CN113423556A - 用于制造波纹网的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造用于气溶胶生成制品的波纹聚合物材料网的方法。首先加热聚合物材料粒料以形成聚合物材料熔体。由所述聚合物材料熔体形成聚合物材料网，然后在升高的温度下加工所述聚合物材料网以形成波纹聚合物材料网。然后，将所述波纹聚合物材料网卷绕到绕线筒上。优选的聚合物材料是聚乳酸。

Description

用于制造波纹网的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造波纹网的方法和设备。特别地，本发明涉及一种用于制造用于气溶胶生成制品的波纹网的方法和设备。

背景技术

常规香烟燃烧烟草且生成释放挥发性化合物的温度。燃烧着的烟草中的温度可达到超过800摄氏度，且此类升高的温度驱除从烟草演变的烟气中含有的许多水。加热而非燃烧气溶胶形成基材(例如，含有烟草的基材)的其他气溶胶生成制品在此项技术中也是已知的。使用气溶胶生成制品的***的实例包括在200摄氏度与400摄氏度之间加热含有烟草的基材以产生气溶胶的***。不管气溶胶形成的较低温度，与可燃吸烟制品相比，归因于较高水分含量，由此类***生成的气溶胶流可具有比常规香烟烟气更高的察觉温度。

通常，气溶胶生成制品包括以杆的形式装配的多个元件。所述多个元件通常包含气溶胶形成基材和位于条内在气溶胶形成基材下游的气溶胶冷却元件。气溶胶冷却元件可基于其功能性而替代地被称作热交换器。气溶胶冷却元件和气溶胶形成基材中的一个或两个可包括多个轴向通道以提供在轴向方向上的空气流动。所述多个轴向通道可由已被卷曲且聚集于条内的片材限定以形成通道。在此类实例中，通常通过卷曲大体上连续的网且从卷曲并聚集的网切割多个卷曲片材来形成卷曲片材。

用于制造供在气溶胶生成制品中使用的卷曲网的方法和设备为此项技术中已知的。制造卷曲网的已知方法通常涉及在一对交错辊之间馈送大体上连续的网从而将多个平行、等距的纵向延伸的卷曲波纹施加到连续网。卷曲网随后由制条机聚集以形成具有多个轴向通道的连续条。所述条接着由制条机包装且切割成较小段以形成用于气溶胶生成制品的气溶胶形成基材或气溶胶冷却元件。

然而，此类已知方法需要将大型且昂贵的卷曲机械定位在制条机的上游，并且工厂中的每个制条机需要其自身的专用卷曲机。继而，这导致需要更大的工厂占地面积来容纳压接机的占地面积。此外，在卷曲需要维护或具有其他停机时间的情况下，相关联的制条机可能不再具有卷曲网的供应，可能需要停止。

另外，当网由聚合物材料例如聚乳酸(PLA)制成时，由于聚乳酸制成的网在大约20摄氏度的环境温度下具有弹性，这通常是在一对卷曲辊之间发生卷曲的温度，所以网在卷曲后将倾向于回复到更平的构造。此外，纤维网材料可变性和卷曲机在加工期间的停止可能导致卷曲网中的缺陷并导致浪费。

期望提供一种用于制造用于气溶胶生成制品的波纹网的方法和设备，其至少部分地解决这些问题。

发明内容

从第一方面来看，提供了一种制造用于气溶胶生成制品的波纹聚合物材料网的方法，所述方法包括以下步骤：

加热聚合物材料粒料以形成聚合物材料熔体；

由所述聚合物材料熔体形成聚合物材料网，并且在升高的温度下加工所述聚合物材料网以形成波纹聚合物材料网；以及

将所述波纹聚合物材料网卷绕到绕线筒上。

通过在升高的温度下加工聚合物材料网，同时聚合物材料网具有柔软、有延展性的性特性，在聚合物材料网冷却到环境温度之后，在聚合物材料网中形成的波纹将倾向于保持良好的形成。有利地，在处于、高于或接近聚合物材料的玻璃化转变温度下加工聚合物材料。

在下文中，以举例的方式，描述了聚乳酸网。虽然聚乳酸网可以是优选聚合物，但所描述的方法和所得产品可以由任何其他合适的聚合物制成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或乙酸纤维素。

当使用除聚乳酸以外的聚合物材料时，此类聚合物材料优选地具有高于或低于聚乳酸的玻璃化转变温度的20摄氏度范围内的玻璃化转变温度。举例来说，选择聚合物材料以具有在40摄氏度至85摄氏度范围内的玻璃化转变温度。替代地或另外，此类聚合物材料优选地具有高于或低于聚乳酸的熔点50摄氏度范围的熔点。举例来说，选择聚合物材料以具有在123摄氏度至228摄氏度范围内的熔点。

聚乳酸的玻璃化转变温度为约60至65摄氏度，并且熔点温度为约173至178摄氏度。当使用不同的增塑剂时，聚乳酸的不同样品之间存在一些差异。此外，聚乳酸熔体中不同立体异构体的相对量也可影响玻璃化转变和熔点温度。通过在处于、高于或接近玻璃化转变温度下加工聚乳酸网，在网中形成的波纹将倾向于在聚乳酸网冷却之后凝固，从而提供具有可靠的波纹特性的波纹网。可以在聚乳酸网中形成并设置不同的波纹角、图案和节距，以便在气溶胶冷却元件中使用时提供不同的特性。这也适用于除聚乳酸以外的聚合物材料。

在现有技术的卷曲工艺中，聚乳酸网在约20摄氏度(远低于玻璃化转变温度)的环境温度下在一对波纹卷曲辊之间卷曲，所述网具有一定程度的弹性返回，这将降低卷曲工艺的效率。相比之下，当网处于柔软且相对有延展性的状态时通过在升高的温度下加工聚乳酸网，已发现获得更可靠的结果，并且波纹的稳定性不受聚乳酸网速度的相同程度的影响。这也适用于除聚乳酸以外的聚合物材料。

另外，通过将波纹聚合物材料网卷绕到绕线筒上，使得有可能在不需要邻近于每个制条机的卷曲机的情况下从绕线筒向制条机直接馈送波纹聚合物材料网。这节省了装备成本和工厂占地面积。

优选地，在卷绕到绕线筒上之前，将波纹聚合物材料网冷却到低于玻璃化转变温度。这有助于降低波纹变平的风险，同时波纹聚合物材料网仍然柔软且有延展性。这可以通过冷却辊来完成，所述冷却辊可以由诸如金属的导热材料制成，并且设置有用于热交换流体通过的内部通道。替代地，热交换流体(诸如冷却的空气)可以通过或吹过波纹聚合物材料网的一个或两个表面。

如本文所用，术语“聚乳酸”，也称为聚(乳酸)或PLA，是指包含以下单体的生物可降解的脂肪族聚酯，其非常适合一次性应用。聚乳酸可以用各种生物相容性增塑剂增塑。

如本文所用，术语“聚乳酸熔体”意指被加热到高于其熔点温度以使得其处于液态状态的聚乳酸。

如本文所用，术语“聚合物材料”是指包括聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和乙酸纤维素的聚合物材料。

如本文所用，术语“聚合物材料熔体”意指被加热到高于其熔点温度以使得其处于液态状态的聚合物材料。

如本文所用，术语“升高的温度”意指明显高于环境室温的温度。在一些实施方案中，术语“升高的温度”意指在处于、高于或基本不低于所用聚合物材料的玻璃化转变温度的温度。对于聚乳酸，玻璃化转变温度通常为60至65摄氏度。

如本文所用，术语“玻璃化转变温度”是指一种温度，在该温度之上，聚合物材料处于相对柔软、橡胶状态，在该温度之下，聚合物材料处于相对坚硬的玻璃状态。

如本文所用，术语“加工”意指至少局部地施加对材料形式的改变，其中新形式不是平坦的，例如，聚合物材料网的波浪或波纹，而该材料与室温相比处于升高的温度。材料形式的此类变化可通过卷曲辊、挤出模具、挤出罐或箱、杆、弯曲轴、多个辊或其他以及前述工具和装置的组合来施加。

如本文所用，术语“绕线筒”是指具有或不具有端部凸缘的主体或圆柱体，聚合物材料网在被加工以在其中形成波纹之后卷绕到其上。

如本文所用，术语“气溶胶生成制品”指包括能够(例如，通过加热、燃烧或化学反应)释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基材的制品。如本文所用，术语“气溶胶形成基材”用于描述能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。由根据本发明的气溶胶生成制品的气溶胶形成基材生成的气溶胶可以是可见的或不可见的，且可包含蒸气(例如，呈气态的物质的细颗粒，其在室温下通常为液体或固体)以及冷凝蒸气的气体和液滴。

如本文所用，术语“气溶胶冷却元件”用于描述具有大的表面面积和预定抽吸阻力的元件。在使用中，通过从气溶胶形成基材释放的挥发性化合物形成的气溶胶在由使用者吸入之前穿越气溶胶冷却元件并且由气溶胶冷却元件冷却。与高抽吸阻力过滤嘴和其他烟嘴相比，气溶胶冷却元件的抽吸阻力较低。气溶胶生成制品内的腔室和空腔也不被认为是气溶胶冷却元件。

如本文所用，术语“网”表示宽度和长度显著大于其厚度的层状元件。

如本文所用，术语“波纹”表示具有基本彼此平行或至少平行于其他波纹、起伏或条纹中的一些的多个波纹、起伏或条纹的片材或网。

如本文所用，术语“波纹”表示由通过波纹侧面连接的交替的峰和谷形成的多个基本平行的脊。这包括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皱折。

如本文所用，术语“纵向方向”是指沿或平行于网或片材的长度延伸的方向。

如本文所用，术语“宽度”是指垂直于网或片材的长度或(在辊的情况下)平行于辊的轴线的方向。

如本文所用，术语“节距值”是指在特定波纹的峰的任一侧处的谷之间的侧向距离。如本文所用，术语“变化”和“不同”是指超过标准制造公差的偏差，且具体来说，指彼此偏差至少5％的值。

如本文所用，术语“卷曲辊”是指具有围绕辊周向延伸的波纹的辊。当两个卷曲辊彼此邻近且平行布置以使得其波纹交错或彼此几乎接触时，平坦聚合物材料网可在卷曲辊之间通过并且具有向其赋予的波纹。

如本文所用，术语“条”表示具有大致圆形或椭圆形横截面的大致圆柱形元件。

如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿或平行于条的圆柱轴线延伸的方向。

如本文所用，术语“聚集的”或“聚集”表示网或片材大体上横向于条的圆柱轴线旋绕或以其他方式压缩或收缩。

如本文所用，术语“幅度值”是指波纹从其峰到最深的直接相邻谷的最深点的高度。

如本文所用，术语“波纹角”是指特定波纹的波纹侧面之间的角。

加工聚合物材料网包括使聚合物材料网在至少两个卷曲辊之间通过以形成波纹聚合物材料网。

在一个实施方案中，聚合物材料熔体首先在至少两个平滑辊之间通过以形成平坦聚合物材料网，并且平坦聚合物材料网随后在升高的温度下在至少两个卷曲辊之间通过。

优选地，平坦网材料的厚度在约20微米至约200微米之间、更优选地在约30微米至约120微米之间,、最优选地在约40微米至约80微米之间。

在一些实施方案中，聚合物材料网在多组卷曲辊之间通过，例如两组卷曲辊、三组卷曲辊、四组卷曲辊或五组卷曲辊。每组或每对卷曲辊可以具有不同的波纹深度或不同的辊隙大小(即，相邻卷曲辊的外表面之间的不同间距)。举例来说，卷曲辊的连续组或连续对可以具有逐渐更小的辊隙大小，以便于生产非常薄的波纹聚合物材料网。在一些实施方案中，每组或每对卷曲辊被构造成在相应组或相应对辊之间通过之前将聚合物材料网的厚度减少预定量，例如在聚合物网的厚度的10％至50％。

在一些实施方案中，聚合物材料熔体首先在至少两个平滑辊之间通过以形成聚合物材料网，并且聚合物材料网随后在成形构件上方或之间通过，所述成形构件被构造成在升高的温度下向聚合物材料纤维网赋予波纹。成形构件可以采用杆、弯曲轴或多个弯曲辊的形式。

在一些实施方案中，由聚合物材料熔体形成聚合物材料网并且加工聚合物材料网包括通过具有波纹轮廓的挤出模具挤出聚合物材料熔体，以形成波纹聚合物材料网。

在这些实施方案中，聚合物材料熔体可以在挤出器罐或箱中加热，并且强制通过适当构造的挤出模具以形成波纹聚合物材料网。挤出模具可以具有限定波纹聚合物材料网的宽度、厚度和横截面波纹轮廓的挤出孔。举例来说，挤出孔可以是具有锯齿形或起伏构造的狭槽。

波纹聚合物材料网可附加地在成形构件上方或之间通过，所述成形构件构被造成在升高的温度下向波纹聚合物材料网赋予更多的波纹。成形构件可以采用杆、弯曲轴或多个弯曲辊的形式。

升高的温度可以是高于比聚合物材料的玻璃化转变温度低20摄氏度的温度的温度、任选地可以是高于比聚合物材料的玻璃化转变温度低10摄氏度的温度的温度、任选地可以是高于比聚合物材料的玻璃化转变温度低5摄氏度的温度的温度、或任选地可以是不低于聚合物材料的玻璃化转变温度的温度。聚乳酸的玻璃化转变温度在60至65摄氏度的范围内。其他聚合物的玻璃化转变温度可从科学文献或实验确定。

波纹聚合物材料网可以具有带有尖的峰和谷的锯齿形波纹轮廓。替代地，波纹聚合物材料网可以具有带有弯曲的峰和谷的起伏波纹轮廓。

优选地，大体上所有波纹的节距值在约0.5毫米(mm)至约1.7毫米(mm)、优选地在约0.7mm至约1.5mm，并且最优选地在约0.9mm至约1.3mm的范围内。已发现这在聚集和包裹波纹聚合物材料网以在气溶胶生成制品中形成气溶胶冷却元件时提供特别令人满意的抽吸阻力值和均匀性。

在一些实施方案中，波纹可以具有跨波纹聚合物材料网的宽度的不同节距。这可以提供许多优点，包括由聚集的波纹聚合物材料网制成的气溶胶冷却元件中的通道的更均匀分布，因为聚集的网上的波纹相互匹配和嵌套的趋势较小。

大多数波纹的节距值可以跨波纹聚合物材料网的宽度基本相同，其中少数波纹(例如一个或两个)具有基本不同的节距值，使得波纹的节距值跨波纹聚合物材料网的宽度变化。

在一些实施方案中，波纹的至少10％具有与至少一个直接相邻的波纹的节距值不同的节距值。在另一实施方案中，波纹的至少40％具有与至少一个直接相邻的波纹的节距值不同的节距值。在一些实施方案中，波纹的至少70％具有与至少一个直接相邻的波纹的节距值不同的节距值。在一些实施方案中，波纹聚合物材料网的所有或基本上所有波纹具有与至少一个直接相邻的波纹的节距值不同的节距值。这进一步降低了聚集的波纹聚合物材料网上的波纹相匹配且相互嵌套的风险。

波纹聚合物材料网的波纹的节距值可以是任何合适的量。

波纹聚合物材料网的波纹中的至少一些可各自具有与至少一个直接相邻的波纹的振幅值不同的振幅值。在此类实施方案中，幅值可以具有任何合适的量。举例来说，波纹的振幅值可以在从约0.1mm至约1.5mm、或从约0.2mm至约1mm、或从约0.35mm至约0.75mm变化。

替代地或另外，为了提供跨波纹聚合物材料网的宽度变化的节距值，至少一些卷曲波纹可以各自具有与至少一个直接相邻的波纹的波纹角不同的波纹角。在此类实施方案中，波纹角可以具有任何合适的值。举例来说，波纹聚合物材料网的波纹的波纹角可以在从约30度至约90度、或从约40度至约80度、或从约55度至约75度变化。

波纹中的一个或多个可以围绕径向方向对称。也就是说，波纹的每个侧面与径向方向之间的角，或“侧面角”，可以相同且等于波纹角的一半。替代地，波纹中的一个或多个可以围绕径向方向不对称。也就是说，波纹的两个侧面的侧面角可以不同。

直接相邻的波纹之间的谷中的一个或多个可以围绕径向方向对称。也就是说，直接相邻的波纹的直接相邻的侧面与径向方向之间的角可以相同并且等于谷角的一半。替代地，直接相邻的波纹之间的谷中的一个或多个可以围绕径向方向不对称。也就是说，形成谷的直接相邻的侧面的侧面角可以不同。

当波纹角跨波纹聚合物材料网的宽度变化时，波纹的振幅值可以基本相同，或者其也可以跨波纹聚合物材料网的宽度变化。当振幅值跨波纹聚合物材料网的宽度变化时，波纹的波纹角可以基本相同，或者其也可以跨波纹聚合物材料网的宽度变化。

从第二方面来看，提供了一种绕线筒，所述绕线筒包括通过第一方面的方法形成的卷绕到主轴上的波纹聚合物材料网。

此类绕线筒可用于将波纹聚合物材料网直接馈送到制条机中，例如以制造气溶胶冷却元件，而不需要在线卷曲机。

从第三方面来看，提供了一种形成条形制品的方法，所述方法包括通过漏斗将波纹聚合物材料网聚集成大致圆柱形的束，将束包裹在包裹物中以形成包裹束，以及将包裹束切割成条形长度，其特征在于在聚集之前将波纹聚合物材料网从绕线筒解绕。

波纹聚合物材料网的绕线筒可以通过第一方面的方法制造。

从第四方面来看，提供了一种气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括通过第三方面的方法制造的条形制品。

从第五方面来看，提供了一种用于形成波纹聚合物材料网的设备，所述设备包括：

容器，所述容器用于加热聚合物材料粒料以形成聚合物材料熔体；

辊或挤出器，所述辊或挤出器用于加工所述聚合物材料熔体以形成波纹聚合物材料网；以及

卷绕机，所述卷绕机用于将所述波纹聚合物材料网卷绕到绕线筒上。

从第六方面来看，提供了一种制条设备，所述制条设备包括：漏斗，所述的漏斗将波纹聚合物材料网聚集成大致圆柱形的束；包裹物，所述包裹物包裹所述束以形成包裹束；以及切割器，所述切割器将所述包裹束切割成条形长度，其特征在于所述波纹聚合物材料网从卷绕有所述波纹聚合物材料网的绕线筒聚集。

条形长度可以在气溶胶生成制品中用作气溶胶冷却元件。

气溶胶冷却元件优选地向穿过条的空气的通路提供低的阻力。优选地，气溶胶冷却元件基本不影响气溶胶生成制品的抽吸阻力。因此，优选的是从气溶胶冷却元件的上游端到气溶胶冷却元件的下游端存在小的压降。为了实现这一点，优选的是轴线方向上的孔隙度大于50％，并且穿过气溶胶冷却元件的空气流路程相对不受抑制。气溶胶冷却元件的轴向孔隙率由形成气溶胶冷却元件的材料的横截面积与气溶胶生成制品在含有气溶胶冷却元件的部分处的内部横截面积的比限定。

术语“上游”和“下游”可以用于描述气溶胶生成制品的元件或部件的相对位置。为了简单起见，如本文中所使用的术语“上游”和“下游”是指沿气溶胶生成制品的条参考穿过所述条抽吸气溶胶的方向的相对位置。

理想的是，气溶胶冷却元件具有较大的总表面积。因此，在优选实施方案中，气溶胶冷却元件由聚集以形成通道的波纹聚合物材料网形成。在优选实施方案中，气溶胶冷却元件由根据上述实施方案中任何一项所述的聚集的波纹聚合物材料网形成。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件可以由厚度在约5微米与约500微米之间、例如在约10微米与约250微米之间的波纹聚合物材料网形成。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件具有在每毫米长度约300平方毫米与每毫米长度约1000平方毫米之间的总表面积。换句话说，对于轴线方向上的每个毫米长度，气溶胶冷却元件具有约300平方毫米与约1000平方毫米之间的表面积。优选地，总表面积是每毫米长度约500平方毫米。

气溶胶冷却元件可由具有介于每毫克约10平方毫米与每毫克约100平方毫米之间的比表面积的材料形成。在一些实施方案中，比表面积可以是每毫克约35平方毫米。

可通过取具有已知宽度和厚度的材料来确定比表面面积。举例来说，材料可以是平均厚度为50微米且偏差为正或负2微米的聚合物材料。当所述材料还具有(例如)约200mm与约250mm之间的已知宽度时，可以计算比表面积和密度。

当含有一定比例的水蒸气的气溶胶被抽吸穿过气溶胶冷却元件时，水蒸气中的一些可以凝结在穿过气溶胶冷却元件限定的轴向通道的表面上。在水凝结的情况下，优选的是凝结水的小滴以小滴形式保持在气溶胶冷却元件的表面上，而不是被吸附到形成气溶胶冷却元件的材料内。因此，优选的是形成气溶胶冷却元件的材料是大体上非多孔的或对于水大体上非吸附性的。

气溶胶冷却元件可以作用为通过热传递来冷却抽吸穿过所述元件的气溶胶流的温度。气溶胶的成分将与气溶胶冷却元件相互作用并损失热能。

气溶胶冷却元件可以作用为通过经受消耗来自气溶胶流的热能的相变来冷却抽吸穿过所述元件的气溶胶流的温度。例如，形成气溶胶冷却元件的材料可以经受相变，例如熔融或需要吸收热能的玻璃转化。如果所述元件选择成使得其在气溶胶进入气溶胶冷却元件的温度下经受此类吸热反应，那么所述反应将消耗来自气溶胶流的热能。

气溶胶冷却元件可以作用为通过引起比如为来自气溶胶流的水蒸气的成分的凝结来降低抽吸穿过所述元件的气溶胶流的感知温度。由于凝结作用，气溶胶流可在经过气溶胶冷却元件之后变得更加干燥。在一些实施方案中，抽吸穿过气溶胶冷却元件的气溶胶流的水蒸气含量可降低约20％与约90％之间。

在一些实施方案中，气溶胶流的温度可以在其被抽吸通过气溶胶冷却元件时降低10摄氏度以上。在一些实施方案中，气溶胶流的温度可以在其被抽吸通过气溶胶冷却元件时降低15摄氏度以上或20摄氏度以上。

如上所述，气溶胶冷却元件可以由波纹聚合物材料网形成，所述波纹聚合物材料网已聚集到限定多个基本平行通道的元件中，所述通道在一些实施方案中基本轴向延伸，但在其他实施方案中，所述通道可沿另一方向延伸。这种气溶胶冷却元件的横截面轮廓可以显示随机地定向的通道。

气溶胶冷却元件可以包括含有或定位平行通道的外管或包裹物。举例来说，已经过打褶、聚集或折叠的平坦网材料可被包裹于包裹物中，例如包裹在塞包裹物中，以形成气溶胶冷却元件。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件包括卷曲材料的片材，其聚集成条形且由包裹物(例如滤纸包裹物)束缚。

在一些实施方案中，气溶胶冷却元件以具有约7mm与约28mm之间的长度的条的形状形成。举例来说，气溶胶冷却元件可以具有约18mm的长度。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件可以具有大致圆形横截面和约5mm到约10mm的直径。举例来说，气溶胶冷却元件可以具有约7mm的直径。

在一些实施方案中，当抽吸气溶胶穿过气溶胶冷却元件时气溶胶的含水量减少。

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材的气溶胶生成制品。加热式气溶胶生成制品可以包括形成气溶胶生成制品的部分的机载加热构件，或可以用于与形成另一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。气溶胶生成制品可以包括烟草，例如呈均质烟草材料的形式。气溶胶生成制品可以是一次性的。气溶胶生成制品可以替代地是部分可重复使用的，并且包括可补充或可更换的气溶胶形成基材。

如本文所用，术语“均质烟草材料”表示通过使微粒烟草聚结而形成的材料。

均质烟草材料可呈薄片形式。均质化烟草材料可具有基于干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。均质化烟草材料可以替代地具有基于干重计5重量％至30重量％的气溶胶形成剂含量。可以由聚结通过研磨或以其他方式粉碎烟草刮刀和烟草叶茎干中的一种或两种获得的颗粒状烟草来形成均质化烟草材料的片材；或者或另外，均质化烟草材料的片材可以包括在例如处理、处置和运送烟草期间形成的烟草尘、烟草碎屑和其他颗粒状烟草副产品中的一种或多种。均质化烟草材料的片材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，均质化烟草材料的片材可包括其他添加剂，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。气溶胶形成基材可为固态气溶胶形成基材。替代地，气溶胶形成基材可以包括固体和液体组分。气溶胶形成基材可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热后从所述基材释放的挥发性烟草香味化合物。替代地，气溶胶形成基材可包括非烟草材料。气溶胶形成基材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。

如果气溶胶形成基材是固体气溶胶形成基材，则所述固体气溶胶形成基材可以包括例如以下中的一种或多种：粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或片材，所述材料含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤压烟草和膨胀烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基材可呈松散形式，或可提供于合适的容器或筒中。举例来说，固态气溶胶形成基材的气溶胶形成材料可以包含在纸或其他包裹物内，并且具有棒的形式。在气溶胶形成基材为塞的形式的情况下，包括任何包裹物的整个塞被认为是气溶胶形成基材。

视需要，固态气溶胶形成基材可以含有在加热固态气溶胶形成基材后待释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基材还可以含有例如包括附加烟草或非烟草挥发性味道化合物的胶囊，并且此类胶囊可以在固体气溶胶形成基材的加热期间熔化或以其他方式释放其含量，例如通过施加压力，例如通过手动地使胶囊破裂。

气溶胶生成制品的元件优选地通过例如卷烟纸等合适的包裹物来组装。卷烟纸可以是用于将气溶胶生成制品的组成部分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。

其可以特别有利于作为加热式气溶胶生成制品的组成部分的气溶胶冷却元件，所述加热式气溶胶生成制品具有由均质烟草材料形成的气溶胶形成基材或包括均质烟草材料。在此类实施方案中，优选地，加热式烟草材料包括以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。例如，均质化烟草材料可具有以干重计5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。由此类气溶胶形成基材生成的气溶胶可被使用者感知太热，并且使用具有低抽吸阻力的高表面积气溶胶冷却元件可以将气溶胶的感知温度降低到可接受的水平。

气溶胶生成制品可为基本上圆柱形的形状。气溶胶生成制品可以是基本上细长的。气溶胶生成制品可具有长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基材可以是大致圆柱形的形状。气溶胶形成基材可以是大致细长的。气溶胶形成基材也可具有长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基材可接收在气溶胶生成装置中，使得气溶胶形成基材的长度基本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在大约30mm与大约100mm之间，优选约35mm与大约60mm之间的总长度。气溶胶生成制品可具有在大约5mm与大约12mm之间的外径。

气溶胶生成制品可包括过滤嘴或烟嘴或过嘴和烟嘴两者。过滤嘴可以位于气溶胶生成制品的下游端。过滤嘴可以是醋酸纤维素滤嘴段。在一个实施方案中，过滤嘴大约为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材下游的间隔元件。

气溶胶生成制品可具有大约45mm的总长度。气溶胶生成制品可具有大约7.2mm的外径。另外，气溶胶形成基材的长度可为大约10mm。在其他实施方案中，气溶胶形成基材可具有约12mm的长度。另外，气溶胶形成基材的直径可在大约5mm与大约12mm、优选地在约6mm与约9mm之间。

附图说明

结合本发明的一个方面描述的特征也可以施加于本发明的其他方面。将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1显示用于制造卷曲网的现有技术设备；

图2显示本公开的第一实施方案；

图3显示卷绕有波纹聚乳酸网的绕线筒；

图4显示图2的实施方案的一对成形辊的横截面；

图5显示替代成形辊的横截面；

图6显示另一替代形成辊的横截面；

图7显示本公开的第二实施方案；

图8显示本公开的第三实施方案；

图9和图10显示本公开的第四实施方案；

图11显示具有锯齿形轮廓的波纹网的横截面；并且

图12显示具有起伏轮廓的波纹网的横截面。

具体实施方式

图1显示用于制造卷曲网的设备100。设备100包括一组卷曲辊102以及其他组件，所述一组卷曲辊包含第一辊和第二辊，其中的每一者跨其宽度为波纹状。所述一组卷曲辊102布置成使得第一辊的波纹大体上与第二辊的波纹交错。设备100还包括侧向网切割机构104、聚乳酸网材料108的绕线筒106、驱动和制动机构110以及张紧机构112。提供电子控制设备114以在操作期间控制设备100。

在使用中，驱动和制动机构110在从绕线筒106到一组卷曲辊102的纵向方向上经由侧向网切割机构104馈给网108，所述侧向网切割机构将网切割到所需的宽度。张紧机构112确保网108以期望张力馈送到一组卷曲辊102。卷曲辊102压迫第一辊和第二辊的交错的波纹之间的网108以将多个纵向延伸的卷曲波纹施加到网108。以此方式通过卷曲辊102使网108变形从而形成卷曲网116。接着可以将卷曲网116聚集在一起并且使用所述卷曲网以形成用于气溶胶生成制品的气溶胶冷却元件或气溶胶形成基材，如下文所论述。举例来说，可以通过漏斗118将卷曲网116聚集在一起并且馈送到制条机120以形成连续条，随后将所述连续条切割成多个条形部件，每个条形部件具有由卷曲网的切割部分形成的聚集的卷曲片材。应注意，现有技术设备100占据相对较大的占地面积，并且卷曲辊102的功能的任何中断都将导致下游制条机120的立即停止。此外，当网108到达卷绕辊102时的温度将是环境温度或室温，通常约20摄氏度，这基本上低于聚乳酸的玻璃化转变温度。因此，聚乳酸网108将具有弹性地抵抗卷曲过程的趋势。这导致抵抗变形的显著趋势，这继而可导致卷曲材料中的大量复位力以及其他应力和扭曲。

图2以示意性形式显示本公开的第一实施方案。通过将粒料加热到聚乳酸的至少熔点温度(约173至178摄氏度)形成熔融聚乳酸粒料池200。这可以以本领域已知的方式在加热罐中完成。熔融聚乳酸在一对平滑辊201之间通过，以形成大致平坦的聚乳酸网202，这在本领域中也是已知的。大致平坦的聚乳酸网202在仍处于升高的温度时，然后在一对成形辊203之间通过。成形辊203各自具有沿着其表面的基本平行的周向波纹，并且一个成形辊203的波纹优选地与另一个成形辊203的波纹交错。成形辊203在聚乳酸网202处于升高的温度时赋予其对应的波纹轮廓，并且因此仍然柔软且相对有延展性，从而形成波纹聚乳酸网204。波纹聚乳酸网204然后可以穿过一组张紧辊205。然后，在波纹聚乳酸网204卷绕到绕线筒206上之前，网冷却到充分低于聚乳酸的玻璃化转变温度的温度，从而允许波纹在网204中凝固或热固定。当绕线筒206完全卷绕有波纹聚乳酸网204时，网204跨其宽度被切割，并且完全卷绕的绕线筒206替换为空绕线筒，所述空绕线筒随后可以卷绕有更多的波纹聚乳酸网204。重复该过程以便制造卷绕有波纹聚乳酸网204的绕线筒206。

图3显示完全卷绕有波纹聚乳酸网204的绕线筒206。此类绕线筒206用于直接馈送制条机，从而避免了在制条机的紧邻上游需要附加的网卷曲步骤。

图4显示图2的实施方案的波纹形成辊203的横截面图。显示了第一成形辊和第二成形辊203，所述辊中的每一者在波纹区124中跨其宽度1201为波纹状。在此实例中，波纹区124围绕每个辊的整个周界延伸并且沿着每个辊的大体上整个宽度1201延伸。替代地，辊中的一个或两个可以围绕其周界的仅一部分或沿着其长度的仅一部分跨其宽度为波纹状，或围绕其周界的仅一部分并且沿着其长度的仅一部分跨其宽度为波纹状。第一辊和第二辊203布置成使得其轴线基本平行并且使得其波纹基本交错。可以控制第一辊和第二辊203的轴线之间的距离1202，以控制第一辊和第二辊203的波纹之间的间隙，并且因此控制施加到穿过辊组203之间的聚乳酸网的卷曲波纹的幅度。

图5显示通过带有旋转轴线230的波纹成形辊203的示意性横截面图。辊203的周向表面设置有锯齿形波纹轮廓220，此处以放大的比例显示。锯齿形轮廓220具有尖的峰和谷。

图6显示通过带有旋转轴线230的可选波纹成形辊203的示意性横截面图。辊203的周向表面设置有起伏波纹轮廓221，此处以放大的比例显示。锯齿形轮廓221具有弯曲的峰和谷。

波纹轮廓220、221可以具有基本恒定节距或恒定振幅，或基本恒定节距和恒定振幅。替代地，波纹轮廓220、221可以具有不同节距或不同振幅，或不同节距和不同振幅。这些不同节距或振幅可以周期性地或非周期性地变化。

图7以示意性形式显示本公开的第二实施方案。通过将粒料加热到聚乳酸的至少熔点温度(约173至178摄氏度)形成熔融聚乳酸粒料池200。这可以以本领域已知的方式在加热罐中完成。熔融聚乳酸直接在关于第一实施方案论述的类型中的一对波纹辊203之间通过。这导致在不需要一对平滑辊201的情况下直接形成波纹聚乳酸网204。

图8以示意性形式显示本公开的第三实施方案。通过将粒料加热到聚乳酸的至少熔点温度(约173至178摄氏度)形成熔融聚乳酸粒料池200。这可以以本领域已知的方式在加热罐中完成。熔融聚乳酸直接在一对平滑辊201之间通过，以形成大致平坦的聚乳酸网202，这在本领域中也是已知的。大致平坦的聚乳酸网202在仍处于升高的温度时，然后在第一对成形辊203之间通过。成形辊203各自具有沿着其表面的基本平行的周向波纹，并且一个成形辊203的波纹优选地与另一个成形辊203的波纹交错。成形辊203在聚乳酸网202处于升高的温度时赋予其第一对应的波纹轮廓，并且因此仍然柔软且相对有延展性，从而形成波纹聚乳酸网204。柔软且有延展性的波纹聚乳酸网204然后在第二对成形辊210之间通过，然后在第三对成形辊211之间通过。成形辊210具有比成形辊203更小的波纹节距，并且成形辊211具有比成形辊210更小的波纹节距。以此方式，在聚乳酸网204在第二对成形辊210和第三对成形辊211之间通过时，将逐渐更小的波纹节距图案施加到该聚乳酸网，如图8中示意性地指示。

图9和图10以示意性形式显示本公开的第四实施方案。通过将粒料加热到聚乳酸的至少熔点温度(约173至178摄氏度)形成熔融聚乳酸粒料池200。这可以以本领域已知的方式在加热罐中完成。然后，将熔融聚乳酸强制通过挤出罐220，该挤出罐具有带有挤出孔221的挤出模具230。如图10中所显示，挤出孔221具有对应于挤出的波纹聚乳酸网204的期望波纹图案的波纹图案。尽管此处显示锯齿形波纹轮廓，但可以实施其他波纹轮廓，诸如起伏轮廓。

图11显示具有带有尖的峰和谷的锯齿形轮廓的波纹聚乳酸网204的横截面。通过成形辊203或挤出孔221中的波纹的适当构造，有可能向包括节距240、峰角241、谷角242和振幅243的波纹轮廓的各种参数赋予期望值。如前所述，虽然节距240、峰角241、谷角242和振幅243的这些参数中的任何、一些或全部可以是恒定的，但是值中的每一者还可以跨材料的宽度周期性地或随机地变化。这些参数中的一些或全部的这种变化可以避免在聚集条内嵌套谷。

图12显示具有带有圆形峰和谷的起伏轮廓的波纹聚乳酸网204的横截面。通过成形辊203或挤出孔221中的波纹的适当构造，有可能向包括节距240、峰曲率244、谷曲率245和振幅243的波纹轮廓的各种参数赋予期望值。

在本说明书的具体实施方式和权利要求书通篇中，词语“包括”和“包含”及其变型形式意味着“包括但不限于”，并且不旨在(而且不)排除其他的部分、添加物、部件、整体或步骤。在本说明书的具体实施方式和权利要求书通篇中，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词的地方，说明书应被理解为考虑复数以及单数，除非上下文另有要求。

结合本发明的特定方面、实施方案或实施方案描述的特征部、整体、特性、化合物、化学部分或基团应理解为适用于本文所述的任何其他方面、实施方案或实施方案，除非与其不相容。在本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征部和如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合进行组合，除了其中至少一些这样的特征部或步骤(或特征和步骤)相互排斥的组合。本发明不限于任何前述实施方案的细节。本发明延及本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的任何新颖特征部中的一个或任何新颖特征部的组合，或者延及如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖特征部中的一个或任何新颖特征部的组合。

读者的注意力指向与本说明书同时或在本说明书之前提交的、与本申请有关并且向公众开放的所有论文和文档，并且所有此类论文和文档的内容均以引用的方式并入本文。

Claims (19)

1.一种制造用于气溶胶生成制品的波纹聚合物材料网的方法，所述方法包括以下步骤：

加热聚合物材料粒料以形成聚合物材料熔体；

由所述聚合物材料熔体形成聚合物材料网，并且在升高的温度下加工所述聚合物材料网以形成波纹聚合物材料网；以及

将所述波纹聚合物材料网卷绕到绕线筒上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中加工所述聚合物材料网包括使所述聚合物材料网在至少两个卷曲辊之间通过以形成所述波纹聚合物材料网。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物材料熔体首先在至少两个平滑辊之间通过以形成所述聚合物材料网，并且其中所述聚合物材料网随后在所述升高的温度下在至少两个卷曲辊之间通过。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述聚合物材料网在多组卷曲辊之间通过。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物材料熔体首先在至少两个平滑辊之间通过以形成所述聚合物材料网，并且其中所述聚合物材料网随后在成形构件上方或之间通过，所述成形构件被构造成在所述升高的温度下向所述聚合物材料纤维网赋予波纹。

6.根据权利要求1所述的方法，其中由所述聚合物材料熔体形成聚合物材料网并且加工所述聚合物材料网包括通过具有波纹轮廓的挤出模具挤出所述聚合物材料熔体，以形成所述波纹聚合物材料网。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述波纹聚合物材料网在成形构件上方或之间通过，所述成形构件被构造成在所述升高的温度下向所述波纹聚合物材料网赋予更多的波纹。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述升高的温度是高于比所述聚合物材料的玻璃化转变温度低20摄氏度的温度的温度，任选地是高于比所述聚合物材料的所述玻璃化转变温度低10摄氏度的温度的温度，任选地是高于比所述聚合物材料的所述玻璃化转变温度低5摄氏度的温度的温度，或任选地是不低于所述聚合物材料的所述玻璃化转变温度的温度的温度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述波纹聚合物材料网具有带有尖的峰和谷的锯齿形波纹轮廓。

10.根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述波纹聚合物材料网具有带有弯曲的峰和谷的起伏波纹轮廓。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物材料是聚乳酸。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述聚合物材料选自由以下组成的组：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和乙酸纤维素。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述聚合物材料具有在40摄氏度至85摄氏度范围内的玻璃化转变温度，以及在123摄氏度至228摄氏度范围内的熔点。

14.一种绕线筒，所述绕线筒包括通过根据权利要求1至13中任一项所述的方法形成的波纹聚合物材料网，所述波纹聚合物材料网卷绕到主轴上。

15.一种形成条形制品的方法，所述方法包括通过漏斗将波纹聚合物材料网聚集成大致圆柱形的束，将所述束包裹在包裹物中以形成包裹束，以及将所述包裹束切割成条形长度，其特征在于在聚集之前将所述波纹聚合物材料网从绕线筒解绕。

16.根据权利要求15所述的方法，其中波纹聚合物材料网的所述绕线筒通过根据权利要求1至13中任一项所述的方法制造。

17.一种气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括通过根据权利要求15或16所述的方法制造的条形制品。

18.一种用于形成波纹聚合物材料网的设备，所述设备包括：

容器，所述容器用于加热聚合物材料粒料以形成聚合物材料熔体；

辊或挤出器，所述辊或挤出器用于加工所述聚合物材料熔体以形成波纹聚合物材料网；以及

卷绕机，所述卷绕机用于将所述波纹聚合物材料网卷绕到绕线筒上。

19.一种制条设备，所述制条设备包括：漏斗，所述漏斗将波纹聚合物材料网聚集成大致圆柱形的束；包裹物，所述包裹物包裹所述束以形成包裹束；以及切割器，所述切割器将所述包裹束切割成条形长度，其特征在于所述波纹聚合物材料网从卷绕有所述波纹聚合物材料网的绕线筒聚集。

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