CN120603500A - 用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置及方法 - Google Patents
用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置及方法Info
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Abstract
一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置包括:第一辊(12),第一辊包括界定第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽(16)的多个第一周向脊(15);第二辊(13),第二辊包括界定第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽(24)的多个第二周向脊(23)。每个第一周向脊(15)包括沿着所述第一周向脊(15)彼此周向间隔开的多个释放凹部(17)和界定在释放凹部(17)之间的多个凸起(18)。在第一辊(12)与第二辊(13)的联接区处,第一周向脊(15)的凸起(18)插入第二周向凹槽(24)中。在截面中,每个第一周向脊(15)和每个第二周向脊(23)具有矩形轮廓,并且矩形轮廓具有锋利刃口(21、27),锋利刃口配置成在第一辊(12)与第二辊(13)之间穿过的气溶胶生成基质片材(2)中生成切口(8)。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置以及方法。
背景技术
其中气溶胶生成基质被加热而不是燃烧的气溶胶生成制品或加热不燃烧香烟是本领域中已知的。气溶胶生成基质是例如无烟草草本或植物基流延片材或者塑料纤维基材料或可生物降解的纤维基材料。通常,在这种加热式气溶胶生成制品中,通过将热量从热源传递到物理地分离的气溶胶生成基质或材料来生成气溶胶,所述气溶胶生成基质或材料可以定位成与热源接触、在热源的内部、周围或下游。在使用气溶胶生成制品期间,挥发性化合物通过来自热源的热传递从气溶胶生成基质中释放,并且夹带在穿过气溶胶生成制品抽吸的空气中。随着所释放的化合物冷却,该化合物凝结以形成气溶胶。
在气溶胶生成制品的典型制造过程中,片材或箔形式的气溶胶生成基质经历卷曲过程。然后将卷曲的材料聚集成条,再将条切割成若干部分。这些切割条是气溶胶生成制品的部件。
卷曲过程通常使用在其间挤压材料片材的两个旋转圆柱形辊。这些辊在其外表面上具有匹配的纹理脊和槽的图案,该外表面通过横向拉伸基质的纤维来卷曲片材。
卷曲过程有助于将气溶胶生成基质片材折叠并且聚集到将配合到气溶胶生成制品中的条中。实际上,术语“卷曲片材”表示具有多个基本上平行的脊或波纹的片材,所述多个基本上平行的脊或波纹基本上平行于条的圆柱轴线。这便于折叠并且聚集气溶胶生成基质的卷曲片材以形成条。
卷曲过程还尤其影响空气接触量、抽吸阻力(RTD)等,并且因此气溶胶生成制品的用户会直接感受到卷曲过程。
例如,文献EP3041375B1公开了一种制造可变卷曲幅材材料的方法和设备。使用成组的两个辊卷曲幅材材料,每个辊跨过其宽度的至少一部分形成波纹并且围绕其圆周形成波纹,所述辊配置成使得跨过所述辊的宽度的波纹彼此交错以卷曲幅材材料,并且使得围绕圆周的波纹的波谷以所述第一卷曲值卷曲所述幅材材料,并且围绕圆周的波纹的波峰以所述第二卷曲值卷曲所述幅材材料。
文献EP3542648A1公开了一种用于生产幅材材料股的装置,其包括分离装置,所述分离装置被设置成将再造烟草材料的平坦幅材分离成大量条带。所述装置包括第一辊和第二辊,其中辊的侧向表面在轴向方向上交替地具有在周向方向上闭合的周向凹槽和凸起。第一辊的凸起接合在第二辊的凹槽中,并且第二辊的凸起接合在第一辊的凹槽中。平坦幅材不通过两个叶片的相互作用沿着分隔线切割,而是通过过度拉伸以限定方式撕开。
文献EP3469922A1公开了一种用于制造条形吸烟制品的机器,其包括:用于解绕烟草行业的材料幅材的解绕装置、配置成接收并且切割幅材以便产生多个纵向条带的第一切割装置、配置成聚集并且输送纵向条带以便产生连续流的聚集和输送装置。
期望具有一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置以及方法,其提供具有卷曲效果的替代方式,即成形片材以便于折叠并且聚集气溶胶生成基质片材以形成条。
发明内容
本公开涉及一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置。所述装置可包括具有第一旋转轴线的第一辊。第一辊可包括设置在所述第一辊的第一径向外面上的多个第一周向脊,所述第一周向脊界定所述第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽。所述装置可包括具有第二旋转轴线的第二辊。第二辊可包括设置在所述第二辊的第二径向外面上的多个第二周向脊,所述第二周向脊界定所述第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽。每个第一周向脊可以包括沿着所述第一周向脊彼此周向间隔开的多个释放凹部。多个凸起界定在释放凹部之间。在第一辊与第二辊的联接区处,第一周向脊的凸起可以插入第二周向凹槽中。在包括第一旋转轴线的截面中,每个第一周向脊可具有矩形轮廓。在包括第二旋转轴线的截面中,每个第二周向脊可具有矩形轮廓。第一周向脊和第二周向脊的矩形轮廓可具有锋利刃口,所述锋利刃口配置成在第一辊与第二辊之间穿过的气溶胶生成基质片材中生成切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
本发明人发现,本发明的剪式切割是卷曲的替代方案,特别是高速下,其避免气溶胶生成基质片材横向拉伸到卷曲辊中,并且防止或至少减少碎裂效应和灰尘生成。实际上,在传统卷曲中压缩片材是一个关键问题。虽然卷曲压力过低可能会降低卷曲的积极效果,但压力过高可能会损坏材料片材或降低其拉伸强度,这进而可能增加撕裂的发生率,并且甚至可能引起碎裂。
本发明人发现,切割而不是卷曲避免了拉伸片材的纤维,并且防止或至少减少由于去纤维化而导致的灰尘生成和积聚。
本发明人发现,根据本发明的装置允许提高待弱化的气溶胶生成基质片材的速度和整个生产过程的生产率,因为根据本发明的方法的片材的速度不再受到施加在所述片材上的卷曲压力的限制。实际上,在传统的卷曲方法中,为了增加速度并且减少卷曲时间,必须向片材施加更大的压力以确保适当的卷曲,这增加了在卷曲过程期间损坏片材(包括意外碎裂)的风险。
本发明人发现,第一周向脊和第二周向脊的锋利刃口能够生成限定的并且精确的切口。
本发明人发现,具有带锋利刃口的矩形轮廓的第一周向脊和第二周向脊是坚固的、耐用的、易于制造的并且易于维护的(刃口可以定期修磨)并且能够生成期望的切口。
用于弱化的该装置还可适用于弱化在气溶胶生成制品制造领域中采用的不同于气溶胶生成基质的材料片材(例如用于制造气溶胶生成制品的过滤器或其他部件)。
锋利刃口中的每个锋利刃口可以具有90度的角度(α)。锋利刃口中的每个锋利刃口可以具有等于或小于0.05mm的半径(r1)。锋利刃口中的每个锋利刃口可以具有等于或大于0.03的半径(r1)。本发明人发现,锋利刃口的半径的这些值能够在气溶胶生成基质片材中生成限定的并且精确的切口。
第一辊的释放凹部的底部部分与第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)可以等于或大于0.5mm。第一辊的释放凹部的底部部分与第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)可以等于或小于2mm。第一辊的释放凹部的底部部分与第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与凸起的最大半径(Rmax)的比率(dmin/Rmax)可以等于或大于0.005。第一辊的释放凹部的底部部分与第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与凸起的最大半径(Rmax)的比率(dmin/Rmax)可以等于或小于0.03。最大半径(Rmax)可以在40mm与300mm之间,任选地在90mm与120mm之间。第一辊的释放凹部的底部部分与第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(dmin/t)可以等于或大于1.5。第一辊的释放凹部的底部部分与第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(dmin/t)可以等于或小于3.5。在第一辊与第二辊的联接区处,第一周向脊的凸起可以与第二周向凹槽的底部间隔开。本发明人发现,最小径向距离(dmin)和第一周向脊的凸起距第二周向凹槽的底部的距离确保气溶胶生成基质片材不被压缩并且损坏,而是仅在辊的锋利刃口处被切割(剪式切割)。
第一辊的第一周向脊与第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)可以在0.02mm与0.06mm之间。第一辊的第一周向脊与第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)可以在0.03mm与0.04mm之间。第一辊的第一周向脊与第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)与凸起的最大半径(Rmax)的比率(daxial/Rmax)可以在0.0002与0.0005之间。第一辊的第一周向脊与第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)与气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(daxial/t)可以在0.2与0.3之间。气溶胶生成基质片材的厚度(t)可以在0.15mm与0.35mm之间。气溶胶生成基质片材的宽度(w)可以在80mm与180mm之间。本发明人发现,最小轴向距离(daxial)的这些值防止压缩片材并且拉伸纤维。
释放凹部的间距(a)可以在0.2mm与20mm之间、任选地在5.0mm与20.0mm之间、任选地在6mm与16mm之间。每个第一周向脊的轴向宽度(b)可以在1mm与15mm之间,任选地在2mm与4mm之间。每个第一周向凹槽的轴向宽度(f)可以在1mm与15mm之间,任选地在2mm与4mm之间。相邻第一周向脊的中线之间的轴向距离(g)可以在2mm与6mm之间。凸起的周向幅度(c)(即,沿着圆周的凸起的两端之间的距离)可以在0.1与8mm之间、任选地在4与8mm之间、任选地在2与4mm之间、任选地在0.1与2.0mm之间。凹部的周向幅度(e)(即,沿着圆周的凹部的两端之间的距离)可以在0.1与8mm之间、任选地在2与6mm之间、任选地在2与4mm之间、任选地在0.1与2.0mm之间。本发明人发现,间距(a)、宽度(b)和幅度(c)的这些值使得能够生成具有允许正确并且容易地折叠气溶胶生成基质片材的特征的切口。
每个释放凹部可以由凹表面界定。凹表面可以是拱形的。凹表面的半径(r3)可以在5mm与15mm之间。本发明人发现,设置有具有所公开的形状的释放凹部的第一周向脊易于制造,例如通过铣削制造。
每个凹表面和两个相应邻接凸起可以界定平行于第一旋转轴线的两个辅助刃口。辅助刃口中的每个辅助刃口可为圆化的。本发明人发现,圆化的辅助刃口防止沿着横向于切口的线(即片材接触所述辅助刃口的位置)切割并且损坏片材。
根据本公开的实施例,一个第一周向脊的释放凹部可以相对于另一个第一周向脊的释放凹部沿周向偏移以生成偏移切口。一个第一周向脊的释放凹部可以相对于与一个第一周向脊邻接的两个第一周向脊的释放凹部沿周向偏移。通过沿着第一旋转轴线在一个方向上移动,每个第一周向脊的释放凹部可以始终在相同方向(顺时针或逆时针)上相对于前一第一周向脊沿周向偏移。两个相邻第一周向脊的释放凹部之间的偏移距离(Od)在0mm与20mm之间。偏移距离(Od)可以在凸起的周向幅度(c)的20%与40%之间。两个相邻第一周向脊的释放凹部之间的角偏移(β)可以在0度与30度之间。释放凹部的偏移在气溶胶生成基质片材上生成偏移切口,并且改善切口分布均匀性。
根据本公开的实施例,第一周向脊的释放凹部可以沿着平行于第一旋转轴线的方向往复对准,以生成沿着横向于气溶胶生成基质片材的进给方向的方向对准的成组的切口。每个第二周向脊的顶部部分可以是连续的并且没有释放凹部。本发明人发现,如果仅第一辊设置有释放凹部,则不需要第一辊与第二辊之间的相位协同。实际上,第一辊相对于第二辊围绕其相应第一旋转轴线和第二旋转轴线的角位置不需要在弱化方法开始时设置,并且在装置的操作期间不需要调整(相位重校)。这将使得辊组件的制造更容易并且设置更快。
第一辊可以具有平行于第一旋转轴线(X-X)并且在设置于第一辊的相对端处的两个第一周向脊之间测量的第一轴向长度(L1)。第一轴向长度(L1)可以在气溶胶生成基质片材的宽度(w)的80%与90%之间。第二辊可以具有平行于第二旋转轴线(Y-Y)并且在设置于第二辊的相对端处的两个第二周向脊之间测量的第二轴向长度(L2)。第二轴向长度(L2)可以在气溶胶生成基质片材的宽度(w)的80%与90%之间。
根据本公开的实施例,第一辊可包括多个第一盘和多个第二盘。第一盘和第二盘可以交替方式堆叠并且布置。第一盘可以包括第一周向脊。第二盘可以限定第一周向凹槽的底部。第二辊可包括多个第三盘和多个第四盘。第三盘和第四盘可以交替方式堆叠并且布置。第三盘可包括第二周向脊。第四盘可以限定第二周向凹槽的底部。本发明人发现,这种结构制造简单并且便宜。
切口可以是贯通切口。切口完全穿过气溶胶生成基质片材的厚度,因此在片材中产生弱化节段。
气溶胶生成基质片材可以是草本或植物基流延片材。气溶胶生成基质片材可包含纤维、植物和/或生物碱颗粒、粘结剂和气溶胶形成剂。植物和/或生物碱颗粒可包含烟草和/或尼古丁和/或来自植物的材料和/或纤维素粉末。气溶胶生成基质片材可以是不含烟草或含烟草的基质。气溶胶生成基质片材可以是纤维基材料。纤维基材料可以是塑料纤维基材料或可生物降解的纤维基材料。可生物降解的纤维基材料可以是棉。可生物降解的纤维基材料可以是纤维素。气溶胶生成基质片材可具有介于0.15与0.35之间的厚度。气溶胶生成基质片材可含有生物碱。气溶胶生成基质片材可含有尼古丁。
本公开还涉及一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法。所述方法可包括:在气溶胶生成基质片材中产生切口。片材中的切口可以通过使气溶胶生成基质片材在用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置的第一辊与第二辊之间穿过,同时第一辊和第二辊在相反方向上旋转而产生。所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。所述装置可包括具有第一旋转轴线的第一辊。第一辊可包括设置在所述第一辊的第一径向外面上的多个第一周向脊,所述第一周向脊界定所述第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽。所述装置可包括具有第二旋转轴线的第二辊。第二辊可包括设置在所述第二辊的第二径向外面上的多个第二周向脊,所述第二周向脊界定所述第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽。每个第一周向脊可以包括沿着所述第一周向脊彼此周向间隔开的多个释放凹部。多个凸起界定在释放凹部之间。在第一辊与第二辊的联接区处,第一周向脊的凸起可以插入第二周向凹槽中。在包括第一旋转轴线的截面中,每个第一周向脊可具有矩形轮廓。在包括第二旋转轴线的截面中,每个第二周向脊可具有矩形轮廓。第一周向脊和第二周向脊的矩形轮廓可具有锋利刃口,所述锋利刃口配置成在第一辊与第二辊之间穿过的气溶胶生成基质片材中生成切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
本发明人发现根据本发明的方法不经受辊位置调整。实际上,在传统的卷曲方法中,由于施加在辊之间的压力往往使所述辊远离彼此移动,因此两个辊的脊和凹槽之间的距离应通过使辊回到更靠近在一起来以预定的时间间隔调整。在根据本发明的设置中,距离可以是标准的,并且不需要调整辊之间的距离以便补偿基质纤维的伸长可变性。
切口可以是贯通切口。
气溶胶生成基质片材可包含纤维、植物和/或生物碱颗粒、粘结剂和气溶胶形成剂。植物和/或生物碱颗粒可包含烟草和/或尼古丁和/或来自植物的材料和/或纤维素粉末。气溶胶生成基质片材可以是草本或植物基流延片材。气溶胶生成基质片材可以是不含烟草或含烟草的基质。气溶胶生成基质片材可以是纤维基材料。纤维基材料可以是塑料纤维基材料或可生物降解的纤维基材料。可生物降解的纤维基材料可以是棉。可生物降解的纤维基材料可以是纤维素。气溶胶生成基质片材可具有介于0.15与0.35之间的厚度。气溶胶生成基质片材可含有生物碱。气溶胶生成基质片材可含有尼古丁。
气溶胶生成基质片材可以以60m/s与500m/s之间的线性速度在第一辊与第二辊之间移动。第一辊可以以60m/s与500m/s之间的周边速度旋转。第二辊可以以60m/s与500m/s之间的周边速度旋转。本发明人发现,本发明允许将辊之间的片材的速度增加到所公开的值,并且因此改善整个生产过程的生产率。
本公开还涉及一种用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材。片材可以通过用于制造气溶胶生成制品部件的方法获得。所述方法包括:通过使所述气溶胶生成基质片材在用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置的第一辊与第二辊之间穿过,同时所述第一辊和所述第二辊在相反方向上旋转而在所述气溶胶生成基质片材中产生切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
片材中的切口可以是平行于气溶胶生成基质片材的进给方向的纵向切口。每个切口可以是直线或锯齿线或波浪线。
每个切口可具有在0.1与8mm之间、例如在4与8mm之间、例如在2与4mm之间、例如在0.1与2.0mm之间的长度(c’)。连续对准切口之间的纵向距离(e’)可以在0.1与8mm之间、例如在2与6mm之间、例如在2与4mm之间、例如在0.1与2.0mm之间。并排切口之间的横向距离(b’)可以在1mm与15mm之间,例如在2mm与4mm之间。连续对准切口的间距(a’)可以在0.2mm与20mm之间、任选地在5.0mm与20.0mm之间、例如在6mm与16mm之间。相邻切口之间的偏移纵向距离(O’d)可以在0mm与20mm之间。偏移纵向距离(O’d)可以在切口的长度(c’)的20%与40%之间。
在一些实施例中,切口成对布置,并且每对包括两个平行切口。两个平行切口之间的横向距离(b’)可以在2与4mm之间。相邻成对切口的中线之间的轴向距离(g’)可以在2mm与6mm之间。相邻成对切口之间的横向距离(f’)可以在2mm与4mm之间。相邻成对切口之间的偏移纵向距离(O’d)可以在0mm与20mm之间。偏移纵向距离(O’d)可以在切口的长度(c’)的20%与40%之间。如果每个切口是锯齿线或波浪线,则所述切口的横向尺寸(h’)可以在0.5mm与1.5mm之间。
本公开还涉及一种用于制造气溶胶生成制品部件的工艺。所述工艺可包括:制造气溶胶生成基质片材。所述工艺可包括:通过用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法弱化气溶胶生成基质片材。所述工艺可包括:聚集气溶胶生成基质片材以形成连续条。所述工艺可包括:将连续条切割成各自具有条形状的多个气溶胶生成制品部件。每个气溶胶生成制品部件可包括由弱化气溶胶生成基质片材的切割部分形成的聚集弱化片材。用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法可包括:在气溶胶生成基质片材中产生切口。片材中的切口可以通过使气溶胶生成基质片材在用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置的第一辊与第二辊之间穿过,同时第一辊和第二辊在相反方向上旋转而产生。所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
本发明人发现,在制造过程期间通过本发明的装置产生的气溶胶生成基质片材上的不连续的并且纵向的切口允许产生弱化折叠线,其便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
根据本公开的实施例,制造气溶胶生成基质片材可包括:用粉末和粘结剂制备浆料;将浆料流延到表面上以产生气溶胶生成基质片材。
本公开还涉及一种气溶胶生成制品,其包括根据用于制造气溶胶生成制品部件的工艺产生的至少一个气溶胶生成制品部件。所述工艺可包括用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法。用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法可包括:在气溶胶生成基质片材中产生切口。片材中的切口可以通过使气溶胶生成基质片材在用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置的第一辊与第二辊之间穿过,同时第一辊和第二辊在相反方向上旋转而产生。所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
气溶胶生成制品可以是加热不燃烧香烟。气溶胶生成制品可包括气溶胶生成制品部件和具有烟嘴端的过滤器。
本公开还涉及一种用于制造气溶胶生成制品部件的设备,其包括用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置。所述装置可包括具有第一旋转轴线的第一辊。第一辊可包括设置在所述第一辊的第一径向外面上的多个第一周向脊,所述第一周向脊界定所述第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽。所述装置可包括具有第二旋转轴线的第二辊。第二辊可包括设置在所述第二辊的第二径向外面上的多个第二周向脊,所述第二周向脊界定所述第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽。每个第一周向脊可以包括沿着所述第一周向脊彼此周向间隔开的多个释放凹部。多个凸起界定在释放凹部之间。在第一辊与第二辊的联接区处,第一周向脊的凸起可以插入第二周向凹槽中。在包括第一旋转轴线的截面中,每个第一周向脊可具有矩形轮廓。在包括第二旋转轴线的截面中,每个第二周向脊可具有矩形轮廓。第一周向脊和第二周向脊的矩形轮廓可具有锋利刃口,所述锋利刃口配置成在第一辊与第二辊之间穿过的气溶胶生成基质片材中生成切口。所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
所述设备可包括上层压辊和下层压辊,所述上层压辊和所述下层压辊放置于用于弱化气溶胶生成基质片材的装置上游或下游。上层压辊和下层压辊也可以放置于用于弱化气溶胶生成基质片材的装置的上游和下游。
上层压辊和下层压辊可配置成维持气溶胶生成基质片材的恒定厚度。气溶胶生成基质片材可以在弱化/切割步骤之前、期间或之后被压延,以确保片材的厚度在该工艺之后并且在聚集和折叠成消耗品的步骤之前保持匀称。
所述设备可包括承载气溶胶生成基质片材的卷盘保持器。用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置放置于卷盘保持器下游。所述设备可包括折叠装置,所述折叠装置放置于用于弱化气溶胶生成基质片材的装置下游,并且配置成将片材从平坦构造(折叠装置的上游)移动到聚集条形构造(折叠装置的下游)。折叠装置还可以配置成将包装物围绕聚集片材包裹。折叠装置可以成形为类似锥形漏斗。
如本说明书中所使用,第一辊与第二辊的联接区是第一辊和第二辊与彼此相互啮合的部分,其中第一辊的第一周向脊插入第二辊的第二周向凹槽中,并且第二辊的第二周向脊插入第一辊的第一周向凹槽中。
如本说明书中所使用,“弱化”片材意指片材在弱化之后仍保持其完整性,使得其可通过沿着纵向折叠线折叠而聚集,并且不会破碎成碎片和/或条带。换句话说,在片材中生成的切口不会将所述片材切割成碎片和/或条带,并且一旦聚集在气溶胶生成制品部件中,弱化片材就是折叠片材,并且不会破碎成碎片和/或条带。
如本说明书中所使用,第一周向脊的顶部部分和第二周向脊的顶部部分是所述周向脊的径向最外表面,即所述周向脊的离相应第一旋转轴线或第二旋转轴线最远的表面。
如本说明书中所使用,第一周向脊的释放凹部的底部部分是所述第一周向脊的径向最内表面,即所述释放凹部的最靠近所述第一旋转轴线的表面。
如本说明书中所使用,第一周向凹槽的底部和第二周向凹槽的底部是所述周向凹槽的径向最内表面,即所述周向凹槽的最靠近相应第一旋转轴线或第二旋转轴线的表面。
如本说明书中所使用,第一周向脊和第二周向脊的截面的矩形轮廓意指所述截面具有平行侧和与平行侧界定两个直角的顶部部分。
如本说明书中所使用,轴向距离是平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线测量的距离。
如本说明书中所使用,径向距离是垂直于第一旋转轴线和第二旋转轴线测量的距离。
如本说明书中所使用,术语周向是指以第一旋转轴线或第二旋转轴线为中心的圆周。
如本说明书中所使用,刃口的锐度由刃口在其顶点处的刃口半径确定。
如本说明书中所使用,周向幅度意指沿着圆周的两个点之间的距离。
本发明在权利要求书中被限定。然而,下文提供了非限制性实例的非详尽列表。这些实例的任何一个或多个特征可与本文所述的另一实例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。
EX1.一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置,所述装置包括:第一辊,所述第一辊具有第一旋转轴线并且包括设置在所述第一辊的第一径向外面上的多个第一周向脊,所述第一周向脊界定所述第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽;第二辊,所述第二辊具有第二旋转轴线并且包括设置在所述第二辊的第二径向外面上的多个第二周向脊,所述第二周向脊界定所述第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽;其中每个第一周向脊包括沿着所述第一周向脊彼此周向间隔开的多个释放凹部、界定在所述释放凹部之间的多个凸起;其中在所述第一辊与所述第二辊的联接区处,所述第一周向脊的凸起插入所述第二周向凹槽中;其中在包括所述第一旋转轴线的截面中,每个第一周向脊具有矩形轮廓;其中在包括所述第二旋转轴线的截面中,每个第二周向脊具有矩形轮廓;其中所述第一周向脊和所述第二周向脊的矩形轮廓具有锋利刃口,所述锋利刃口配置成在所述第一辊与所述第二辊之间穿过的气溶胶生成基质片材中生成切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
EX2.一种用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法,所述方法包括:通过使所述气溶胶生成基质片材在根据EX1的装置的第一辊与第二辊之间穿过,同时所述第一辊和所述第二辊在相反方向上旋转而在所述气溶胶生成基质片材中产生切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
EX3.一种用于制造气溶胶生成制品部件的工艺,所述工艺包括以下步骤:
-制造气溶胶生成基质片材;
-通过EX2的方法弱化气溶胶生成基质片材;
-聚集所述气溶胶生成基质片材以形成连续条;
-将所述连续条切割成各自具有条形状的多个气溶胶生成制品部件,每个气溶胶生成制品部件包括由弱化气溶胶生成基质片材的切割部分形成的聚集弱化片材。
EX4.一种气溶胶生成制品,其包括根据EX3的工艺制造的至少一个气溶胶生成制品部件。
EX5.一种用于制造气溶胶生成制品部件的设备,包括EX1的装置。
EX6.根据EX1的装置,其中所述锋利刃口中的每个锋利刃口具有90度的角度(α)。
EX7.根据EX1或EX6的装置,其中所述锋利刃口中的每个锋利刃口具有等于或小于0.05mm的半径(r1)。
EX8.根据EX7的装置,其中所述锋利刃口中的每个锋利刃口的半径(r1)等于或大于0.03mm。
EX9.根据EX1或EX6至EX8中任一项的装置,其中所述第一辊的释放凹部的底部部分与所述第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)等于或大于0.5mm。
EX10.根据EX9的装置,其中所述最小径向距离(dmin)等于或小于2mm。
EX11.根据EX1或EX6至EX10中任一项的装置,其中所述第一辊的释放凹部的底部部分与所述第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与所述凸起的最大半径(Rmax)的比率(dmin/Rmax)等于或大于0.005。
EX12.根据EX11的装置,其中所述最小径向距离(dmin)与所述最大半径(Rmax)的比率(dmin/Rmax)等于或小于0.03。
EX13.根据EX1或EX6至EX11中任一项的装置,其中所述最大半径(Rmax)在40mm与300mm之间,任选地在90mm与120mm之间。
EX14.根据EX1或EX6至EX13中任一项的装置,其中所述第一辊的释放凹部的底部部分与所述第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与所述气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(dmin/t)等于或大于1.5。
EX15.根据EX14的装置,其中所述最小径向距离(dmin)与所述厚度(t)的比率(dmin/t)等于或小于3.5。
EX16.根据EX1或EX6至EX15中任一项的装置,其中在所述第一辊与所述第二辊的联接区处,所述第一周向脊的凸起与所述第二周向凹槽的底部间隔开。
EX17.根据EX1或EX6至EX16中任一项的装置,其中所述第一辊的第一周向脊与所述第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)在0.02mm与0.06mm之间。
EX18.根据EX17的装置,其中所述最小轴向距离(daxial)在0.03mm与0.04mm之间。
EX19.根据EX1或EX6至EX18中任一项的装置,其中所述第一辊的第一周向脊与所述第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)与所述凸起的最大半径(Rmax)的比率(daxial/Rmax)在0.0002与0.0005之间。
EX20.根据EX1或EX6至EX19中任一项的装置,其中所述第一辊的第一周向脊与所述第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)与所述气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(daxial/t)在0.2与0.3之间。
EX21.根据EX1或EX6至EX20中任一项的装置,其中所述气溶胶生成基质片材的厚度(t)在0.15mm与0.35mm之间。
EX22.根据EX1或EX6至EX21中任一项的装置,其中所述气溶胶生成基质片材的宽度(w)在80mm与180mm之间。
EX23.根据EX1或EX6至EX22中任一项的装置,其中所述释放凹部的间距(a)在0.2mm与20mm之间、任选地在5.0mm与20.0mm之间、任选地在6mm与16mm之间。
EX24.根据EX1或EX6至EX23中任一项的装置,其中每个第一周向脊的轴向宽度(b)在1mm与15mm之间,任选地在2mm与4mm之间;和/或其中每个第一周向凹槽的轴向宽度(f)在1mm与15mm之间,任选地在2mm与4mm之间;和/或其中相邻第一周向脊的中线之间的轴向距离(g)在2mm与6mm之间。
EX25.根据EX1或EX6至EX24中任一项的装置,其中所述凸起的周向幅度(c)(即,沿着圆周的凸起的两端之间的距离)在0.1与8mm之间、任选地在4与8mm之间、任选地在2与4mm之间、任选地在0.1与2.0mm之间;和/或其中所述凹部的周向幅度(e)(即,沿着圆周的凹部的两端之间距离)在0.1与8mm之间、任选地在2与6mm之间、任选地在2与4mm之间、任选地在0.1与2.0mm之间。
EX26.根据EX1或EX6至EX25中任一项的装置,其中每个释放凹部由凹表面界定。
EX27.根据EX26的装置,其中所述凹表面是拱形的。
EX28.根据EX27的装置,其中所述凹表面的半径(r3)在5mm与15mm之间。
EX29.根据EX1或EX6至EX28中任一项的装置,其中每个凹表面和两个相应邻接凸起界定平行于所述第一旋转轴线的两个辅助刃口,其中所述辅助刃口中的每个辅助刃口是圆化的。
EX30.根据EX1或EX6至EX29中任一项的装置,其中一个第一周向脊的释放凹部相对于另一个第一周向脊的释放凹部沿周向偏移以生成偏移切口。
EX31.根据EX30的装置,其中一个第一周向脊的释放凹部相对于与一个第一周向脊邻接的两个第一周向脊的释放凹部沿周向偏移。
EX32.根据EX31的装置,其中沿着所述第一旋转轴线在一个方向上移动,每个第一周向脊的释放凹部始终在相同方向(顺时针或逆时针)上相对于前一第一周向脊沿周向偏移。
EX33.根据EX30至EX32中任一项的装置,其中两个相邻第一周向脊的释放凹部之间的偏移距离(Od)在0mm与20mm之间;和/或其中所述偏移距离(Od)在所述凸起的周向幅度(c)的20%与40%之间。
EX34.根据EX1或EX6至EX33中任一项的装置,其中两个相邻第一周向脊的释放凹部之间的角偏移(β)在0度与30度之间。
EX35.根据EX1或EX6至EX29中任一项的装置,其中所述第一周向脊的释放凹部沿着平行于所述第一旋转轴线的方向往复对准,以生成沿着横向于所述气溶胶生成基质片材的进给方向的方向对准的成组的切口。
EX36.根据EX1或EX6至EX35中任一项的装置,其中每个第二周向脊的顶部部分是连续的并且没有释放凹部。
EX37.根据EX1或EX6至EX36中任一项的装置,其中所述第一辊具有平行于所述第一旋转轴线(X-X)并且在设置于所述第一辊的相对端处的所述两个第一周向脊之间测量的第一轴向长度(L1),其中所述第一轴向长度(L1)在所述气溶胶生成基质片材的宽度(w)的80%与90%之间。
EX38.根据EX1或EX6至EX37中任一项的装置,其中所述第二辊具有平行于所述第二旋转轴线(Y-Y)并且在设置于所述第二辊的相对端处的所述两个第二周向脊之间测量的第二轴向长度(L2),其中所述第二轴向长度(L2)在所述气溶胶生成基质片材的宽度(w)的80%与90%之间。
EX39.根据EX1或EX6至EX38中任一项的装置,其中所述第一辊包括多个第一盘和多个第二盘;所述第一盘和所述第二盘以交替方式堆叠并且布置;所述第一盘包括所述第一周向脊;所述第二盘限定所述第一周向凹槽的底部。
EX40.根据EX1或EX6至EX39中任一项的装置,其中所述第二辊包括多个第三盘和多个第四盘;所述第三盘和所述第四盘以交替方式堆叠并且布置;所述第三盘包括所述第二周向脊;所述第四盘限定所述第二周向凹槽的底部。
EX41.根据EX5的设备,包括上层压辊和下层压辊,所述上层压辊和所述下层压辊放置于用于弱化气溶胶生成基质片材的所述装置的上游或下游;任选地,所述上层压辊和所述下层压辊放置于用于弱化气溶胶生成基质片材的所述装置的上游和下游。
EX42.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或根据EX2的方法,其中所述切口是贯通切口。
切口完全穿过气溶胶生成基质片材的厚度,因此在片材中产生弱化节段。
EX43.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或者根据EX2或EX42的方法,其中所述气溶胶生成基质片材可包含纤维、植物和/或生物碱颗粒、粘结剂和气溶胶形成剂;任选地所述气溶胶生成基质片材为草本或植物基流延片材;任选地所述植物和/或生物碱颗粒包含烟草和/或尼古丁和/或来自植物的材料和/或纤维素粉末。
EX44.根据EX43的装置,其中所述气溶胶生成基质片材为不含烟草或含烟草的基质。
EX45.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或者根据EX2或EX42至EX44中任一项的方法,其中所述气溶胶生成基质片材为纤维基材料。
EX46.根据EX45的装置或方法,其中所述纤维基材料为塑料纤维基材料或可生物降解的纤维基材料。
EX47.根据EX46的装置,其中所述可生物降解的纤维基材料为棉。
EX48.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或者根据EX2或EX42至EX47中任一项的方法,其中所述可生物降解的纤维基材料为纤维素。
EX49.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或者根据EX2或EX42至EX48中任一项的方法,其中所述气溶胶生成基质片材具有介于0.15与0.35之间的厚度。
EX50.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或者根据EX2或EX42至EX49中任一项的方法,其中所述气溶胶生成基质片材含有生物碱。
EX51.根据EX1或EX6至EX40中任一项的装置或者根据EX2或EX42至EX50中任一项的方法,其中所述气溶胶生成基质片材含有尼古丁。
EX52.根据EX3的工艺,其中制造所述气溶胶生成基质片材包括:用粉末和粘结剂制备浆料;将所述浆料流延到表面上以产生所述气溶胶生成基质片材。
EX53.根据EX2的方法,其中所述气溶胶生成基质片材在所述第一辊与所述第二辊之间以60m/s与500m/s之间的线性速度移动。
EX54.根据EX2的方法,其中所述第一辊以60m/s与500m/s之间的周边速度旋转。
EX55.根据EX2的方法,其中所述第二辊以60m/s与500m/s之间的周边速度旋转。
EX56.根据EX4的制品,其中所述气溶胶生成制品是加热不燃烧香烟。
EX57.根据EX4或EX56的制品,其中所述气溶胶生成制品包括所述气溶胶生成制品部件和具有烟嘴端的过滤器。
EX58.一种通过EX2或EX42至EX51或EX53至EX55中任一项的方法获得的用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材,其中所述切口是平行于所述气溶胶生成基质片材的进给方向的纵向切口;其中任选地,每个切口是直线或锯齿线或波浪线。
EX59.根据EX58的片材,其中每个切口具有在0.1与8mm之间、任选地在4与8mm之间、任选地在2与4mm之间、任选地在0.1与2.0mm之间的长度(c’)。
EX60.根据EX58或EX59的片材,其中连续对准切口之间的纵向距离(e’)在0.1与8mm之间、任选地在2与6mm之间、任选地在2与4mm之间、任选地在0.1与2.0mm之间。
EX61.根据EX58至EX60中任一项的片材,其中并排切口之间的横向距离(b’)在1mm与15mm之间,任选地在2mm与4mm之间。
EX62.根据EX58至EX61中任一项的片材,其中连续对准切口的间距(a’)在0.2mm与20mm之间、任选地在5.0mm与20.0mm之间、任选地在6mm与16mm之间。
EX63.根据EX58至EX62中任一项的片材,其中相邻切口之间的偏移纵向距离(O’d)在0mm与20mm之间;和/或其中所述偏移纵向距离(O’d)在所述切口的长度(c’)的20%与40%之间。
EX64.根据EX58至EX63中任一项的片材,其中所述切口成对布置,每对包括两个平行切口。
EX65.根据EX64的片材,其中所述两个平行切口之间的横向距离(b’)在2与4mm之间。
EX66.根据EX64或EX65的片材,其中相邻成对切口的中线之间的轴向距离(g’)在2mm与6mm之间。
EX67.根据EX64至EX66中任一项的片材,其中相邻成对切口之间的横向距离(f’)在2mm与4mm之间。
EX68.根据EX64至EX67中任一项的片材,其中相邻成对切口之间的偏移纵向距离(O’d)在0mm与20mm之间;和/或其中偏移纵向距离(O’d)在所述切口的长度(c’)的20%与40%之间。
EX69.根据EX64至EX67中任一项的片材,其中如果每个切口是锯齿线或波浪线,则所述切口的横向尺寸(h’)在0.5mm与1.5mm之间。
附图说明
现在将参考附图进一步描述若干实例,其中:
图1示出了用于制造气溶胶生成制品部件的设备的一部分的示意性侧视图,所述设备包括根据本发明的用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置;
图2示出了图1的部分的顶视图;
图3示出了通过图1和图2的设备制造的气溶胶生成制品部件的纵向区段;
图4示出了图3的气溶胶生成制品部件的截面;
图5是图1和图2的装置的元件的前视图;
图6是图5的元件的侧视图;
图7是图5的元件的另一个侧视图;
图8示出了图6的元件中的一个元件的细节;
图9示出了由前述图的装置并且根据用于弱化气溶胶生成基质片材的方法处理的气溶胶生成基质片材;
图10示出了图5的元件中的一个元件;
图11示出了图5的元件中的另一个元件;
图12示出了图11的元件的变型实施例;
图13是图11的元件的放大部分;并且
图14示出了图13的细节;
图15和16示出了由装置并且通过根据本发明的方法处理的气溶胶生成基质的其他片材。
具体实施方式
在图1和图2中所示的装置1配置成用于弱化用于气溶胶生成制品部件3的气溶胶生成基质片材2。装置1是用于制造气溶胶生成制品部件3的设备的一部分,并且设备在图1和图2中部分地表示。
气溶胶生成制品通常包括气溶胶生成制品部件3,所述气溶胶生成制品部件包括气溶胶生成基质和具有烟嘴端的过滤器。
在气溶胶生成制品中,通过将热量从热源传递到物理上分离的气溶胶生成基质来生成气溶胶,所述气溶胶生成基质可以定位成与热源接触、在热源的内部、周围或下游。在使用气溶胶生成制品期间,挥发性化合物通过来自热源的热传递从气溶胶生成基质中释放,并且夹带在穿过气溶胶生成制品抽吸的空气中。
气溶胶生成制品部件3通过制造气溶胶生成基质片材2、如将进一步解释的那样弱化气溶胶生成基质片材2、聚集气溶胶生成基质片材2以形成连续条并且将连续条切割成各自具有条形状的多个气溶胶生成制品部件3来实现。弱化过程有助于将气溶胶生成基质片材2折叠并且聚集到将配合到气溶胶生成制品中的条中。因此,气溶胶生成制品部件3包括由弱化气溶胶生成基质片材2的切割部分形成的聚集弱化片材。
气溶胶生成基质片材2可通过用粉末和粘结剂以及可能的其他成分制备浆料,并且通过将该浆料流延到表面(例如移动的金属带)上以产生气溶胶生成基质片材2来实现。气溶胶生成基质片材2可包含纤维、植物和/或生物碱颗粒、粘结剂和气溶胶形成剂。植物和/或生物碱颗粒可包含烟草和/或尼古丁和/或来自植物的材料和/或纤维素粉末。气溶胶生成基质片材2可以是含烟草的基质或者草本或植物基流延片材(例如无烟草的),或者塑料纤维基材料或可生物降解的纤维基材料(例如棉或纤维素)。气溶胶生成基质片材2可含有诸如尼古丁的生物碱。
例如,气溶胶生成基质的一个实例包含烟草、丙三醇、纤维素纤维、羧甲基纤维素(CMC)、石墨。另一个实例包含来自植物的材料、纤维素粉末、纤维素纤维、羧甲基纤维素(CMC)、丙三醇。
用于制造气溶胶生成制品部件3的设备包括卷盘保持器4,所述卷盘保持器承载用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材2。先前制造的气溶胶生成基质片材2卷绕在安装在卷盘保持器4上的卷筒5中。从卷筒5解绕的气溶胶生成基质片材2在进给方向“F”上沿着进给路径进给。
相对于进给方向“F”在卷盘保持器4的下游,设备包括上层压辊6和下层压辊7。上层压辊6和下层压辊7围绕相应两个平行轴线旋转。上层压辊6和下层压辊7的周边表面彼此靠近放置以界定间隙。从卷筒5解绕的气溶胶生成基质片材2穿过所述间隙,其中上层压辊6和下层压辊7被配置成压实片材2,以减小其厚度并且使片材2的表面平滑,以便确保其厚度在以下步骤期间和之后保持匀称。上层压辊6和下层压辊7执行层压步骤。
在上层压辊6和下层压辊7的上游,气溶胶生成基质片材2可具有在0.15mm与0.35mm之间的平均厚度“t”。作为层压步骤的结果,片材2的平均厚度“t”可减小到约0.18mm至0.26mm。
相对于进给方向“F”在上层压辊6和下层压辊7的下游,设备包括用于弱化气溶胶生成基质片材2的装置1。装置1配置成用于在气溶胶生成基质片材2中产生多个纵向贯通切口8,以便限定纵向折叠线,以便于折叠并且聚集气溶胶生成基质片材2以形成条9(图1和图2)。本说明书中稍后将论述贯通切口8的特征。条9可以包裹在包装物10中,并且切割成多个气溶胶生成制品部件3(图3和图4)。
图1和图2示意性地示出了折叠装置11,其放置于用于弱化气溶胶生成基质片材2的装置1的下游,并且配置成将片材2从平坦构造(折叠装置11的上游)移动到聚集条形构造(折叠装置11的下游)并且将包装物围绕聚集片材2包裹。折叠装置11可以成形为类似锥形漏斗。
用于弱化气溶胶生成基质片材2的装置1包括配置成围绕第一旋转轴线“X-X”旋转的第一辊12和配置成围绕第二旋转轴线“Y-Y”旋转的第二辊13。第一辊12和第二辊13安装在框架14上(在图1中示意性地表示),使得它们被允许围绕相应第一旋转轴线“X-X”和第二旋转轴线“Y-Y”旋转,并且可操作地连接到未示出的电机,所述电机配置成使第一辊和第二辊围绕所述第一旋转轴线“X-X”和第二旋转轴线“Y-Y”旋转。
如在图1和图2中的虚线所描绘,上层压辊6和下层压辊7可以刚好放置于装置1的第一辊12和第二辊13的上游和/或下游,并且可以安装在同一框架14上。
第一辊12包括多个第一周向脊15,其设置在所述第一辊12的第一径向外面上,并且界定第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽16(图5、图11、图12、图13)。
第一辊12的径向外面具有圆柱形形状,并且第一周向脊15中的每个第一周向脊成形为类似圆环,所述圆环围绕径向外面并且从所述径向外面径向突出。每个第一周向凹槽16是环形的,并且界定在两个第一周向脊15之间。第一旋转轴线“X-X”穿过每个第一周向脊15和每个第一周向凹槽16的中心。
每个第一周向脊15包括沿着所述第一周向脊彼此周向间隔开的多个释放凹部17和界定在释放凹部17之间的多个凸起18。如在图6和图7中更好地所示,每个释放凹部17通过一个凸起18与另一释放凹部17间隔开。每个凸起18的顶部部分19限定第一辊12的径向最外表面的一部分,并且成形为类似具有最大半径“Rmax”并且其中心在第一旋转轴线“X-X”上的圆周拱形。每个释放凹部17由具有半径“r3”的拱形的凹表面界定。例如,拱形的凹表面是半圆形。
每个第一周向脊15的多个凸起18和释放凹部17根据间距“a”围绕第一旋转轴线“X-X”布置,所述间距是两个连续释放凹部17或两个连续凸起18之间的周向距离。每个凸起18具有周向幅度“c”,并且每个释放凹部17具有周向幅度“e”。每个第一周向脊15具有轴向宽度“b”,并且每个第一周向凹槽16具有轴向宽度“f”(图11)。
在包括第一旋转轴线“X-X”的截面中(参见图13和图14),每个第一周向脊15具有矩形轮廓。每个第一周向脊15的截面由所提及的顶部部分19并且由两个相对的侧面20界定。侧面20从相应第一周向凹槽16突出,并且顶部部分20连接侧面20的远端。侧面20彼此平行。每个侧面20和顶部部分19界定90度的角度“α”并且限定锋利刃口21。锋利刃口21的锐度由锋利刃口21在其顶点处的刃口半径“r1”确定。
如在图6、图7和图8中更好地所示,拱形的凹表面和两个相应邻接凸起18界定平行于第一旋转轴线“X-X”的两个辅助刃口22。不同于锋利刃口21,每个辅助刃口22是圆化的或钝的。辅助刃口22的钝度由所述辅助刃口22在其顶点处的刃口半径“r2”确定。
第二辊13包括多个第二周向脊23,所述多个第二周向脊设置在所述第二辊13的第二径向外面上,并且界定第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽24(图5、图10、图13)。
第二辊13的径向外面具有圆柱形形状,并且第二周向脊23中的每个第二周向脊成形为类似圆环,所述圆环围绕径向外面并且从所述径向外面径向突出。每个第二周向凹槽24是环形的,并且界定在两个第二周向脊23之间。第二旋转轴线“Y-Y”穿过每个第二周向脊23和每个第二周向凹槽24的中心。
不同于第一辊12的第一周向脊15,第二辊13的每个第二周向脊23的顶部部分25是连续的并且没有释放凹部。如在图5、图6、图7和图10中更好地所示,每个第二周向脊23的顶部部分25限定第二辊12的径向最外表面的一部分,并且成形为类似其中心在第二旋转轴线“Y-Y”上的圆周。第二周向脊23的顶部部分25的最大半径可以等于上面引用的凸起18的顶部部分19的最大半径“Rmax”。
在包括第二旋转轴线“Y-Y”的截面中(参见图10、图13和图14),每个第二周向脊23具有矩形轮廓。每个第二周向脊23的截面由所提及的顶部部分25并且由两个相对的侧面26界定。侧面26从相应第二周向凹槽24突出,并且顶部部分25连接侧面26的远端。侧面26彼此平行。每个侧面26和顶部部分25界定90度的角度“α”并且限定锋利刃口27。锋利刃口27的锐度由锋利刃口27在其顶点处的刃口半径“r1”确定。
如在图5和图13中更好地所示,第一旋转轴线“X-X”和第二旋转轴线“Y-Y”彼此平行,并且第一辊12和第二辊13在联接区处相互啮合(即,第一辊12的第一周向脊15的凸起18插入第二辊13的第二周向凹槽24中,并且第二辊13的第二周向脊23插入第一辊12的第一周向凹槽16中)。联接区是定位成横跨包含第一旋转轴线“X-X”和第二旋转轴线“Y-Y”两者的平面或在该平面处的区。
如在图6和图中13所示,第一辊12和第二辊13的相对位置和尺寸使得当第一周向脊15中的一个第一周向脊的凸起18位于联接区处时,所述凸起18部分地定位在相应第二周向凹槽24中。在该位置,凸起18的顶部部分19和第二周向脊23的顶部部分25间隔开在包含第一旋转轴线“X-X”和第二旋转轴线“Y-Y”两者的平面中测量的最大径向距离“dmax”(图6和图13)。此外,第一周向脊15的所述凸起18与第二辊13的两个相邻第二周向脊23轴向间隔开最小轴向距离“daxial”(即,第一周向脊15和第二周向脊23不彼此撞击)。
第一辊12和第二辊13的相对位置和尺寸使得当第一周向脊15中的一个第一周向脊的释放凹部17位于联接区处时,所述释放凹部17与相应第二周向凹槽24径向间隔开,并且第一周向脊15如在图7中那样位于所述第二周向凹槽24外部。在该位置,第一辊12的释放凹部17的底部部分和第二辊13的第二周向脊23的顶部部分25间隔开在包含第一旋转轴线“X-X”和第二旋转轴线“Y-Y”两者的平面中测量的最小径向距离“dmin”(图7和图13)。
第一辊12和第二辊13的相对位置和尺寸使得在第一辊12与第二辊13的联接区处,第一周向脊15的凸起与第二周向凹槽24的底部间隔开另一径向距离“d”(图13)。
在附图的非限制性实例中,一个第一周向脊15的释放凹部17相对于与一个第一周向脊15邻接的两个第一周向脊15的释放凹部17沿周向偏移。沿着第一旋转轴线“X-X”在一个方向上移动(例如,在图5、图11或图12中从左到右看),每个第一周向脊15的释放凹部17始终在相同方向(顺时针或逆时针)上相对于前一第一周向脊15沿周向偏移对应于角偏移“β”的偏移距离“Od”(图7)。
在图12的变型实施例中,第一周向脊15的释放凹部17和凸起18全部轴向对准(即,偏移距离“Od”和角偏移“β”为零)。
第一辊12具有平行于第一旋转轴线“X-X”并且在设置于第一辊12的相对端处的两个第一周向脊15之间测量的第一轴向长度“L1”(图11)。第二辊13具有平行于第二旋转轴线“Y-Y”并且在设置于第二辊13的相对端处的两个第二周向凹槽24之间测量的第二轴向长度“L2”(图11)。
第一轴向长度“L1”和第二轴向长度“L2”可以根据气溶胶生成基质片材2的宽度“w”来设计。第一轴向长度“L1”和第二轴向长度“L2”可小于宽度“w”以避免切割片材2的纵向边缘。例如,第一轴向长度“L1”等于第二轴向长度“L2”并且等于片材2的宽度“w”的80%-90%。
第一辊12可以通过生产并且然后组装多个第一盘和多个第二盘来制造,其中第一盘和第二盘以交替方式堆叠并且布置。第一盘包括第一周向脊15,并且第二盘限定第一周向凹槽16的底部。
第二辊13可以通过生产并且然后组装多个第三盘和多个第四盘来制造,其中第三盘和第四盘以交替方式堆叠并且布置。第三盘包括第二周向脊,并且第四盘限定第二周向凹槽的底部。
可以采用其他制造工艺。例如,第一辊12和第二辊13可以各自通过由相应实心体机加工来制造。
通过使气溶胶生成基质片材2在第一辊12与第二辊13之间穿过,同时第一辊12和第二辊13在相反方向上旋转而使所述气溶胶生成基质片材2弱化。
仅当第一周向脊15的凸起18位于联接区处时,第一周向脊15的凸起18的锋利刃口21和第二周向脊23的锋利刃口27才在气溶胶生成基质片材2中生成贯通切口8。圆化的辅助刃口22不沿着横向于切口的线(即片材2接触所述辅助刃口22的位置)切割片材2。
当第一周向脊15的释放凹部17位于联接区处时,第一周向脊15的凸起18的锋利刃口21和第二周向脊23的锋利刃口27不切割片材2。
在图9中示出了由图5的第一辊12和第二辊13产生的偏移贯通切口8。
图12的变型实施例允许生成沿着横向于气溶胶生成基质片材2的进给方向“F”的方向对准的成组的切口8。
在所有实施例中,贯通切口8用作气溶胶生成基质片材2的弱化节段或折叠线,其有助于片材2在后续折叠和聚集步骤中由折叠装置11执行的在所述节段或线处弯曲。
上文提供的所有尺寸允许在不压缩并且损坏片材2的情况下生成贯通切口8,并且可以根据气溶胶生成基质片材2的厚度“t”和/或宽度“w”来设计。
此外,第一辊12和第二辊13可以以60m/s与500m/s之间的周边速度旋转,以便以60m/s与500m/s之间的线性速度在第一辊12与第二辊13之间移动气溶胶生成基质片材2。
以下表1和表2示出了第一辊12和第二辊13的可能尺寸,这些尺寸在图6、图7、图8、图11、图13和图14中以图形方式表示。
表1
| a | 释放凹部的间距 | 5.0-20.0mm |
| b | 第一周向脊的轴向宽度 | 1-15mm |
| c | 凸起的周向幅度 | 0.1-2.0mm |
| d | 另一径向距离 | 0.5-2mm |
| dmin | 最小径向距离 | 0.5-2mm |
| dmax | 最大径向距离 | 0.2–1.5mm |
| daxial | 最小轴向距离 | 0.02–0.06mm |
| e | 释放凹部的周向幅度 | 5-20mm |
| f | 第一周向凹槽的轴向宽度 | 1-2mm |
| Od | 释放凹部之间的偏移距离 | 0-20mm |
| t | 片材的厚度 | 0.15–0.35mm |
| w | 片材的宽度 | 80-180mm |
| α | 锋利刃口的角度 | 90度 |
| β | 释放凹部之间的角偏移 | 0度-30度 |
| r1 | 锋利刃口的半径 | 0.03-0.05mm |
| r3 | 凹表面的半径 | 5-15mm |
| Rmax | 凸起的最大半径 | 40-300mm |
| L1 | 第一轴向长度 | 200-300mm |
| L2 | 第二轴向长度 | 200-300mm |
表2
| dmin/Rmax | 0.03-0.005 |
| dmin/t | 1.5-3.5 |
| daxial/Rmax | 0.0002-0.0005 |
| daxial/t | 0.2-0.3 |
以下表3示出了第一辊12的其他可能尺寸。
表3
| Ex.1 | Ex.2 | |||
| a | 释放凹部的间距 | 0.2-16.0mm | 10mm | 7mm |
| b | 第一周向脊的轴向宽度 | 1-15mm | 3mm | 2mm |
| c | 凸起的周向幅度 | 0.1-8.0mm | 6mm | 4mm |
| e | 释放凹部的周向幅度 | 0.1-8.0mm | 4mm | 3mm |
| f | 第一周向凹槽的轴向宽度 | 2-4mm | 2mm | 2mm |
| g | 中线之间的轴向距离 | 2-6mm | 5mm | 4mm |
| Od | 释放凹部之间的偏移距离 | 20%-40%c | 1.2mm | 0.8mm |
以下表4示出了通过设置有表3的特征的第一辊12产生的片材2的切口8的可能尺寸(在图9中示出)。
切口8成对布置,并且每对包括两个平行切口8。每个切口8是平行于气溶胶生成基质片材2的进给方向的直线。成对切口8沿着纵向路径对准,并且一个路径的成对切口8相对于相邻路径的成对切口8偏移。
表4
| 范围 | Ex.1 | Ex.2 | |
| a’-间距=c’+e’ | 0.2-16mm | 10mm | 7mm |
| b’-横向距离 | 1-15mm | 3mm | 2mm |
| c’-长度 | 0.1-8mm | 6mm | 4mm |
| e’-纵向距离 | 0.1-8mm | 4mm | 3mm |
| f’-对之间的横向距离 | 2–4mm | 2mm | 2mm |
| g’-中线“M”之间的横向距离 | 2-6mm | 5mm | 4mm |
| O’d-偏移纵向距离 | 20%-40%c’ | 1.2mm | 0.8mm |
图15示出了由装置并且通过根据本发明的方法处理的气溶胶生成基质片材的又一实例。切口8是沿着相应路径对准并且相对于相邻路径的切口8偏移的单个直线切口。这些单个直线切口的示例性量度在以下表5中。
表5
| 实例 | |
| a’-间距=c’+e’ | 6mm |
| b’-横向距离 | 5mm |
| c’-长度 | 4mm |
| e’-纵向距离 | 2mm |
| O’d-偏移纵向距离 | 0.8mm |
图16示出了由装置并且通过根据本发明的方法处理的气溶胶生成基质片材的另一实例。切口8是沿着相应路径对准并且相对于相邻路径的切口8偏移的单个锯齿状切口。这些单个锯齿状切口的示例性量度在以下表6中。
表6
| 实例 | |
| a’-间距=c’+e’ | 6mm |
| b’-横向距离 | 5mm |
| c’-长度 | 4mm |
| e’-纵向距离 | 2mm |
| h’-横向尺寸 | 1.5mm |
| O’d-偏移纵向距离 | 0.8mm |
为了本说明书和所附权利要求书的目的,除非另外指示,否则表示量、数量、百分比等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。而且,所有范围包括公开的最大值和最小值点,并且包括可能在本文中具体列举或可能未列举的其中的任何中间范围。因此,在此上下文中,数字A理解为A±A的5%。在此上下文中,数字A可被视为包括对于所述数字A修饰的属性的测量来说在一般标准误差内的数值。在所附权利要求中使用的某些情况下,数字A可偏离上文列举的百分比,条件是A偏离的量不会实质上影响要求保护的本发明的基本特征和新颖特征。而且,所有范围包括公开的最大值和最小值点,并且包括可能在本文中具体列举或可能未列举的其中的任何中间范围。
Claims (15)
1.用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的装置,所述装置包括:
第一辊,所述第一辊具有第一旋转轴线并且包括设置在所述第一辊的第一径向外面上的多个第一周向脊,所述第一周向脊界定所述第一径向外面上的相应多个第一周向凹槽;
第二辊,所述第二辊具有第二旋转轴线并且包括设置在所述第二辊的第二径向外面上的多个第二周向脊,所述第二周向脊界定所述第二径向外面上的相应多个第二周向凹槽;
其中每个第一周向脊包括沿着所述第一周向脊彼此周向间隔开的多个释放凹部、界定在所述释放凹部之间的多个凸起;
其中在所述第一辊与所述第二辊的联接区处,所述第一周向脊的凸起插入所述第二周向凹槽中;
其中在包括所述第一旋转轴线的截面中,每个第一周向脊具有矩形轮廓;其中在包括所述第二旋转轴线的截面中,每个第二周向脊具有矩形轮廓;
其中所述第一周向脊和所述第二周向脊的矩形轮廓具有锋利刃口,所述锋利刃口配置成在所述第一辊与所述第二辊之间穿过的气溶胶生成基质片材中生成切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述锋利刃口中的每个锋利刃口具有90度的角度(α)。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述锋利刃口中的每个锋利刃口具有等于或小于0.05mm的半径(r1)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其中所述第一辊的释放凹部的底部部分与所述第二辊的第二周向脊的顶部部分之间的最小径向距离(dmin)与所述气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(dmin/t)等于或大于1.5。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述第一辊的第一周向脊与所述第二辊的相邻第二周向脊之间的最小轴向距离(daxial)与所述气溶胶生成基质片材的厚度(t)的比率(daxial/t)在0.2与0.3之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中每个释放凹部由凹表面界定。
7.根据权利要求6所述的装置,其中每个凹表面和两个相应邻接凸起界定平行于所述第一旋转轴线的两个辅助刃口,其中所述辅助刃口中的每个辅助刃口是圆化的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置,其中一个第一周向脊的释放凹部相对于另一个第一周向脊的释放凹部沿周向偏移以生成偏移切口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置,其中每个第二周向脊的顶部部分是连续的并且没有释放凹部。
10.用于弱化用于气溶胶生成制品部件的气溶胶生成基质片材的方法,所述方法包括:通过使所述气溶胶生成基质片材在根据权利要求1至9中任一项所述的装置的第一辊和第二辊之间穿过,同时所述第一辊和所述第二辊在相反方向上旋转而在所述气溶胶生成基质片材中产生切口,所述切口产生弱化折叠线,以便于折叠并且聚集所述气溶胶生成基质片材以形成条。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述切口是贯通切口。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其中所述气溶胶生成基质片材是草本或植物基流延片材,或者其中所述气溶胶生成基质片材是纤维基材料。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法,其中所述气溶胶生成基质片材具有介于0.15与0.35之间的厚度(t)。
14.用于制造气溶胶生成制品部件的工艺,所述工艺包括以下步骤:
-制造气溶胶生成基质片材;
-通过根据权利要求1至13中任一项所述的方法弱化所述气溶胶生成基质片材;
-聚集所述气溶胶生成基质片材以形成连续条;
-将所述连续条切割成各自具有条形状的多个气溶胶生成制品部件,每个气溶胶生成制品部件包括由弱化气溶胶生成基质片材的切割部分形成的聚集弱化片材。
15.根据权利要求14所述的工艺,其中制造所述气溶胶生成基质片材包括:
-用粉末和粘结剂制备浆料;
-将所述浆料流延到表面上以产生所述气溶胶生成基质片材。
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