,9 mm y aproximadamente i , i mm, con la máxima preferencia aproximadamente i,0 mm. La distancia t2 está entre aproximadamente i,0 mm y aproximadamente i,4 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente i , i mm y aproximadamente i,3 mm, con la máxima preferencia aproximadamente i,2 mm. El ángulo a está entre aproximadamente 7 grados y aproximadamente 9 grados, con mayor preferencia entre aproximadamente 7,5 grados y aproximadamente 8,5 grados, con la máxima preferencia aproximadamente 8,i grados. El ángulo p está entre aproximadamente 6 grados y aproximadamente 8 grados, con mayor preferencia entre aproximadamente 6,5 grados y aproximadamente 7,5 grados, con la máxima preferencia aproximadamente 6,9 grados.
Conformar los rodillos para tener tales ondulaciones permite que el proceso sea continuo, y permite que la longitud de cada región rizada sea consistente.
Los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo se proporcionan preferentemente con bordes redondeados. Al proporcionar bordes redondeados las tensiones aplicadas al material de trama durante el rizado pueden reducirse, y como tal puede reducirse el riesgo de romper el material de trama.
Las ondulaciones como se observa en la sección transversal del rodillo pueden formar un perfil de onda cuadrado, un perfil de onda sinusoidal, o un perfil triangular. Los picos de las ondulaciones como se observa en la sección transversal del rodillo pueden ser redondeados. Al proporcionar bordes redondeados las tensiones aplicadas al material de trama durante el rizado pueden reducirse, y como tal puede reducirse el riesgo de romper el material de trama. En una modalidad preferida, las ondulaciones como se observa en la sección transversal del rodillo forman un perfil de onda cuadrado.
Cada rodillo puede configurarse para rizar el material de trama a un tercer valor de rizo. En esta modalidad, las ondulaciones comprenden una sección de pico, una sección de depresión, y una sección media, cada una teniendo un radio diferente.
Cuando los rodillos comprenden una sección media, las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo se forman preferentemente de manera que los ángulos a, p y y, que corresponden respectivamente al ángulo del sector formado por el eje del rodillo y la depresión de la ondulación, el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y el pico de una ondulación, y el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y una sección media de una ondulación, están de acuerdo con la ecuación 360 / (a p y) siendo un número entero.
El aparato puede comprender medios para detectar la interfaz entre las regiones de diferentes valores de rizo. El medio de detección puede comprender un detector óptico, tal como una cámara, acoplada a un procesador configurado para determinar la interfaz entre las regiones de diferentes valores de rizo.
El aparato preferentemente comprende medios de corte para cortar el material de trama rizado en secciones. El medio de corte preferentemente se controla por el medio de detección para asegurar que el material de trama rizado se corta en la localización correcta. El medio de corte puede ser cualquier cortador adecuado para cortar material de trama, u otro material que sea rizado, y puede comprender un cuchillo, tal como un cuchillo volador.
El medio de corte puede configurarse para cortar el material de trama en una interfaz entre una primera región que tiene un primer valor de rizo y una segunda región que tiene un segundo valor de rizo. En una modalidad preferida, el medio de corte preferentemente se configura para cortar el material de trama rizado en una localización a lo largo de una primera región que tiene un primer valor de rizo. Con mayor preferencia, el medio de corte se configura para cortar el material de trama rizado de manera que la primera región se divide en dos porciones que tienen esencialmente la misma longitud.
Alternativamente, o adicionalmente a los medios de detección, el aparato puede comprender medios para sincronizar el medio de corte con los rodillo rizadores. Al sincronizar el medio de corte con los rodillos rizadores, el material de trama rizado puede cortarse en esencialmente la misma posición relativa cada vez. El medio de sincronización puede comprender engranes para enlazar el medio de corte con los rodillos rizadores.
El material de trama rizado puede cortarse en varios pedazos que tienen varias combinaciones de primeras regiones y segundas regiones como se describió anteriormente.
Los rodillos rizadores pueden fabricarse al maquinar las ondulaciones sobre un rodillo cilindrico.
De conformidad con la presente invención, además se proporciona un método para fabricar un elemento para dirigir el flujo de aire para un artículo para fumar. El método comprende un método para fabricar un material de trama rizado variable como se describió anteriormente; rizar de manera alterna, a lo largo de la dirección de alimentación, el material de trama a un primer valor de rizo, luego a un segundo valor de rizo, mediante el uso de un conjunto de dos rodillos; proporcionar un cuerpo hueco esencialmente continuo, esencialmente impermeable al aire; reunir el material de trama rizado variable alrededor del cuerpo hueco esencialmente impermeable al aire; envolver el material de trama rizado variable reunido en el material de envoltura para formar un elemento para dirigir el flujo de aire esencialmente continuo; y cortar el elemento para dirigir el flujo de aire esencialmente continuo para formar conjuntos discretos de elementos para dirigir el flujo de aire, cada elemento para dirigir el flujo de aire que comprende al menos una región que se riza al primer valor de rizo y al menos una región que se riza al segundo valor de rizo. El cuerpo hueco es preferentemente un tubo hueco esencialmente impermeable al aire.
Ventajosamente, proporcionar un método tal permite que los elementos para dirigir el flujo de aire se fabriquen más fácilmente que usando múltiples segmentos, cada segmento que se fabrica separadamente.
Preferentemente, la región del elemento para dirigir el flujo de aire que se riza al primer valor de rizo tiene una resistencia a la extracción de entre aproximadamente 50 mmH2O y aproximadamente 70 mmH2O, y la región del elemento para dirigir el flujo de aire que se riza al segundo valor de rizo tiene una resistencia a la extracción de entre aproximadamente 140 mmH2O y aproximadamente 220 mmH2O. Preferentemente, cada región que tiene un valor de rizo diferente tiene una resistencia a la extracción diferente. La resistencia a la extracción se mide de acuerdo con la ISO 6565:2011 y se expresa típicamente en unidades de mmH2O. La resistencia a la extracción de cada región que tiene un valor de rizo diferente puede medirse al cortar el elemento para dirigir el flujo de aire de manera que se comprende solo la región que se mide, y aspirar en un extremo del elemento para dirigir el flujo de aire mientras que la porción hueca del elemento para dirigir el flujo de aire se sella de manera que el aire fluye solo a través de la porción permeable al aire del elemento para dirigir el flujo de aire.
En una modalidad particularmente preferida, el elemento para dirigir el flujo de aire comprende tres regiones rizadas. Cada elemento para dirigir el flujo de aire preferentemente comprende una primera región que se riza al primer valor de rizo, una segunda región, adyacente a la primera región, que se riza al segundo valor de rizo, y una tercera región, adyacente a la segunda región, que se riza al primer valor de rizo. Como tal, cada elemento para dirigir el flujo de aire preferentemente es esencialmente simétrico alrededor del punto medio a lo largo de su longitud. Al proporcionar un elemento para dirigir el flujo de aire esencialmente simétrico puede combinarse más fácilmente con otros componentes para formar un artículo para fumar cuando no es importante la orientación del elemento para dirigir el flujo de aire durante el proceso de fabricación del artículo para fumar.
En esta modalidad particularmente preferida, cada una de la primera región rizada y la tercera región rizada tienen una longitud longitudinal de entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 10 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 6 mm y aproximadamente 8 mm, y con la máxima preferencia aproximadamente 7 mm. La primera región y la tercera región se rizan a un primer valor de rizo de manera que la resistencia a la extracción de cada región está entre aproximadamente 45 mmH2O y aproximadamente 65 mmH2O, con mayor preferencia entre aproximadamente 50 mmH2O y aproximadamente 60 mmH2O, y con la máxima preferencia aproximadamente 56 mmH2O. La segunda región tiene una longitud longitudinal de entre aproximadamente 7 mm y aproximadamente 17 mm, con mayor preferencia entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 14 mm, y con la máxima preferencia de aproximadamente 12 mm. La segunda región se riza a un segundo valor de rizo de manera que la resistencia a la extracción de la región está entre aproximadamente 150 mmH2O y aproximadamente 190 mmH2O, con mayor preferencia entre aproximadamente 160 mmH2O y aproximadamente 180 mmH2O, y con la máxima preferencia aproximadamente 168 mmH2O. Se entenderá que este es solo un ejemplo de una modalidad preferida, y que la presente invención puede comprender regiones que tienen varias longitudes y que tienen varias resistencias a la aspiración como se describió en la presente descripción.
Cada conjunto de elementos para dirigir el flujo de aire preferentemente comprende cuatro elementos para dirigir el flujo de aire. Los elementos para dirigir el flujo de aire pueden usarse entonces en procesos de fabricación adicionales para formar los artículos generadores de aerosol, tales como los artículos para fumar.
En una modalidad, la longitud del elemento para dirigir el flujo de aire está entre aproximadamente 15 mm y aproximadamente 60 mm, preferentemente entre aproximadamente 20 mm y aproximadamente 45 mm, y en una modalidad particularmente preferida la longitud del elemento para dirigir el flujo de aire es de aproximadamente 26 mm.
En otra modalidad, la longitud del elemento para dirigir el flujo de aire es de aproximadamente 21 mm. En esta modalidad, la longitud de cada una de la primera región, la segunda región y la tercera región es de aproximadamente 7 mm. La resistencia a la extracción de la primera región y la segunda región es de aproximadamente 56 mmH2O y la resistencia a la extracción de la segunda región es la aproximadamente 98 mmH2O.
El ancho del material de trama usado para formar el segmento rizado permeable al aire es preferentemente de entre aproximadamente 150 mm y aproximadamente 250 mm.
Como se entenderá, la presente invención puede usarse para rizar cualquier material de trama adecuado, especialmente los materiales adecuados para formar segmentos de los artículos para fumar. Tales materiales adecuados incluyen, pero no se limitan a papel, polilactida (PLA), poliéster, bioplástico tal como Mater-Bi ®, y tabaco en láminas.
Cualquier característica en un aspecto de la invención puede aplicarse a otros aspectos de la invención, en cualquier combinación adecuada, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En particular, los aspectos de métodos pueden aplicarse a los aspectos de aparatos, y viceversa. Adicionalmente, cualquiera, algunas y/o todas las características en un aspecto pueden aplicarse a cualquiera, algunas y/o todas las características en cualquier otro aspecto, en cualquier combinación adecuada, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
También debe apreciarse que combinaciones particulares de las distintas características descritas y definidas en cualquiera de los aspectos de la invención pueden implementarse y/o suministrarse y/o usarse de manera independiente, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
La invención se describirá, además, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales: la Figura 1 muestra una vista lateral de un aparato para fabricar papel rizado variable;
la Figura 2 muestra una sección transversal esquemática de rodillos intercalados usados para rizar variablemente el papel; y
la Figura 3 muestra una vista en sección transversal de un elemento para dirigir el flujo de aire que tiene resistencia a la extracción variable a lo largo de su longitud.
La Figura 1 muestra el aparato 100 para fabricar papel rizado variable. El aparato comprende, entre otros componentes, rodillos rizadores longitudinales intercalados 102, y/o rodillos rizadores variables 104. En un ejemplo preferido, se remplazan los rodillos rizadores longitudinales intercalados 102 por los rodillos rizadores variables 104. El aparato comprende además un mecanismo de corte de lámina lateral 106 configurado para cortar el papel al ancho requerido antes de que se rice por los rodillos. Una bobina del material de trama en lámina 108, tal como papel, se proporciona y se alimenta en los rodillos rizadores. El mecanismo de accionamiento y de freno 110 alimenta la lámina de material de trama desde la bobina 108. El mecanismo 112 asegura que el material de trama entra en el rodillo rizador a la tensión deseada. La electrónica de control 114 se proporciona para controlar el sistema durante la operación.
Los rodillos rizadores variables 104 comprenden un conjunto de dos rodillos intercalados. Cada rodillo rizador es ondulado a través de su ancho, y además es ondulado alrededor de su circunferencia.
Los rodillos rizadores se sincronizan entre sí para asegurar que las ondulaciones alrededor de la circunferencia de los rodillos se mantienen alineadas.
Durante el uso, los rodillos rizadores fuerzan el material de trama entre las ondulaciones intercaladas, las cuales deforman el material de trama para formar el rizo. Rizar el material de trama reduce el ancho efectivo del material de trama, y aumenta el grosor efectivo del material de trama. El material de trama rizado puede entonces reunirse junto y usarse para formar elementos para dirigir el flujo de aire como se describe a continuación. Controlar el valor de rizo del material de trama rizado puede usarse para controlar la resistencia a la extracción del elemento para dirigir el flujo de aire. Aumentar el valor de rizo aumenta la resistencia a la extracción.
La Figura 2 muestra una vista en sección transversal de una sección de los rodillo rizadores usados para rizar variablemente el material de trama. Cada rodillo es ondulado alrededor de la circunferencia. Las depresiones de las ondulaciones tienen un ángulo a del arco, y los picos de las ondulaciones tienen un ángulo p del arco. Los rodillos se configuran de manera que la fórmula 360 / (a p) es un número entero. Es decir, cada pico alrededor de la circunferencia del rodillo tiene la misma longitud del arco que los otros picos, y cada depresión alrededor de la circunferencia del rodillo tiene la misma longitud del arco que las otras depresiones. Al configurar los rodillos de esta manera el material de trama puede rizarse continuamente y proporcionar regiones que tienen diferentes valores de rizo con longitudes consistentes a todo lo largo de la operación continua. Los picos y depresiones de los rodillos se alinean durante el uso para que se apliquen de manera alterna diferentes valores de rizo al material de trama cuando este pasa entre los rodillos.
La sección B-B muestra una sección transversal de los rodillos intercalados en los picos de las ondulaciones. Como se puede observar, el rodillo rizador además tiene ondulaciones a través del ancho del rodillo. El radio interno del rodillo, que es el radio en las depresiones de las ondulaciones a través del ancho del rodillo, se muestra como r3, y el radio de los picos de las ondulaciones a través del ancho del rodillo se muestra como n. Como tal, el radio n corresponde al radio de los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del rodillo. La distancia X la cual es la distancia entre los ejes de los rodillos, junto con los radios r3 y n, se controlan para determinar el valor de rizo aplicado al material de trama.
La sección A-A muestra una sección transversal de los rodillos intercalados en las depresiones de las ondulaciones. Similarmente a la sección B-B, el radio interno del rodillo, que es el radio en las depresiones de las ondulaciones a través del ancho del rodillo, se muestra como r3, y el radio de los picos de las ondulaciones a través del ancho del rodillo se muestra como r2. Como tal, el radio r2 corresponde al radio de las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del rodillo. La distancia X, junto con los radios r2 y n se controlan para determinar el valor de rizo aplicado al material de trama.
Además, el grosor, ti, de cada elemento rizador que tiene ondulaciones alrededor de la circunferencia, y la distancia, t2, entre cada elemento rizador además puede usarse para controlar el valor de rizo. Adicionalmente, los rodillos pueden desplazarse de la alineación vertical, el valor del desplazamiento, D, además puede usarse para determinar el valor de rizo.
Como se apreciará, y como se muestra en la Figura 2, los radios r y r2 corresponden al radio de los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del rodillo y las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del rodillo respectivamente.
En un ejemplo particular, los varios parámetros tienen los siguientes valores:
n= 99,3 mm
r2 = 98,8 mm
r3 = 98,3 mm
X = 198,2 milímetros
C = 0,6 mm
a = 8,07°
p = 6,92°
D = 0
t1= 1 mm
t2 = 1,2 mm
primer valor de rizo = 0,997
segundo valor de rizo = 1,002
En un ejemplo particular adicional, los varios parámetros tienen los siguiente valores:
ri= 80,2 mm
r2 = 79,7 mm
r3 = 79,2 mm
X = 160 mm
C = 0,6 mm
a = 5o
P = 2,5o
D = 0
ti= 1 mm
t2 = 1,2 mm
primer valor de rizo = 0,996
segundo valor de rizo = 1,003
Finalmente, como se muestra en la Figura 2, los picos de las ondulaciones tienen esquinas redondeadas para reducir la tensión aplicada al material de trama durante el rizado, y por lo tanto se reduce el riesgo de romper el material de trama.
Al ondular los rodillos rizadores alrededor de la circunferencia de los rodillos, los valores de rizo alternados pueden aplicarse al material de trama. La primera región rizada que corresponde a la región de material de trama rizada al primer valor de rizo por las depresiones de las ondulaciones alrededor de los rodillos es aproximadamente r2 • a de longitud. La segunda región rizada que corresponde a la región de material de trama rizada al segundo valor de rizo por los picos de las ondulaciones alrededor de los rodillos es aproximadamente n • p de longitud. Para determinar la longitud de la primera y segunda regiones rizadas en la presente descripción, a y p están en radianes.
La Figura 3 muestra un elemento para dirigir el flujo de aire 300 formado usando el material de trama rizado fabricado como se describió anteriormente. El elemento para dirigir el flujo de aire comprende una serie de regiones 302, 304 y 306, y un tubo hueco 308 en el centro del elemento para dirigir el flujo de aire. El elemento para dirigir el flujo de aire se envuelve en una envoltura esencialmente impermeable al aire 310. La envoltura 310 se proporciona con perforaciones 312 las cuales actúan como entradas de aire cuando el elemento para dirigir el flujo de aire se usa en un artículo para fumar.
Para formar el elemento para dirigir el flujo de aire, el material de trama rizado se reúne junto alrededor del tubo hueco 308, y luego se envuelve en la envoltura 310 esencialmente impermeable al aire.
La región 302 corresponde a una primera región de media longitud que tiene un primer valor de rizo, la región 304 corresponde a una segunda región de longitud completa que tiene un segundo valor de rizo, y la región 306 corresponde a una primera región de media longitud que tiene un primer valor de rizo. Como se apreciará, el elemento para dirigir el flujo de aire es por lo tanto simétrico alrededor de una línea central transversal. Formar un elemento simétrico que dirige el flujo de aire reduce la complejidad de artículo para fumar fabricado tarde cuando la orientación del elemento para dirigir el flujo de aire no es relevante.
El material de trama rizado esencialmente continuo que tiene regiones alternantes de un primer valor de rizo y un segundo valor de rizo se corta en pedazos adecuados. En la modalidad preferida, el material de trama rizado se corta a una longitud tal que cada sección comprende suficiente material de trama para cuatro elementos para dirigir el flujo de aire. El material de trama rizado se corta de manera que la primera región se divide esencialmente en partes iguales, para que cada sección del material de trama rizado comprenda una primera región de media longitud, luego cuatro segundas regiones de longitud completa con las primeras regiones de longitud completa proporcionadas en el medio, y luego una primera región final de media longitud. De este modo, la sección de material de trama rizado puede usarse para formar un así llamado elemento para dirigir el flujo de aire cuádruple para el uso posterior en la fabricación de los artículos para fumar.
La resistencia a la extracción medida de cada región de una modalidad particularmente preferida del elemento para dirigir el flujo de aire son las siguientes: aproximadamente 56 mmH2O para la primera región de media longitud; aproximadamente 168 mmH2O para la segunda región de longitud completa; y aproximadamente 56 mmH2O para la segunda primera región de media longitud. Las longitudes longitudinales de cada región de una modalidad particularmente preferida del elemento para dirigir el flujo de aire son las siguientes: aproximadamente 7 mm para la primera región de media longitud; aproximadamente 12 mm para la segunda región de longitud completa; y aproximadamente 7 mm para la segunda primera región de media longitud.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un método para fabricar material de trama rizado variable, que comprende:
alimentar el material de trama esencialmente continuo (108);
rizar una primera región del material de trama a un primer valor de rizo; y
rizar una segunda región del material de trama, adyacente a la primera región, a un segundo valor de rizo; en donde, el material de trama se riza usando un conjunto de dos rodillos (104), cada rodillo es ondulado a través de al menos una porción de su ancho y es ondulado alrededor de su circunferencia, los rodillos se configuran de manera que las ondulaciones a través del ancho de los rodillos se intercalan entre sí para rizar el material de trama, y los rodillos que se configuran de manera que las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo (104) están sustancialmente alineadas con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo (104) para rizar el material de trama al primer valor de rizo, y los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo (104) están sustancialmente alineados con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo (104) para rizar el material de trama al segundo valor de rizo.
2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, en donde las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo (104) se forman de manera que los ángulos a y p, que corresponden respectivamente al ángulo del sector formado por el eje del rodillo y la depresión de una ondulación, y el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y el pico de una ondulación, están de acuerdo con la ecuación 360 / (a p) siendo un número entero.
3. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además rizar una tercera región del material de trama (108) a un tercer valor de rizo.
4. Un método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el método comprende, además: detectar la interfaz entre la primera región del material de trama y la segunda región del material de trama; y cortar el material de trama en una localización en dependencia de la interfaz detectada para formar secciones de material de trama rizado que tienen una pluralidad de regiones rizadas.
5. Un método para fabricar un elemento para dirigir el flujo de aire (300) para un artículo para fumar, que comprende:
un método para fabricar un material de trama rizado variable de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, rizar de manera alterna, a lo largo de la dirección de alimentación, el material de trama al primer valor de rizo, luego al segundo valor de rizo, mediante el uso del conjunto de dos rodillos (104); proporcionar un cuerpo hueco esencialmente continuo, esencialmente impermeable al aire (308);
reunir el material de trama rizado variable alrededor del cuerpo hueco esencialmente impermeable al aire; envolver el material de trama rizado variable reunido con el material de envoltura (310) para formar un elemento para dirigir el flujo de aire esencialmente continuo; y
cortar el elemento para dirigir el flujo de aire esencialmente continuo para formar conjuntos discretos de elementos para dirigir el flujo de aire (300), cada elemento para dirigir el flujo de aire (300) comprende al menos una región (302, 306) que se riza al primer valor de rizo y al menos una región (304) que se riza al segundo valor de rizo.
6. Un método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la región (302, 306) del elemento para dirigir el flujo de aire (300) que se riza al primer valor de rizo tiene una resistencia a la extracción de entre aproximadamente 50 mmH2O y aproximadamente 70 mmH2O, y la región (304) del elemento para dirigir el flujo de aire que se riza al segundo valor de rizo tiene una resistencia a la extracción de entre aproximadamente 140 mmH2O y aproximadamente 220 mmH2O.
7. Un método de conformidad con la reivindicación 6, en donde cada elemento para dirigir el flujo de aire (300) comprende una primera región (302) que se riza al primer valor de rizo, una segunda región (304), adyacente a la primera región, que se riza al segundo valor de rizo, y una tercera región (306), adyacente a la segunda región, que se riza al primer valor de rizo.
8. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5, 6 o 7, en donde cada conjunto de elementos para dirigir el flujo de aire (300) comprende cuatro elementos para dirigir el flujo de aire (300).
9. Aparato (100) para usar en la fabricación del material de trama rizado variable, que comprende:
un conjunto de rodillos (104) que comprende un primer rodillo y un segundo rodillo,
en donde, cada rodillo (104) está ondulado a través de su ancho y ondulado alrededor de su circunferencia, en donde los rodillos están configurados de manera que las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo (104) están sustancialmente alineadas con las depresiones de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo (104) para rizar un material de trama (108) a un primer valor de rizo y los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del primer rodillo (104) están sustancialmente alineados con los picos de las ondulaciones alrededor de la circunferencia del segundo rodillo (104) para rizar el material de trama a un segundo valor de rizo, y los rodillos están configurados de manera que las ondulaciones a través del ancho de los rodillos se entrelazan entre sí.
10. El aparato (100) de conformidad con la reivindicación 9, en donde las ondulaciones alrededor de la circunferencia de cada rodillo (104) se forman de manera que los ángulos a y p, que corresponden respectivamente al ángulo del sector formado por el eje del rodillo y la depresión de una ondulación, y el ángulo del sector formado por el eje del rodillo y el pico de una ondulación, están de acuerdo con la ecuación 360 / (a p) siendo un número entero.
11. El aparato (100) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones de la 9 a la 10, en donde cada rodillo se configura para rizar el material de trama (108) a un tercer valor de rizo.
12. El aparato (100) de conformidad con cualquier reivindicación de la 9 a la 11, en donde el aparato comprende, además:
medios para detectar la interfaz entre las regiones de diferentes valores de rizo; y
medios de corte para cortar el material de trama rizado en secciones, los medios de corte que se controlan por los medios de detección.
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