用于折叠材料幅材的方法和设备与流程

本发明涉及将材料幅材折叠成条状，且更具体地涉及制造用于气溶胶生成制品的滤嘴条。

形成幅材的材料可以是但不限于均质化烟草材料，例如tcl(烟草流延叶)，其被干燥并且切成薄片或片材，所述薄片或片材卷成卷筒以便储存和运输。类似地，形成幅材的材料可以是pla(聚乳酸)。

在气溶胶生成制品的典型制造工艺中，材料幅材经历卷曲过程以使幅材卷曲，在卷曲过程中，材料幅材在具有压在材料幅材上的互补的脊和槽状表面轮廓的两个辊之间通过。接着，例如通过将卷曲幅材传递通过漏斗形幅材预成型设备(例如，截头圆锥形管)而将该幅材压缩成条，所述幅材预成型设备具有直径比材料幅材的宽度小许多倍的出口。当幅材被聚集并压缩成条形状，这会在幅材中引起许多折痕。幅材中的折痕在此被称为褶皱。压缩条被切割成区段，通常是管状区段，其可以形成气溶胶生成制品的部件。

在幅材穿过漏斗形预成型设备时产生的打褶图案是几个操作参数的函数。这些参数中的一些参数可能未被完全控制，或甚至可能随机变化，从而导致打褶图案沿着幅材材料的所得压缩条的长度变化。

打褶图案可以是幅材相对于预成型设备的位置的函数，因为这会影响幅材的哪些部分(在其宽度上)与预成型设备的内表面接触。幅材与内表面之间的接触向幅材施加局部摩擦力，减慢了幅材的相应部分，并且使幅材将其自身引导到相对于预成型设备的不同位置，在该不同位置，在幅材与预成型设备的内表面之间形成不同的接触图案。当幅材被牵拉通过预成型设备时，幅材位置相对于预成型设备的这种变化使得当幅材通过预成型设备时，幅材与预成型设备之间的接触图案沿着幅材的长度变化，从而引起幅材打褶图案的变化。

幅材与预成型设备之间的物理接触可能导致幅材的物理性质的局部变化，这种变化可能会不利地影响所得气溶胶生成制品的性能，并且可能需要被最小化。例如，幅材与预成型设备之间的摩擦接触可导致幅材的静电放电或加热，以及幅材材料的相应表面收缩。幅材与预成型设备之间的物理接触可影响幅材的厚度。幅材与预成型设备之间的物理接触可影响幅材的柔韧性。另外，由于幅材与预成型设备之间的物理接触而引起的幅材的物理变化可能沿着幅材的长度或在幅材的宽度上不期望地变化。

幅材打褶图案和幅材的材料特性的变化可导致气溶胶生成制品的生产运转上压缩条的性能变化。

us4807809公开了一种用于使材料幅材打褶的预成型设备，其中截头圆锥形构件同轴定位在截头圆锥形管内并且与截头圆锥形管紧密间隔开，从而提供朝出口直径减小的环形间隙。该专利描述了通过控制环形间隙的大小可以提供对通过预成型设备的材料幅材的打褶图案的控制。然而，幅材与预折叠设备的相对位置仍然经受变化。此外，所述设备在机械上复杂的，且不便于清洁或维修。

根据第一方面，提供了一种制造用于气溶胶生成制品的滤嘴条的幅材材料的压缩条的方法，所述方法包括：从供应设备供应幅材材料的进料；牵拉所述幅材材料通过滤嘴条制造设备；通过牵拉所述幅材材料通过成型机的接触所述幅材材料的中心部分的成型表面，当所述幅材材料接近接触折叠漏斗的内部时，将弯曲脊引入所述幅材材料的宽度方向横截面的中心部分，其中所述成型表面从所述幅材材料离开所述供应设备的位置与所述折叠漏斗的出口的中心之间延伸的线使所述幅材材料的中心部分偏转；以及在所述折叠漏斗中折叠所述幅材材料以形成幅材材料的压缩条。

根据第二方面，提供了一种制造用于气溶胶生成制品的滤嘴条的方法，所述方法包括制造第一方面的压缩条的方法，并且将幅材材料的压缩条包裹在包装纸的管内。

根据第三方面，提供了一种用于将幅材材料折叠成沿着幅材材料的长度延伸的条状的折叠设备，以用于制造用于气溶胶生成制品的滤嘴条，所述折叠设备包括：折叠漏斗，所述折叠漏斗用于将所述幅材材料折叠成条状，所述折叠漏斗具有入口和比所述入口窄的出口；供应设备，所述供应设备用于将所述幅材材料供应到所述折叠漏斗的入口中；以及设置在所述供应设备与所述折叠漏斗的出口之间的成型机，所述成型机用于在所述幅材材料从所述供应设备传递通过所述折叠漏斗时，将弯曲脊引入到牵拉通过所述成型机的所述幅材材料的宽度方向横截面的中心部分中，所述成型机具有成型表面以接触片材材料；其中所述成型机被定位成用于使所述成型表面将所述幅材材料的中心部分从在所述幅材材料被构造成离开所述供应设备的位置与所述折叠漏斗的出口的中心之间延伸的线偏转。

根据第四方面，提供了一种用于制造用于气溶胶生成制品的滤嘴条的滤嘴条制造设备，包括：第三方面的折叠设备；张拉和驱动机构，所述张拉和驱动机构用于牵拉所述幅材材料通过所述滤嘴条制造设备，并且在所述幅材材料被牵拉到所述折叠漏斗时维持所述幅材材料中的一致张力；以及包装设备，所述包装设备用于将所述压缩条包裹在包装纸的管内。

幅材材料可以在弯曲中心脊的峰处偏转20mm到60mm的偏转距离，幅材材料在所述峰处经过成型表面。

成型机与折叠漏斗的相对位置可以是可调节的以调节幅材材料的偏转距离。

成型表面可以位于距折叠漏斗的口部20mm到200mm处。成型表面可以位于距折叠漏斗的口部30mm到150mm处。

成型表面可以位于折叠漏斗内。

成型机可延伸至折叠漏斗的口部中。

成型表面可以是平滑的弯曲表面。

成型表面可以设有纹理化表面。

纹理化表面可以具有沿着幅材材料的行进方向延伸的多个脊。

成型机可以设有温度控制机构。

成型表面可以设有多个空气供应孔。

成型表面可以设置在曲率半径为25mm的凸表面上。

在幅材材料被牵拉通过成型机时，可以在幅材材料中产生弯曲w形。所产生的弯曲w形的取向可能服从于漏斗、成型机和供应设备的相对定位。弯曲w形具有与所产生的弯曲w形的取向相对应的弯曲中心脊，该弯曲中心脊可以向上、向下(对应于倒置w形)、向侧向或以另一角度突出。例如，在幅材材料被牵拉通过成型机时，幅材材料可以由成型机和漏斗成形为具有中心局部最大位置和其任一侧的两个相邻最小值。类似地，幅材材料也可以由成型机和漏斗成形为具有倒置图案，即，中心局部最小位置和任一侧的两个相邻最大值。

幅材材料的宽度方向横截面的中心部分可以是幅材材料的宽度的中心50％。

如本文所使用，术语幅材的“弯曲中心脊”是指峰位于幅材的宽度的中心50％内的脊，优选地位于幅材的宽度的中心20％内的脊，并且其具有的凹表面的曲率半径比幅材的厚度大至少十倍，并且优选地比幅材的厚度大至少二十倍。

如本文所使用，术语“片材”和“幅材材料(webmaterial)”或“幅材(web)”表示宽度和长度显著大于其厚度的层状元件。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30毫米。甚至更优选地，片材的宽度包括在约100毫米至约300毫米之间。

在优选实施例中，幅材包括聚乳酸(pla)。片材可以是含生物碱的材料片材。片材可以是包括均质化烟草材料的片材。

“含生物碱的材料”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，其他元素，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。

均质化烟草材料的常用形式是复原烟草片材和流延叶(castleaf)。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。浆料然后用于产生烟草幅材。举例来说，通过将粘性浆料流延到移动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工艺中产生复原烟草。

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)或烟草颗粒混合物、保湿剂和水性溶剂以形成烟草组合物而形成。接着，通常流延、挤压、辊压或按压这种烟草组合物以形成片材材料。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。接着将均质化烟草材料的片材辊压成要解卷以进行进一步处理的卷筒，以成为例如气溶胶生成制品的部分，也就是，以包括在气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中。“加热非燃烧”气溶胶生成制品是一种气溶胶生成制品，其中将气溶胶形成基质加热到相对低的温度以形成气溶胶，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此种“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烟草，或包含所述烟草的大部分。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。

均质化烟草片材除包括烟草以外一般还包含粘合剂和气溶胶形成剂。该组合物可以产生片材，所述片材是“粘性的”，也就是说，其胶粘到相邻的物体，并且同时它具有相对低的抗张强度，十分易碎。

如本文所使用，术语“卷曲的”表示具有多个波纹的片材或幅材。术语“卷曲”表示关于生成结构化表面优选地从大致平坦的材料片材或先前未处理的材料片材形成卷曲的材料片材。

如本文所使用，术语“供应设备”表示用于向成型机供应材料幅材以在折叠漏斗中折叠的装置。幅材可直接从缠绕有幅材的卷筒供应，所述卷筒相对于成型机和漏斗定位，以在幅材通过成型机时提供幅材的偏转。幅材可以通过中间阶段从源供应，所述中间阶段可以包括卷曲、张拉和最终对齐阶段，以将幅材供应到成型机。

如本文所使用，术语“成型机”表示一种提供幅材接触表面的装置，当幅材通过在幅材接触表面上滑动而偏转时，所述幅材接触表面在幅材中形成弯曲脊。成型机可以具有用于将弯曲脊形成到幅材中的单个凸形幅材接触表面。

如本文所使用，术语“条”表示大体上圆形或卵形横截面的大致圆柱形的元件。

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”表示幅材或片材大致上横向于条的圆柱轴线旋绕或以其它方式压缩或收缩。

在气溶胶生成制品的制造过程中，材料片材可以经受卷曲过程。

在卷曲过程期间，通常在两个旋转圆柱形辊(也称为“卷曲辊”)之间挤压材料片材。这些辊在使材料片材卷曲的外表面上具有匹配的纹理化脊/凹槽图案。然而，在本发明中可以使用任何卷曲过程。

卷曲过程在材料片材上形成波纹。由于卷曲的缘故，优选地片材材料的结构被选择性地削弱。在片材材料为纤维的情况下，卷曲过程可通过使材料的一些纤维断裂而诱发材料的弱点。该断裂优选地有助于将材料幅材压缩成条。具体地，卷曲可使材料拉长以形成优选折叠的纵向弱化线。这些线被称为波纹。

将幅材压缩成条状的步骤是稳定的，并且可以容易地复制，这可有助于在将幅材压缩成条时达到一致性并且因此也在最终产品中达到一致性。

成型表面可以是纹理化表面。有利地，纹理化表面可进一步降低成型表面与材料幅材之间的摩擦。成型表面可以设有具有脊图案的纹理化表面。成型表面可以设有空气供应孔的布置，通过空气供应孔可以提供空气的供应。

下文参考附图进一步描述实例，在附图中：

图1a示出了用于将幅材折叠成条状的第一折叠设备的侧视图；

图1b示出了通过图1a中指示为a-a的线的第一折叠设备的横截面图；

图1c和1d示出了图1a的第一折叠设备的一部分的另外的侧视图；

图2示出了第二折叠设备的部分剖视侧视图；

图3示出了第三折叠设备的一部分的侧视图；

图4示出了通过第四折叠设备的横截面图；以及

图5示出了第五折叠设备的侧视图。

在所描述的实例中，类似的特征已经用类似的数字标识，尽管在一些情况下，具有100的整数倍的一个或多个增量。例如，在不同的图示中，已经使用120、220、320、420和520来指示漏斗。

图1a示出了用于将幅材(也可以被称为幅材材料)折叠成条状的第一折叠设备100的侧视图，所述第一折叠设备具有供应设备110、折叠漏斗120和成型机130，以用于将材料幅材140折叠成压缩条148。在使用中，当幅材从供应设备110馈送到漏斗120时，通过将幅材牵拉通过成型机130来使幅材140的路径偏转，这将弯曲脊146b引入到幅材的宽度方向横截面中。弯曲脊的峰设置在幅材的宽度方向横截面的中心部分(中半部)中。

所示的示例性供应设备110包括导向辊112、张力辊114和卷曲辊116、118，幅材140从(例如正从缠绕有幅材的卷筒供应的)源(未示出)馈送到卷曲辊。由源提供的幅材通常是未图案化的142。卷曲辊116、118设有纹理化表面图案(例如，互补的脊和槽表面图案)，并且在幅材140在卷曲辊之间通过时，将相应的卷曲图案引入到幅材中，从而形成卷曲幅材144。张力辊114(如果设置的话)在幅材140被馈送到漏斗120时保持恒定张力，并且可以安装在弹性可变形安装件，例如弹簧安装件上。

在替代布置中，可以从供应设备省略导向辊、张力辊和卷曲辊中的一些或全部，其中，在图1a中示出导向辊112的位置处设置了幅材的源(例如，卷筒)，从而导致幅材在从供应设备的源馈送到漏斗120时在成型机130上偏转。

幅材140为带状和柔性的，并且可包括聚乳酸(pla)或均质烟草材料等。幅材140可具有0.3至0.6毫米的厚度，以及100至300毫米的宽度。

供应设备110的出口112(在图1a中为导向辊112)、漏斗120和成型机130的相对定位被布置成当幅材被牵拉通过成型机时，使幅材140的路径偏转。

在图1a中，成型机130的幅材接触表面130a设置在漏斗120的口部120a前方。

如图1b所示，使幅材140在成型机130上偏转将弯曲中心脊146b引入到幅材的宽度方向横截面中。与漏斗120的内表面120c接触使得幅材140的邻近边缘146a的侧向部分向上弯曲，从而在弯曲中心脊146b的每一侧上提供谷146c区。漏斗120、成型机130和供应设备110的相对定位产生图1b中所示的幅材140的弯曲w形的横截面形状。幅材140的边缘146a被抬起(从而在弯曲中心脊146b的任一侧产生谷146c)的程度可以随着成型机130与幅材首先接触漏斗120的内表面120c的位置的接近度而变化。例如，当成型机距漏斗更远时，幅材的侧向部分在弯曲中心脊的任一侧上可以是相对平坦的。

如图1c所示，相对于在幅材离开供应设备110的位置(例如，导向辊112的底侧)与折叠漏斗120的窄出口120b的中心c之间延伸的线l1，弯曲中心脊146b的峰被引入的幅材140的部分偏转了偏转距离dd。偏转距离dd(垂直于线l1测量的)可以是在20mm到60mm之间的偏转。最小偏转距离使得能够一致地引入弯曲中心脊146b。最大偏转距离最大限度地减少了幅材在流过成型机的幅材接触表面时的局部加热和变形(例如，避免过度局部加热和变形)。

在图1a示出的折叠设备100中，提供了相对于折叠漏斗120具有固定位置的成型机130，从而在幅材140牵引通过成型机时提供该幅材的中心部分的固定偏转距离dd。替代地，可以相对于折叠漏斗(未示出)可调地安装成型机，从而使得能够根据操作要求调节偏转距离dd，例如对应不同幅材材料选择偏转距离dd。另外，例如，当替换幅材材料穿过折叠设备时，对成型机的调节可以促进折叠设备的安装。

成型机130可以具有40mm至150mm的长度，或者可以具有50mm至100mm的长度。成型机130的幅材接触表面130a可具有25mm的曲率半径。

如图1d所示，折叠设备100的布置可替代地相对于成型机130与折叠漏斗120的窄出口120b的中心c的相对取向指定。在成型机130为具有中心线l2的细长主体的情况下，成型机的中心线l2可以从折叠漏斗120的窄出口120b的中心c偏移偏移距离od。偏移距离od可以是10mm到20mm。

在图1b中，所示的漏斗120、成型机130和供应设备110的相对定位产生幅材140的弯曲w形横截面形状，其中弯曲中心脊146b向上突出。然而，漏斗、成型机和供应设备可以具有产生不同取向的幅材的弯曲w形横截面形状的不同相对定位，例如，具有向下突出的弯曲中心脊，呈倒置的弯曲w形(即，弯曲m形)，或者具有向侧向突出的弯曲中心脊(例如，弯曲e形或弯曲3形)。

当幅材140被牵拉进入漏斗的口部120a时，成型机130将弯曲中心脊146b引入到该幅材中，稳定了幅材相对于漏斗120的位置。当幅材140与漏斗120的内表面120c接触时，引入弯曲中心脊146b稳定了该幅材的宽度方向横截面形状。幅材的稳定可以增加幅材在折叠漏斗120内折叠的一致性，因为幅材被打褶以形成压缩条148，该压缩条通过折叠漏斗的窄出口120b牵拉出来。

幅材140在成型机130上的偏转使得能够增强折叠性能，同时仅将最小水平的额外摩擦引入到幅材流中。成型机130与幅材140之间的滑动接触平滑地分布在成型机的单个宽凸形幅材接触表面130a上，其中接触区域的宽度使对幅材的局部加热和热损坏降至最低。

图示的成型机130具有平滑延伸至弯曲端的细长圆柱形形状。

成型机130位于漏斗120的口部120a附近。在图1a的折叠设备100中，成型机130的幅材接触表面130a与漏斗120在外部间隔开间隔s，如图1c所示，间隔s可以为20mm到200mm。替代地，间隔s可以为30mm到150mm。成型机130的幅材接触表面与幅材140接触漏斗120的内表面120c的位置的接近度提供幅材在成型机130与接触漏斗的内表面之间流动的稳定性。

在使用中，成型机130的幅材接触表面130a可以设有纹理化的摩擦减小的表面(未示出)，例如，基本上平行于幅材的行进方向延伸的脊的图案。

在第一折叠设备100中，漏斗120和成型机130分别安装122、132在基部124上。成型机130可以设有冷却装置(未示出)，例如设有热电冷却器(珀尔帖(peltier)冷却器)或者设有冷却水供应。替代地或另外，成型机130可以设有多个空气供应孔，可以通过这些空气供应孔在成型机与幅材140之间供应空气，这可以冷却成型机和幅材，并且可以减少成型机与幅材之间的摩擦。

折叠设备通常在用于生产气溶胶生成制品的产品或用于生产气溶胶生成制品的完整制造设备内形成子组件。完整制造设备可以包括张拉机构、用于将幅材牵拉穿过漏斗的幅材驱动机构，和用于包裹从漏斗出来的压缩幅材的条的包装机构，以及用于将条切割成若干长度的切割机构。

尽管在图1a的第一折叠设备100中，成型机130的幅材接触表面130a在漏斗120之外，但是替代地，可以通过在漏斗内提供成型机或通过提供延伸穿过漏斗的口部的成型机，在漏斗内提供幅材接触表面。

图2示出了用于将幅材240折叠成条状的第二折叠设备200的部分剖视侧视图，所述第二折叠设备具有供应设备210(仅由导向辊指示)、条成型漏斗220以及成型机230，以用于折叠材料幅材240。第二折叠设备200的使用方法对应于第一折叠设备100的使用方法，其中幅材240被牵拉通过成型机230的幅材接触表面230a，从而将弯曲中心脊246b引入到幅材中。第二折叠设备200与第一折叠设备100的不同之处在于，成型机230延伸到漏斗220的口部220a中，从而在漏斗内提供幅材接触表面230a，这可以在使用中提高幅材的稳定性。

成型机230位于漏斗220的口部220a附近。在图2的折叠设备200中，成型机230的幅材接触表面230a在漏斗220内延伸。

尽管在第一折叠设备100中，漏斗120和成型机130分别安装122、132在基部124上，但是替代地，如图3的第三折叠设备300中所示，成型机330可以从漏斗320突出，例如，由臂330b直接安装到漏斗。这种布置可以通过使漏斗320和成型机330两者能够从基底324作为单件移除来简化折叠设备的维修。

尽管在先前描述的折叠设备100、200、300中，所示出的成型机具有平滑延伸到弯曲端的细长圆柱形形状，但成型机不限于该形状。

图4示出了通过不同形状的成型机430的横截面图(另外对应于图1b的横截面图)，其中幅材接触表面430a设置在较大主体430c的表面上的凸起上，所述较大主体具有凸起的平滑形状凸起末端(其另外可以设有纹理化表面，如前文所述)。这种布置可以促进成型机430的制造，并且为成型机提供更大质量，从而稳定成型机以对抗振动。成型机430的幅材接触表面430a可具有25mm的曲率半径。

图5示出了大致球形的成型机530的另一形状的侧视图。该安装布置被省略，并且可以与图1a或图3的安装布置相对应。成型机530的大致球形形状可促进提供紧凑的折叠设备500，使得能够减小供应设备510与漏斗520之间的间隔，进一步增强幅材540的中间流动的稳定性。球形形成器530的直径可为50mm(即，25mm的曲率半径)。

如关于图1a的折叠设备所论述的，图2、图3、图4和图5的成型机230、330、430和530可以被可调节地安装到各自的折叠漏斗220、320、420和520上，从而使得能够调节偏转距离dd(或类似地使得能够调节偏移距离od)。

本文提供的图式为示意图，并且不成比例。

在本说明书的描述和权利要求中，词语“包括”和“包含”以及它们的变型均意味着“包括但不限于”，并且不意图(且并不)排除其它基团、添加剂、组件、整体或步骤。在本说明书的描述和权利要求中，除非上下文另有要求，否则单数包含复数。尤其是在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则应理解说明书考虑复数及单数。

接合本发明的特定方面、实施例或实例描述的特征、整体、特性或群组应理解为适用于本文所述的任何其它方面、实施例或实例，除非与其不相容。本说明书中公开的所有特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)，和/或如此公开的任何方法或工艺的所有步骤，可以以任何组合来组合，除了此类特征和/或步骤中的至少一些相互排斥的组合外。本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明延伸至本说明书中公开的特征的任何一个新颖特征或任何新颖组合(包括任何所附权利要求、摘要和附图)，或延伸至如此公开的任何方法或工艺的步骤的任何一个新颖步骤或任何新颖组合。

读者的关注涉及与关于本申请的说明书同时申请或之前申请的所有文件或文献，这些文件或文献对查阅本说明书的公众开放，所有这些文件或文献的内容通过引用并入本文中。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除