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CN113712253B - 一种内芯悬空滤棒及其制备装置与方法 - Google Patents

一种内芯悬空滤棒及其制备装置与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内芯悬空滤棒及制备装置与方法，属于烟草制品领域。本发明制备装置包括第一纤维丝束开松装置、第二纤维丝束开松装置、内芯蒸汽固化装置和外芯蒸汽固化装置，所述第一纤维丝束开松装置将第一纤维输入内芯蒸汽固化装置形成内芯，所述第二纤维丝束开松装置将第二纤维输入外芯蒸汽固化装置形成外芯，其特征在于：还包括内芯定位装置，所述内芯定位装置设有中空的内芯管，所述内芯通过内芯管进入外芯蒸汽固化装置，当内芯管在外芯蒸汽固化装置内往复进入和退出时，所述外芯和内芯之间形成间隔的中空区。本发明的滤棒烟气更加均匀柔和，提升了卷烟品质，其制备装置结构简单，成本较低，制备方法简便易行，能够满足大批量生产的要求。

Description

一种内芯悬空滤棒及其制备装置与方法
技术领域
本发明属于烟草制品领域，具体涉及一种内芯悬空滤棒及其制备装置与方法。
背景技术
目前，随着烟草行业的不断发展，烟民对其认知的增多，减害降焦的要求和个性化新颖化的需求也越来越高。就香烟所使用的滤棒而言，空芯滤棒具备很好的新颖性，同轴芯滤棒具备烟气分级过滤的功能。但空芯滤棒自身不具有过滤特点，一般需要复合使用，同时空芯滤棒一般存在“空腔效应”，烟气柔和感较低。而同轴芯滤棒的内芯和外芯通常紧密包裹，主流烟气未充分混合，烟气感官存在不一致现象。在制备方法上，同轴芯滤棒的硬质内芯或异型内芯多以小固件形式添加，生产成本高、效率低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种内芯悬空滤棒及其制备装置与方法，滤棒在实现新颖的外观特性的同时具有烟气分级过滤和混合的性能。其制备装置结构简单，制备方法方便易行，生产成本低廉，产品质量稳定可靠。
具体地说，本发明的内芯悬空滤棒，包括外芯1和内芯2，所述滤棒内在外芯1与内芯2之间间隔设有中空区3，而在未设有中空区3处外芯1与内芯2融合。
本发明还公开了上述滤棒的制备装置，包括第一纤维丝束开松装置、第二纤维丝束开松装置、内芯蒸汽固化装置和外芯蒸汽固化装置，所述第一纤维丝束开松装置将第一纤维输入内芯蒸汽固化装置形成内芯，所述第二纤维丝束开松装置将第二纤维输入外芯蒸汽固化装置形成外芯，还包括内芯定位装置8，所述内芯定位装置8设有中空的内芯管，所述内芯通过内芯管进入外芯蒸汽固化装置，当内芯管在外芯蒸汽固化装置内往复进入和退出时，所述外芯和内芯之间形成间隔的中空区。
进一步而言，所述内芯定位装置8前部设有文丘里管9、后部为中空的内芯管，所述内芯由文丘里管9进入内芯管。
进一步而言，所述文丘里管9通过气管与正压气相连。
进一步而言，所述内芯蒸汽固化装置包括第一道捕丝器12、内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10，所述第一纤维进入到第一道捕丝器12后，再进入到内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10分别固化和冷却。
进一步而言，所述外芯蒸汽固化装置包括第二道捕丝器7和外芯成型装置，所述第二纤维进入到第二道捕丝器7，再进入到外芯成型装置内形成外芯。
进一步而言，所述外芯成型装置包括外芯冷却段5和外芯蒸汽固化段6，所述外芯冷却段5之后设有烟枪。
进一步而言，所述外芯成型装置包括冷却烟枪段13和蒸汽烟枪段14。
本发明还公开了上述滤棒的制备方法：将第一纤维经开松、塑化剂施加后进入内芯蒸汽固化装置，经固化和冷却后形成内芯，内芯经内芯定位装置的内芯管中进入外芯蒸汽固化装置；第二纤维经开松、塑化剂施加后也进入外芯蒸汽固化装置形成外芯；内芯定位装置的内芯管在外芯蒸汽固化装置内往复进入和退出，使得外芯和内芯之间形成间隔的中空区；将形成间隔中空区的内外芯冷却后得到成品滤条，成品滤条经分切得到内芯悬空滤棒。
进一步而言，所述第一纤维和第二纤维使用丝束时，单旦范围为5.0-12den，总旦范围为10000-58000den。
本发明的有益效果如下：本发明的内芯悬空滤棒解决了空芯滤棒的“空腔效应”和同轴芯烟气不均匀问题，烟气更加均匀柔和，感官质量得到优化，从而提升卷烟品质。制备装置结构简单，成本较低，制备方法简便易行，能够满足大批量生产的要求。可设计不同的内芯蒸汽固化装置的形状、内芯定位装置的内芯管的外形，从而形成不同的中空、内芯形状，对比普通同轴芯滤棒、空芯滤棒更具备个性化新颖化形式，提升卷烟品牌形象。可根据需要使用不同单旦、总旦的纤维材料，设备单独开松成型，满足内外芯不同截留需要。
附图说明
图1是本发明滤棒的轴向剖面示意图。
图2是本发明滤棒接装成的烟支的轴向剖面示意图。
图3是本发明滤棒成型方式一示意图。
图4是本发明滤棒成型方式二示意图。
附图中标记分述如下：1、外芯；2、内芯；3、中空区；4、烟草段；5、外芯冷却段；6、外芯蒸汽固化段；7、第二道捕丝器；8、内芯定位装置；9、文丘里管；10、内芯冷却段；11、内芯蒸汽固化段；12、第一道捕丝器；13、冷却烟枪段；14、蒸汽烟枪段。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。
本发明的一个实施例，目的是制备一种内芯悬空滤棒。如图1所示，该内芯悬空滤棒，包括外芯1、内芯2和中空区3，所述中空区3间隔地设置在滤棒中外芯1和内芯2之间，在没有设置中空区3的部分则外芯1与内芯2融合。对滤棒等段分切成的滤嘴接装成的烟支如图2所示，其中滤嘴近烟段连接烟支的烟草段4，近烟段外芯1紧密包裹内芯2实现烟气的分级过滤，近唇段内芯2保持悬空同轴状态。从滤嘴的近唇段看过去，滤嘴具有新颖的外观，烟气从近烟段通过后可以中空区3汇聚，充分混合后进入吸烟者的口腔。
上述内芯悬空滤棒的制备装置，包括第一纤维丝束开松装置、第二纤维丝束开松装置、内芯蒸汽固化装置、外芯蒸汽固化装置以及内芯定位装置8，所述内芯蒸汽固化装置包括第一道捕丝器12、内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10，所述外芯蒸汽固化装置包括第二道捕丝器7和外芯成型装置，所述内芯定位装置8前部设有文丘里管9、后部为中空的内芯管，内芯定位装置8在内芯蒸汽固化装置和外芯蒸汽固化装置之间反复运动，当内芯定位装置8向外芯蒸汽固化装置运动时，内芯定位装置8后部的内芯管会进入外芯蒸汽固化装置的外芯成型装置内，当内芯定位装置8离开外芯蒸汽固化装置时，内芯定位装置8后部的内芯管会从外芯蒸汽固化装置的外芯成型装置内退出。
第一纤维丝束开松装置和第二纤维丝束开松装置均为现有设备，其构成参见图3、4，均包括第一道气开松S1、第二道气开松S2、第三道气开松S3、预拉辊PT、输出辊V1、开松辊V2及输入辊V3。第一纤维丝束开松装置对第一纤维经进行开松及塑化剂施加，第一纤维经进行开松及塑化剂施加后进入到内芯蒸汽固化装置的第一道捕丝器12，再进入到内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10分别固化和冷却形成内芯滤条；内芯滤条经内芯定位装置8前部的文丘里管9进入内芯定位装置8后部的内芯管，再从内芯管进入外芯蒸汽固化装置的外芯成型装置内。第二纤维丝束开松装置对第二纤维经进行开松及塑化剂施加，第二纤维经进行开松及塑化剂施加后进入到外芯蒸汽固化装置的第二道捕丝器7，再进入到外芯成型装置内形成外芯，其中当内芯定位装置8后部的内芯管进入到外芯成型装置内时，所述外芯在内芯管外形成从而在外芯与内芯管内的内芯滤条段之间形成中空区，当内芯定位装置8后部的内芯管从外芯成型装置内退出后，所述外芯与从内芯管进入外芯成型装置内的内芯滤条段融合。
第一纤维和第二纤维可以是同型号纤维或者不同型号的纤维，使得成型后的内芯和外芯具有相同或不同的性能。内外芯纤维使用丝束时，单旦范围可为5.0-12den，总旦范围可为10000-58000den。为保持内外芯硬度，塑化剂一般使用三乙酸甘油酯，施加量为滤棒重量的12％-20％。
内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10的截面可根据需要进行设计，实现内芯的不同截面形状，增加烟支端面的结构新颖性。内芯定位装置8后部的内芯管的内孔形状与滤棒内芯的外形相仿、尺寸大于内芯滤条尺寸，内芯管的外形则决定了滤棒中空区的外周形状。内芯冷却段10使用的冷气沿内芯滤条行进方向气吹冷却，温度范围可为≤6℃，压力范围可为0.15±0.03MPa。
文丘里管9通过气管与正压气相连，从而在入口处形成负压主动捕捉内芯滤条，管内正压气可以推进内芯滤条向前行进，减少与管壁摩擦。正压气为低温气体，能够加速内芯固化，保护内芯滤条在外芯蒸汽固化装置内不发生熔融变形，环流气体也增加内芯的居中稳定性。优选的，文丘里管正压气压力可为0.10±0.02MPa，温度范围在8-12℃之间。
由以上公开的内容可知，上述装备的关键在于通过内芯定位装置8的往复运动来形成中空区，即内芯定位装置8的内芯管进入外芯成型装置内时，内外芯之间开始形成中空区，内芯管进入外芯成型装置内的时间越长，形成的中空区越长；当内芯管开始离开外芯成型装置时，中空区逐渐消失；当内芯管完全离开外芯成型装置、位于外芯成型装置外部时，内外芯之间开始形成内外芯融合段，内芯得到固定。
如图3所示，上述外芯成型装置包括外芯冷却段5和外芯蒸汽固化段6，所述外芯蒸汽固化段6与第二道捕丝器7连接，内芯管往复进入外芯蒸汽固化段6内在内外芯中形成间隔的中空区，内外芯在外芯蒸汽固化段6混合后经外芯冷却段5冷却形成成品滤条。外芯冷却段5之后设有烟枪，成品滤条由烟枪布带牵引进入后续分切设备。在后续对成品滤条分切后即得到一段段含有间隔中空区的内芯悬空滤棒，每段内芯悬空滤棒可再分切成一个个内芯悬空滤嘴以接装烟支。外芯冷却段5使用的冷气沿成品滤条行进方向气吹冷却，温度范围可为≤8℃, 压力范围可为0.15±0.03MPa。
如图4所示，上述外芯成型装置还可以有另一种实现方式，即直接由冷却烟枪段13和蒸汽烟枪段14组成，所述蒸汽烟枪段14与第二道捕丝器7连接，内芯管往复进入蒸汽烟枪段14内在内外芯之间形成间隔的中空区，内外芯在蒸汽烟枪段14混合后经冷却烟枪段13冷却形成成品滤条。成品滤条直接由冷却烟枪段13牵引进入后续分切设备。在后续对成品滤条分切后即得到一段段含有间隔中空区的内芯悬空滤棒，每段内芯悬空滤棒可再分切成一个个内芯悬空滤嘴以接装烟支。冷却烟枪段13使用的冷气沿成品滤条行进方向气吹冷却，温度范围可为≤8℃, 压力范围可为0.20±0.03MPa。
因此，与图3的制备装置相对应的内芯悬空滤棒制备方法是：第一纤维经第一纤维丝束开松装置进行开松、塑化剂施加后进入第一道捕丝器12，经内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10后形成内芯滤条，内芯滤条经文丘里管9在往复运动的内芯管中进入外芯蒸汽固化段6；此时第二纤维经第二纤维丝束开松装置进行开松、塑化剂施加后进入第二道捕丝器7，再进入外芯蒸汽固化段6；在往复运动的内芯管的作用下，内外芯之间形成间隔的中空区；内外芯在外芯蒸汽固化段6混合后经外芯冷却段5冷却形成成品滤条，成品滤条由烟枪牵引，经刀头分切为内芯悬空滤棒。
与图4的制备装置相对应的内芯悬空滤棒制备方法是：第一纤维经第一纤维丝束开松装置进行开松、塑化剂施加后进入第一道捕丝器12，经内芯蒸汽固化段11和内芯冷却段10后形成内芯滤条，内芯滤条经文丘里管9在往复运动的内芯管中进入蒸汽烟枪段14；此时第二纤维经第二纤维丝束开松装置进行开松、塑化剂施加后进入第二道捕丝器7，再进入蒸汽烟枪段14；在往复运动的内芯管的作用下，内外芯之间形成间隔的中空区；内外芯在蒸汽烟枪段14混合后经冷却烟枪段13冷却形成成品滤条，成品滤条直接由冷却烟枪段13牵引，经刀头分切为内芯悬空滤棒。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。实施例中的上下左右等用语仅用来表示相对关系。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (9)

1.一种内芯悬空滤棒的制备装置，用于制备一种内芯悬空滤棒，其特征在于，所述内芯悬空滤棒包括外芯(1)和内芯(2)，所述滤棒内在外芯(1)与内芯(2)之间间隔设有中空区(3)，而在未设有中空区(3)处外芯(1)与内芯(2)融合；
所述内芯悬空滤棒的制备装置包括第一纤维丝束开松装置、第二纤维丝束开松装置、内芯蒸汽固化装置和外芯蒸汽固化装置，所述第一纤维丝束开松装置将第一纤维输入内芯蒸汽固化装置形成内芯，所述第二纤维丝束开松装置将第二纤维输入外芯蒸汽固化装置形成外芯，其特征在于：还包括内芯定位装置(8)，所述内芯定位装置(8)设有中空的内芯管，所述内芯通过内芯管进入外芯蒸汽固化装置，当内芯管在外芯蒸汽固化装置内往复进入和退出时，所述外芯和内芯之间形成间隔的中空区。
2.根据权利要求1所述的内芯悬空滤棒的制备装置，其特征在于，所述内芯定位装置(8)前部设有文丘里管(9)、后部为中空的内芯管，所述内芯由文丘里管(9)进入内芯管。
3.根据权利要求2所述的内芯悬空滤棒的制备装置，其特征在于，所述文丘里管(9)通过气管与正压气相连。
4.根据权利要求1所述的内芯悬空滤棒的制备装置，其特征在于，所述内芯蒸汽固化装置包括第一道捕丝器(12)、内芯蒸汽固化段(11)和内芯冷却段(10)，所述第一纤维进入到第一道捕丝器(12)后，再进入到内芯蒸汽固化段(11)和内芯冷却段(10)分别固化和冷却。
5.根据权利要求1所述的内芯悬空滤棒的制备装置，其特征在于，所述外芯蒸汽固化装置包括第二道捕丝器(7)和外芯成型装置，所述第二纤维进入到第二道捕丝器(7)，再进入到外芯成型装置内形成外芯。
6.根据权利要求5所述的内芯悬空滤棒的制备装置，其特征在于，所述外芯成型装置包括外芯冷却段(5)和外芯蒸汽固化段(6)，所述外芯冷却段(5)之后设有烟枪。
7.根据权利要求5所述的内芯悬空滤棒的制备装置，其特征在于，所述外芯成型装置包括冷却烟枪段(13)和蒸汽烟枪段(14)。
8.一种内芯悬空滤棒的制备方法，其特征在于：将第一纤维经开松、塑化剂施加后进入内芯蒸汽固化装置，经固化和冷却后形成内芯，内芯经内芯定位装置的内芯管中进入外芯蒸汽固化装置；第二纤维经开松、塑化剂施加后也进入外芯蒸汽固化装置形成外芯；内芯定位装置的内芯管在外芯蒸汽固化装置内往复进入和退出，使得外芯和内芯之间形成间隔的中空区；将形成间隔中空区的内外芯冷却后得到成品滤条，成品滤条经分切得到内芯悬空滤棒。
9.根据权利要求8所述的内芯悬空滤棒的制备方法，其特征在于，所述第一纤维和第二纤维使用丝束时，单旦范围为5.0-12den，总旦范围为10000-58000den。
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