專利名稱：吸煙制品桿制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸煙制品桿的制造，更具體地說涉及從一種薄片狀材料薄幅(web)制成吸煙制品的桿的裝置。
1985年末批準(zhǔn)或登記了為數(shù)不少的外國專利。這些專利揭示了新穎的吸煙制品使用時(shí)具有抽香煙的益處和優(yōu)點(diǎn)但不能釋放出適量的不完全燃燒或熱解產(chǎn)物。最早的此類專利要算1985年9月13日公開的第13985/3890號(hào)Liberian專利。該專利后來在歐洲專利申請(qǐng)中公開，公開號(hào)為174，645，
公開日為1986年3月19日。
上述第174，645號(hào)歐洲專利公開物以及第212，234號(hào)歐洲專利公開物中描述的香煙型吸煙制品含有一種可燃燒的燃料元件和一與燃料元件分開的煙霧產(chǎn)生裝置。所述燃料元件的燃燒為所述的煙霧產(chǎn)生裝置提供產(chǎn)生煙霧的熱量。有一煙嘴部件將所產(chǎn)生的煙霧送至吸用者的嘴處。這種煙嘴件以及其它用于此獨(dú)特的香煙的部件需要改進(jìn)是十分明顯的。這樣類型的煙嘴件和部件在1987年8月25日遞交的伯恩斯等人(Barnesetal)的第089，692號(hào)美國專利中已有所描述，在此援引以供參閱。
人們十分希望提供一種有效和高效率地加工制造用于制造吸煙制品的桿的裝置，特別是用于前面所述的第174，645和212，234號(hào)歐洲申請(qǐng)公開物中所描述的香煙型吸煙制品的桿。
本發(fā)明涉及一種用于制造吸煙制品桿的裝置。該裝置包含(ⅰ)用于提供一種片狀材料薄幅的裝置，(ⅱ)用于將所述片狀材料薄幅打褶并從打褶的薄幅提供一種桿狀混合物的裝置，(ⅲ)接受桿狀混合物并且用包裝材料包繞桿狀混合物從而形成一連續(xù)桿的裝置。所述裝置也包含將所述連續(xù)桿切成多根預(yù)定長(zhǎng)度的桿的裝置。
所述的用于將片狀材料薄幅打褶并從中提供桿狀混合物的裝置可稱之為“片狀材料薄幅預(yù)成形裝置”。所述片狀材料薄幅預(yù)成形裝置最好包含一個(gè)截頭圓錐管和置于該管內(nèi)的一截頭圓錐構(gòu)件。所述內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件與截頭圓錐管同心并同軸放置。這就在所述截頭圓錐構(gòu)件外表面和截頭圓錐管內(nèi)表面之間形成了一個(gè)環(huán)形區(qū)域(或環(huán)形空間)。
所述的片狀材料薄幅預(yù)成形裝置提供了使片狀材料薄幅產(chǎn)生許多其形狀和大小受到一定控制的褶的方式或方法。具體地說，所述片狀材料被饋入前述的環(huán)形區(qū)域，且具有沿所述內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件徑向部分包繞的傾向。于是所述片狀材料薄幅在截頭圓錐構(gòu)件的周界縮小處形成出現(xiàn)皺褶。所述截頭圓錐管子和內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件之間的徑向間隔(即環(huán)形區(qū)域的寬度)可以有所不同，可根據(jù)諸如片狀材料薄幅特性等因素加以選擇。環(huán)形區(qū)域?qū)挾鹊倪x擇為薄幅所需的打褶的圖形提供了控制。在預(yù)成形裝置出口端具有最大的皺褶并填滿環(huán)形區(qū)域是需要的，而打褶后的片狀材料薄幅可以從預(yù)成形裝置順利通過也同樣需要。具有桿的形狀的打褶片狀材料薄幅隨即直接進(jìn)入一桿制作單元或其它類似的裝置，從而用打褶的或預(yù)成形的薄片狀材料薄幅制成桿。
這里所用的“截頭圓錐”一詞是指具有大體成截頭體幾何形狀的物體。而“截頭體”一詞是指圓錐頂被一大致與其基底平行的平面切去的圓錐所成的幾何形狀。這里所用的“圓錐”一詞是指一直角三角形沿直角邊旋轉(zhuǎn)所形成的幾何外形。一個(gè)圓錐具有一尖端或頂，和一平的底面。
這里的僅用于本發(fā)明的“打褶”一詞是指片狀材料薄幅本身連續(xù)折疊。打褶的材料從端頭向前看時(shí)具有波紋、折疊或皺折的外形;并彎曲卷繞到從端頭向前看時(shí)材料呈現(xiàn)折疊或換言之呈收攏的程度。
這里的“片狀”一詞，意指材料在外形或形狀上其寬度和長(zhǎng)度大大地超過其厚度?！氨》?web)一詞意指片狀材料在外形或形狀上其縱向伸展的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其寬度。片狀材料的薄幅最好以卷筒的形式提供。
本發(fā)明的裝置用以制造煙嘴件的桿，與前述的歐洲專利公開物第174，645和212，234號(hào)所描述的獨(dú)特香煙型吸煙制品一起使用。具體地說，呈桿狀的打褶的非編織熱塑性混合物可以起散熱片的作用，冷卻煙霧流，因而降低了熱點(diǎn)。所述的散熱作用是由于把煙霧流擴(kuò)散在大面積上而產(chǎn)生的，最好煙霧流基本分布在整個(gè)煙嘴件表面區(qū)域。煙霧流擴(kuò)散在大表面區(qū)域上，煙霧在煙嘴內(nèi)留滯的時(shí)間增大從而降低了煙霧溫度。此外，不同于傳統(tǒng)的煙嘴件常常除去相當(dāng)大量的各種成份諸如煙草煙的煙霧等，利用打褶的非編織片狀材料薄幅熱塑性材料作為煙嘴件的吸煙制品可以使溫度降低而又不減少煙霧成份。例如，用于前述那些獨(dú)特香煙型吸煙制品時(shí)可以不減少諸如甘油、香味等成分。換句話說，這種材料的過濾器效率可大大低于諸如用醋酸纖維束之類的傳統(tǒng)的香煙過濾器材料。這樣，本發(fā)明的裝置可加工制造桿，而這樣的桿可用來提供多種吸煙制品中的低過濾的過濾器元件。


圖1為一種桿制作裝置的示意圖，它含有提供片狀材料薄幅的材料源，用以提供具有一定張力的片狀材料的展開裝置，所述的片狀材料薄幅預(yù)成形裝置以及所述的桿形成單元;
圖2為圖1所示桿形成單元中的所述片狀材料薄幅展開裝置的內(nèi)部部件的示意圖;
圖3至圖7為本發(fā)明各種實(shí)施例中所述片狀材料薄幅預(yù)成形裝置，以及所述桿形成單元的部分舌狀物的附件的局部剖視、放大圖;
圖8至圖10為用本發(fā)明裝置制成的桿的端視、放大圖。
參照?qǐng)D1，桿制作裝置10包含一桿制作單元13，一用來饋給或換言之提供片狀材料薄幅19的展開部件16，以及一片狀材料薄幅預(yù)成形裝置22。所述桿制作單元13可以各種各樣而最好用普通制造香煙過濾桿的裝置。例如，一種可從市場(chǎng)上買到的典型的桿制造單元漢尼·KDF2，它是西德漢堡的漢尼-溫克·荷伯公司制造的。桿制造單元的操作方法是熟練的技工所熟知的。
用來提供片狀材料薄幅19的所述展開部件16含有一支承薄條卷筒31的可旋轉(zhuǎn)的心軸28。所述心軸28包含用以嚙合所述薄幅卷筒內(nèi)部空心的一夾盤或諸如此類的其它裝置。典型的夾盤在第3，792，868號(hào)美國專利中有所描述。所述片狀材料薄幅19自薄幅卷筒31繞過固定導(dǎo)向滾筒35和浮動(dòng)滾筒(張力調(diào)節(jié)輥)38連續(xù)不斷地饋給。所述浮動(dòng)滾筒由一可動(dòng)臂42加以支承，從而形成一浮動(dòng)部件，這樣薄幅19可從卷筒31提供，同時(shí)獲得一比較恒定的受控張力的薄幅。所述薄幅自所述浮動(dòng)滾筒38繞過固定的導(dǎo)向滾筒45，繞過另一個(gè)固定導(dǎo)向滾筒49，并到達(dá)另一導(dǎo)向滾筒52之上。導(dǎo)向滾筒52用一個(gè)可調(diào)節(jié)的導(dǎo)向滾筒是比較方便的。所述片狀材料薄幅19隨即進(jìn)入所述的預(yù)成形裝置22。所述心軸28，浮動(dòng)滾筒38以及導(dǎo)向滾筒35、45、49、52的組合提供一對(duì)片狀材料薄幅的控制裝置，用以使薄幅具有可控制的張力。浮動(dòng)滾筒和導(dǎo)向滾筒也可以用其它結(jié)構(gòu)，這對(duì)熟練的技工來說是不言而喻的。
心軸28可使所述的薄幅卷筒31沿箭頭56所示方向旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)由皮帶58(以虛線表示)的運(yùn)動(dòng)提供，皮帶58位于支撐它的驅(qū)動(dòng)臂60上。齒輪64的旋轉(zhuǎn)使皮帶58沿圖示的箭頭62方向運(yùn)動(dòng)。齒輪64以一個(gè)與所述桿制造部件驅(qū)動(dòng)裝置的速率同步的速率被驅(qū)動(dòng)。
一個(gè)典型的展卷部件16可以安裝兩個(gè)薄幅卷筒，以便當(dāng)一薄幅卷筒用完后另一卷筒可以接替上去從而盡量縮短停機(jī)時(shí)間。所述展卷部件16含有用以支承一第二薄幅卷筒(未圖示)的心軸65。所述的展卷部件同樣也含有浮動(dòng)滾筒66，可動(dòng)臂67(合起來形成一浮動(dòng)部件)以及導(dǎo)向滾筒68、69，它們分別相對(duì)應(yīng)于前述的浮動(dòng)滾筒38、可動(dòng)臂42和導(dǎo)向滾筒35以及45。所述展卷部件也含由驅(qū)動(dòng)臂71支承的皮帶70(虛線表示)，和齒輪72，它們分別與皮帶58，驅(qū)動(dòng)臂60和齒輪64相對(duì)應(yīng)。
參看圖2，展卷部件16包含一馬達(dá)76，它的操作受來自一傳感器(未圖示)的信號(hào)控制，該傳感器檢測(cè)桿制造部件(未圖示)驅(qū)動(dòng)軸工作的速率。馬達(dá)76的工作也受控于一第二傳感器(未圖示)的信號(hào)，該傳感器檢測(cè)所述浮動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)由離開薄幅卷筒的薄幅的張力所產(chǎn)生。所述馬達(dá)76既驅(qū)動(dòng)軸78也驅(qū)動(dòng)軸80。舉例來說，馬達(dá)76帶動(dòng)皮帶輪81，該皮帶輪帶動(dòng)皮帶82，皮帶82帶動(dòng)皮帶輪83。所述皮帶輪83帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸78和80。所述驅(qū)動(dòng)軸78和80與皮帶輪83的連接分別通過萬向節(jié)頭85和86加以實(shí)現(xiàn)。所述驅(qū)動(dòng)軸78和80的另一端分別通過萬向節(jié)頭91和92與直角齒輪箱88和89相連。所述直角齒輪箱88和89分別通過皮帶94和95帶動(dòng)齒輪64和72。每個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪64和72各自配有離合和制動(dòng)部件96和97。分別始于齒輪64和72的連接臂99和100各自肫 02和103連接。所述氣筒102和103分別為驅(qū)動(dòng)臂60和71(圖1所示)的運(yùn)動(dòng)提供一驅(qū)動(dòng)力。所述氣筒102和103也易于驅(qū)動(dòng)臂60和71(圖1所示)回縮以利于裝上薄幅卷筒。
用于控制薄幅相對(duì)于所述桿制造部件的工作速率的方法還可以有很多種，這對(duì)熟練技工而言也是顯而易見的。
參看圖3至圖6，片狀材料薄幅預(yù)成形裝置22含有一外截頭錐形管130(圖中所示是它的截面圖)以及一內(nèi)截頭錐形構(gòu)件133。管130和構(gòu)件133彼此同軸設(shè)置，從而在內(nèi)部的構(gòu)件133之外側(cè)區(qū)域與外部管130之內(nèi)側(cè)區(qū)域之間形成一環(huán)形空間136。
如圖3所示，管130和構(gòu)件133形狀相似，致使所述環(huán)形空間136的寬度W沿所述薄幅預(yù)成形裝置的縱向長(zhǎng)度上基本保持不變?！跋嗨啤币辉~是指所述管130的截頭錐形的形狀除了尺寸大小以外基本上與構(gòu)件133是相同的。
如圖4所示，管130的外形相對(duì)于構(gòu)件133收斂，致使環(huán)形區(qū)域136的寬度W沿所述薄幅預(yù)成形裝置的縱向長(zhǎng)度逐漸減小。
如圖5所示，管130的外形相對(duì)于構(gòu)件133岔開，致使環(huán)形區(qū)域136的寬度W沿所述薄幅預(yù)形成裝置的縱向長(zhǎng)度逐漸地增大。
如圖6所示，所述的內(nèi)構(gòu)件133具有一穿過它縱向延伸的、周界較小的管137。這樣，具有線狀、條狀、桿狀或管狀的材料可導(dǎo)入打褶的薄幅或桿狀混合物中。另外，所述內(nèi)構(gòu)件的窄端部可具有一組小的開口138或其它可以使氣流通過的裝置，從而減少在通過所述片狀材料薄幅預(yù)成形裝置時(shí)內(nèi)構(gòu)件133和所述薄幅之間的摩擦接觸。如果需要的話，外構(gòu)件的窄端部可開一組小開口140或其它可以使氣流通過的裝置，從而減少在通過所述薄幅預(yù)成形裝置時(shí)外構(gòu)件130和所述薄幅之間的摩擦接觸。一環(huán)形套筒145(圖中剖開的形式表示)置于小開口140的周圍，以保證空氣管道148(剖開圖示)提供的氣流通過所述開口140。所述氣流可方便地從一空氣管道裝備管子的氣流源或其它氣流傳送裝置加以提供。
再重新參看圖3至圖6。所述內(nèi)構(gòu)件133和外管子130通過托架140或其它適宜的連接裝置彼此保持在固定位置上。一種方便的托架裝置含有可移動(dòng)的托架141，它內(nèi)含調(diào)整/鎖定螺釘142。所述可移動(dòng)托架141可沿一基本平行于內(nèi)構(gòu)件133和外管子130的軸線運(yùn)動(dòng)。所述可滑動(dòng)托架141可沿導(dǎo)向裝置146移動(dòng)。導(dǎo)向裝置146可通過點(diǎn)焊或其它合適的裝置牢牢地固定在外管130的外表面上。所述可滑動(dòng)托架141通過連接臂148或其它合適的連接裝置與內(nèi)構(gòu)件133連接。這樣，內(nèi)構(gòu)件133可沿其縱向軸移動(dòng)，從而使所述的環(huán)形區(qū)域136的寬度W可按需要加以選擇。
所述薄幅預(yù)成形裝置22相對(duì)于所述桿制作部件固定。通常，可以用固定于外管子130上的支撐件160，方便地把所述薄幅預(yù)成形裝置固定于所述桿制作部件上。所述支撐件160通常有滑軌162，可相對(duì)于相應(yīng)的桿制作部件的托架164移動(dòng)。所述支撐件含有調(diào)節(jié)桿166。這樣，所述薄幅預(yù)成形裝置可沿其縱向軸運(yùn)動(dòng)，從而使外管子130的出口區(qū)域169可相對(duì)于所述桿制作部件的舌狀物175置于不同的位置。
所述薄幅預(yù)成形裝置的外管子130通常是鑄造件，由不銹鋼片或諸如之類的材料加工制成。一般來說，金屬片的厚度大約為0.02英寸至大約0.05英寸，厚度約為0.03英寸的較好，適于大多數(shù)的使用場(chǎng)合。所述內(nèi)構(gòu)件133通常用與外管子130相類似的材料進(jìn)行。所述內(nèi)構(gòu)件133具有封閉的端部185和187，以便待預(yù)成形的薄幅物可容易地進(jìn)入所述環(huán)形區(qū)域136而不進(jìn)入構(gòu)內(nèi)件中。然而，如果需要的話內(nèi)構(gòu)件133的端部也可以開口形成管子。
一種典型的薄幅預(yù)成形裝置含有一外層的截頭錐形管，該管的窄區(qū)域具有的最小內(nèi)徑約為16毫米，進(jìn)入?yún)^(qū)域的最大內(nèi)徑約為242毫米，軸線長(zhǎng)度約為313毫米;一與外管子相似的內(nèi)構(gòu)件具有的窄區(qū)域的最小外直徑約為18毫米，進(jìn)口區(qū)域的最大外徑約為229毫米，軸線長(zhǎng)度約為318毫米。這樣的外管子和內(nèi)構(gòu)件可同軸排列，使所述的環(huán)形區(qū)域的寬度W(例如，一徑向?qū)挾?約為1至10毫米，最好約為3毫米。一般地說，寬度為6英寸至15英寸，8英寸至12英寸寬的薄幅可利用這樣典型的薄幅預(yù)成形裝置進(jìn)行加工。
所述薄幅預(yù)成形裝置22含有薄幅進(jìn)口區(qū)域或薄幅進(jìn)口處200，它一般在薄幅預(yù)成形裝置寬的一頭的底部區(qū)域附近而與托架140相對(duì)。最好，薄幅預(yù)成形裝置內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件的最大外周大于薄幅寬度的兩倍。所述薄幅預(yù)成形裝置22也含有出口區(qū)域或窄區(qū)域169。所瞿詮辜慕肭蚩芍瞥稍步腔蚧謊災(zāi)稍殘蔚模苑樂鉤蹈誦緯剎街杵詡淥夯當(dāng)》
所述薄幅進(jìn)入薄幅預(yù)成形裝置時(shí)最好只有一個(gè)非常低的張力或基本上處于無張力狀態(tài)，這意味著薄幅在進(jìn)入預(yù)成形裝置時(shí)處于一種不沿長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的狀態(tài)。這樣，薄幅在經(jīng)過預(yù)成形裝置時(shí)具有包繞所述內(nèi)構(gòu)件徑向部分的傾向。然而，薄幅的起褶，則是因?yàn)楸》谒鰞?nèi)截頭圓錐構(gòu)件的窄端(即，出口端)附近受到增大的張力所致。
圖7為薄幅預(yù)成形裝置的另一實(shí)施例。所述薄幅預(yù)成形裝置22含有一外截頭圓錐管子130和一內(nèi)截頭圓錐管子133(圖中是它們的剖視圖)。一更內(nèi)層的內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件220相對(duì)于管130和133處于同軸位置，以致在外管子130的內(nèi)區(qū)域和內(nèi)管子136的外區(qū)域之間形成一個(gè)環(huán)形間隙136;在內(nèi)管子136的內(nèi)區(qū)域和內(nèi)構(gòu)件220的外區(qū)域之間形成一環(huán)形間隙222。這樣，兩個(gè)獨(dú)立的薄幅可同時(shí)饋入環(huán)形區(qū)域136和222(利用兩個(gè)合適的薄幅展開部件)，從而使每個(gè)薄幅起褶而形成一桿。這樣，可以制成具有兩種起褶片狀材料的桿。具體地說，所述起褶的薄幅經(jīng)過外環(huán)形區(qū)域136退出預(yù)成形裝置時(shí)包在經(jīng)內(nèi)環(huán)形區(qū)域222退出預(yù)成形裝置的起褶的薄幅上而形成一連續(xù)的桿。
再參看圖1。所述薄幅預(yù)成形裝置的窄出口區(qū)域相對(duì)舌狀物175或其它收攏裝置配置，以使已起褶的、形成一桿狀混合物的(未圖示)薄幅可進(jìn)入到所述的桿形成部件13之中。也就是說，起褶的薄幅大體上具有圓柱形的外形。所述起褶的薄幅以一種桿狀混合物的形狀從薄幅預(yù)成形裝置的窄區(qū)域169出來后，被送入具有一循環(huán)的傳送帶243的包裝機(jī)構(gòu)240中。利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)245把所述傳送帶連續(xù)地、縱向地向前推動(dòng)。滾輪247用于導(dǎo)引位于所述桿形成部件舌狀物175下方的所述傳送帶。所述包裝機(jī)構(gòu)使一包裝材料249包在所述圓柱形混合物的外表面，從而產(chǎn)生一種連續(xù)的桿252。一般地說，薄幅外包裝材料由卷筒254提供。滾輪257用于導(dǎo)引所述薄幅包裝材料進(jìn)入附屬所述循環(huán)附屬傳送帶在將包裝材料繞在所述圓筒形混合物周圍時(shí)，將薄幅包裝紙249和圓柱形混合物或以縱向伸展的方式傳送過所述的包裝機(jī)構(gòu)240。由包裝材料重疊邊緣部分形成的接口處具有由敷料器262提供的粘結(jié)劑(如，熱熔粘結(jié)劑)。所述熱熔粘結(jié)劑在活化區(qū)域265被活化，以使所述包裝材料能形成在圓柱形混合物上形成一管狀容器。所述粘結(jié)劑可利用冷卻棒270進(jìn)行冷卻以使粘結(jié)劑迅速地凝固。其它密封包裝材料的裝置也可以用來提供一連續(xù)的桿。
所述連續(xù)桿252自密封裝置出來后，用切割裝置276按所需要的預(yù)定長(zhǎng)度切斷。按預(yù)定長(zhǎng)度切斷的桿278用如盆、收集筒等等的收集裝置280進(jìn)行收集。
所述薄幅可以多種多樣。薄幅可以是諸如再制煙草材料之類的天然材料，或諸如熱塑性聚合物材料之類的合成材料。雖然大多數(shù)熱塑性聚合物可用來制備薄幅材料較好的熱塑性聚合物是諸如等規(guī)聚丙烯之類的聚烯烴以及諸如聚(丁烯對(duì)酞酸鹽)之類的聚酯。由于熔吹熱成形工藝的性質(zhì)，各種添加劑(如碳酸鈣)在擠壓成形時(shí)很容易結(jié)合進(jìn)入熔化的聚合物內(nèi)部或吹在熔化的聚合物的表面，以便改變所述熔吹薄幅的結(jié)構(gòu)，從而改變吸煙制品過濾器件的特性。同時(shí)，熔吹的薄幅形成后可容易地用干性或液狀的助劑進(jìn)行已知的后處理，從而提供某些器官感覺上的和/或醫(yī)療的上的屬性。
片狀材料薄幅的寬度可以不同，典型的寬度是要能被打褶而形成所述的桿。制成一所需要的桿所用條的總寬度視諸如薄片狀材料厚度、所需打褶的數(shù)目，所產(chǎn)生的褶的性質(zhì)或特性，材料的表同特性(即纖維表面特性與光滑表面之比)，材料的氣孔率，材料的含濕量，材料的潤(rùn)滑特性，所述薄幅預(yù)成形裝置相對(duì)于薄片狀材料的摩擦特性，以及其它諸如之類因素而定。
較佳的片狀材料具有薄，較高拉伸強(qiáng)度，韌性和相對(duì)良好的柔性。具體地說，薄幅需要具有一個(gè)良好的性能，在折疊或打摺過種中保持褶皺而不會(huì)撕裂，卷曲，破開或者說斷裂。所述薄幅要能很容易打褶。具體地說，薄幅不能太硬而打不起褶來;又不能太軟而提供太軟的(即，不結(jié)實(shí)的)、韌性差的桿。這樣，可快速地制成起褶的桿狀混合物同時(shí)很容易包封在外包裝材料內(nèi)。
參看圖8至圖10，桿278大致成圓柱形及一基本上呈圓形的橫截面。桿的每個(gè)端部最好形成垂直于縱向軸的一平面。所述桿最好在片狀材料薄幅19中含有多個(gè)縱向延伸的皺褶，所述打褶的薄幅包在諸如香煙包裝紙或煙草塊包裝紙之類的外包裝材料249內(nèi)，這種包裝紙啡撲鮒羼?，芯暽疫€芡殘甕廡?。?0所示的桿具有縱向延伸的管285。
通常桿的長(zhǎng)度約為80毫米至130毫米，周徑約從16毫米至28毫米。一種典型的桿如圖8所示，具有再制煙草材料的薄幅19，長(zhǎng)80毫米，周徑24.5毫米，在氣流率為17.5cc/秒下所測(cè)出的壓力降約為20毫米至40毫米水柱，這是利用一種密封的壓力降落試驗(yàn)器測(cè)量的，這從測(cè)量器可從市場(chǎng)上購得，型號(hào)為FTS-300(ModelNo.FTS-300byFiltronaCorporation)。典型桿的壓力降落可以控制在很低或相當(dāng)高的水平，視諸如起褶薄幅寬度、起褶材料特性等等因素而定。
典型的桿表現(xiàn)出良好的硬度和良好的完整性。具體地說，打褶的薄幅不應(yīng)該從桿的兩端散出來，所述桿表現(xiàn)的硬度值應(yīng)小于10單位，最好小于5單位，這是在相對(duì)濕度為百分之六十、溫度76°F下對(duì)約為24.5毫米圓柱桿測(cè)得的特性，測(cè)量器用的是北卡羅萊納州，溫斯頓-沙姆的仙童工業(yè)公司提供的一種型號(hào)為CFTA的香煙硬度測(cè)試器(aCigaretteFirmnessTesterModelNo.CFTASuppliedbyFairchildIndustries，Winston-Salem，NorthCarolina)。這樣，可用較少量的片狀材料制成硬度很大的桿，這樣制成的桿具有相當(dāng)多的縱向延伸的空氣通道。
下面提供的實(shí)例是為了進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，而不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明的限制。除特別說明以外，所有數(shù)字和百分比均以重量計(jì)。
實(shí)例1前面敘述過以及如圖1、2和3所示的一種裝置。所述薄幅預(yù)成形裝置含有一具有圓形橫截面的外管，它用厚度為0.03英寸的不銹鋼制成。所述管子具有內(nèi)徑為16毫米的窄區(qū)域，最大內(nèi)徑為242毫米的進(jìn)口區(qū)域，和313毫米的軸向長(zhǎng)度。所述內(nèi)構(gòu)件具有封閉的端部，圓形橫截面，由厚度為0.03英寸的不銹鋼片制成。所述內(nèi)構(gòu)件具有最小外徑為18毫米的窄區(qū)域。最大外徑為229毫米的進(jìn)口區(qū)域，318毫米的軸向長(zhǎng)度。所述管子和構(gòu)件大體上相似，管子的夾角為40°左右，構(gòu)件的夾角為38°左右。所述的外管和內(nèi)構(gòu)件同心且同軸放置致使它們之間的環(huán)形區(qū)域的寬度約為3毫米。所述薄幅(下面會(huì)進(jìn)行更詳盡的描述)被送入所述外管和內(nèi)構(gòu)件之間的環(huán)形區(qū)域。所述薄幅預(yù)成形裝置的設(shè)置使其縱向軸相對(duì)于所述桿制作部件中的舌狀物及傳送帶的縱向軸約成15°角。
一種稱為PP-100-F的實(shí)驗(yàn)性熔吹、粗纖維、聚丙烯薄幅材料從欽伯理-克拉克公司(Kimberly-ClarkCorporation)獲得。所述薄幅中含有約2%的甘油，以提高材料的可加工性能。所述薄幅的寬度約為11.75英寸，每平方碼的基本重量約為0.75盎司。
所述薄幅自支撐于一薄幅控制部件上的卷筒進(jìn)給，薄幅從與支撐截頭圓錐管和截頭構(gòu)件的托架相對(duì)的薄幅預(yù)成形裝置的較低區(qū)域送入，薄幅隨后用一種KDF-2桿制作部件形成一桿。一分鐘內(nèi)可制出約2000根長(zhǎng)120毫米的桿。外包裝紙用煙草塊包裝紙包裝，該包裝紙可從欽伯理-克拉克公司獲得，型號(hào)為P-1487-184-2制成的周長(zhǎng)為24.10毫米。
從端部向前看，桿具有一種打褶的圖形。一種代表性的打褶圖形如圖9所示。用費(fèi)爾車納公司型號(hào)為FTS-300的壓力降落測(cè)試器測(cè)量。具有約為90毫米至120毫米水柱壓力降。
實(shí)施2如實(shí)施1中描述的裝置用含有煙草紙的薄幅加工成桿。所述紙含有再制煙草材料，可從欽伯理·克拉克公司獲得，商品名稱為P144-185-GAPF再制煙草紙。
所述材料約含60%的主要以煙薰的/巴利煙草莖形式的煙草和35%的軟木漿(干材料的重量)。所述片狀材料薄幅的含水量最好約在11%和14%之間。所述材料具有干的抗拉強(qiáng)度約為1600至3300gm/incg，干的基本重量約為38至44克/平方米。所述材料用傳統(tǒng)的制紙工藝進(jìn)行加工制造，另加約為2%的甘油或其它濕潤(rùn)劑，約1.8%的碳酸鉀，約0.1%的香味和約1%的膠料。所述膠料可從荷庫拉斯公司(在德拉瓦州的惠明敦)獲得，商品名稱為阿克倍爾360XC活性膠料(Aquapel360XCReactiveSizefromHerculesCorp，Wilmington，Delaware)。薄幅的寬度約為8.5英寸。
從桿端向前看時(shí)，桿具有一種打褶的圖形。一種典型的打褶圖形如圖8所示。桿長(zhǎng)約為120毫米，用費(fèi)爾車納型號(hào)為FTS-300的壓力降落測(cè)試器測(cè)量得到的壓力降落約為100毫米的水柱壓力降落。
實(shí)施3前面已敘述過的、如圖1，2和6所示的裝置。所述薄幅預(yù)成形裝置含有一由厚為0.03英寸不銹鋼制造的外管。所述外管具有內(nèi)徑為16毫米的窄區(qū)域，最大內(nèi)徑為242毫米的進(jìn)口區(qū)域，軸向長(zhǎng)度為313毫米。一內(nèi)構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件端部封閉，用厚為0.03英寸的不銹鋼片制成。所述內(nèi)構(gòu)件具有外徑為18毫米的窄區(qū)域，最大外徑為229毫米的進(jìn)口區(qū)域，軸向長(zhǎng)度為318毫米。所述外管和內(nèi)構(gòu)件同心且同軸放置，以使兩者之間形成具有約3毫米的寬的環(huán)形空間。所述薄幅預(yù)成形裝置與所述桿制作部件的舌狀物及附屬性傳送帶的縱向軸約成15°角。所述薄幅預(yù)成形裝置含有一內(nèi)徑為0.156英寸、外徑為0.25英寸穿過內(nèi)構(gòu)件伸展的圓柱狀金屬管，該管約伸出內(nèi)構(gòu)件窄頭端3英寸。
用如實(shí)例2中描述的一種內(nèi)含煙草的紙的薄幅加工成桿。然而，當(dāng)薄幅穿過所述的薄幅預(yù)成形部件時(shí)，具有外徑約為4毫米、內(nèi)徑約為3.5毫米的聚丙烯管子自卷筒送入，并通過前述的所述穿過內(nèi)構(gòu)件伸展的窄管。
所述桿從桿端向前看時(shí)具有一種打褶圖形，同時(shí)有一管子縱向穿過。一種典型的從桿端向前看的視圖如圖10所示。
權(quán)利要求
1.一種用來制造吸煙制品中使用的桿的裝置，它含有(a)提供片狀材料薄幅；(web)的裝置；(b)用于使所述片狀材料薄幅打褶并提供一種桿狀混合物的裝置，該裝置包含一截頭圓錐管和一與所述管子同心且與其同軸放置的截頭圓錐構(gòu)件，致使(i)在所述截頭圓錐構(gòu)件外表面和所述截頭圓錐管子的內(nèi)表面之間形成一環(huán)形空間，(ii)所述片狀材料薄幅送入環(huán)形空間；(c)用以接受所述桿狀混合物并用包裝材料包繞所述桿狀混合物而形成一桿的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的截頭圓錐管構(gòu)件為一截頭圓錐管。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的截頭圓錐管與所述的截頭圓錐構(gòu)件的外形相似。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于含有(ⅰ)用包裝材料包繞所述桿狀混合物從而形成一種連續(xù)桿的裝置，(ⅱ)用于將所述連續(xù)桿分割成多根桿的裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述截頭圓錐管子外形相對(duì)于所述截頭圓錐構(gòu)件岔開(發(fā)散)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述截頭圓錐管子外形相對(duì)于所述截頭圓錐構(gòu)件逐漸收縮。
7.如權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于所述環(huán)形空間的寬度范圍為1至10厘米。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述環(huán)形區(qū)域的寬度約為3毫米。
9.如權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于所述的內(nèi)構(gòu)件具有一個(gè)沿縱向穿過延伸的大體為圓柱形的管子。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于用于使片狀材料薄幅打褶的裝置含一個(gè)片狀材料薄幅進(jìn)口處，用以將所述片狀材薄幅送入在所述截頭圓錐構(gòu)件和所述截頭圓錐管子之間的環(huán)形區(qū)域。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件的最大周界大于由所述片狀材料薄幅提供裝置提供的片狀材料薄幅寬度的兩倍。
12.一種制造吸煙制品中使用的桿的裝置，它含有(a)用以提供一第一種片狀材料薄幅的裝置;(b)用以提供一第二種片狀材料薄幅的裝置;(c)用來使片狀材料薄幅打褶并從中提供一桿狀混合物的裝置，這種裝置包含(ⅰ)一第一截頭圓錐管子與所述第一管子同心且與所述第一管子同軸放置的第二截頭圓錐管子，以使第二管子的外表面與第一管子的內(nèi)表面之間形成一環(huán)形區(qū)域，(ⅱ)一與所述第二管子同心并與第二管子同軸放置的一截頭圓錐構(gòu)件，以使所述截頭圓錐構(gòu)件外表面與第二管子的內(nèi)表面之間形成一環(huán)形區(qū)域;(d)用以接受所述桿狀混合物并用包裝材料包繞所述桿狀混合物而形成一桿的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述第一截頭圓錐管外形與所述第二截頭圓錐管子和所述截頭圓錐構(gòu)件的外形相似。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述第一打褶的片狀材料薄幅從第一和第二截頭圓錐管子之間的環(huán)形區(qū)域出來并包在從第二管和所述截頭圓錐構(gòu)件之間的環(huán)形區(qū)域出來的第二打褶片狀材料薄
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述第一打褶的片狀材料薄幅從第一和第二截頭圓錐管子間的環(huán)形區(qū)域出來并包在從第二管子和所述截頭構(gòu)件之間環(huán)形區(qū)域出來的第二打褶片狀材料薄幅上。
16.如權(quán)利要求12、13、14或15的裝置，其特征在于(ⅰ)具有將包裝材料包繞所述桿狀混合物從而形成一連續(xù)桿的裝置，(ⅱ)具有用以將所述連續(xù)桿切割成多根桿的裝置。
全文摘要
用于制造吸煙制品的桿的裝置，該裝置具有薄幅預(yù)成型單元。薄片狀材料薄幅經(jīng)過薄幅預(yù)成形單元并被打褶以形成桿狀混合物。隨后桿狀混合物用包裝材料包繞以形成一桿。薄幅預(yù)成形單元含一外截頭圓錐管和一內(nèi)截頭圓錐構(gòu)件。截頭圓錐構(gòu)件與管子同心且與管子同軸配置，使所述構(gòu)件的外表和所述管子的內(nèi)表面之間形成一環(huán)形的區(qū)域(空間)。
文檔編號(hào)A24C5/18GK1035040SQ8910078
公開日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1989年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月12日
發(fā)明者詹姆斯·威拉德·普雷爾, 約翰·拉欽·尼爾森, 克利福德·路塞爾·馬利特 申請(qǐng)人:R.J.雷諾茲煙草公司