CN102196737A - 用于具有插入其中的物体的吸烟制品的检查系统及其相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆(26)的系统和相关方法，其中每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中的轴向延伸股丝(50)的过滤材料。过滤杆支承装置(500)适于接纳至少一个过滤杆的过滤杆支承装置，从而露出其一端。相对于过滤杆支承装置设置分析单元(600)以与至少一个过滤杆的一端相互作用，从而确定至少一个过滤杆的状态并响应于其提供相应的信号。

Description

用于具有插入其中的物体的吸烟制品的检查系统及其相关方法

背景技术

技术领域

本发明的各实施例涉及用于检查吸烟制品以及诸如过滤元件的吸烟物品部件的装置和方法。具体来说，本发明的各实施例涉及用于检查具有插入其中的、诸如连续股丝的物体的过滤杆部件的装置和方法，其中过滤杆部件用于制造用于诸如香烟之类的吸烟制品的过滤元件。

相关技术的描述

诸如香烟之类的普通吸烟制品通常具有大致圆柱形的杆形结构，并包括由卷烟纸包裹起来的诸如烟丝(例如，切丝填料形式)那样的可吸烟材料的装料、卷或柱状物，由此，形成所谓的“可吸烟杆”或“烟草杆”。一般地，香烟具有圆柱形的过滤元件，其以端部对端部的关系与烟草杆对准。通常，过滤元件包括使用醋酸甘油增塑的醋酸纤维素纤维，其中纤维被称之为“滤棒成型纸(plug wrap)”的纸质材料包围。香烟可包含具有多个节段的过滤元件，且这些节段之一可包括活性木炭颗粒。参见例如授予Veluz的美国专利6,537,186、授予Banergea的PCT公开WO2006/064371、以及授予Coleman III等人的美国专利申请公开2007/0056600，每个文献以参见的方式纳入本文。过滤元件可使用称为“接装纸”的包围包裹材料附连到烟草杆的一端，从而提供所谓的“滤嘴香烟”。在某些情况下，为了用环境空气来稀释吸入的主烟流，还希望对接装材料和滤棒成型纸进行穿孔。Davis等人所著的“烟草制品、化学与技术(Tobacco Production，Chemistry and Technology)”(1999)中对卷烟及其各种部件进行了描述。吸烟者通过点燃其一端并燃烧烟草杆来使用形成的香烟。然后，吸烟者在香烟的相对端(例如，滤嘴端)上吸气，就可将主烟流吸入他/她嘴中。

已经提出了改变香烟的视觉特性的各种尝试。例如，已有各种尝试来改变烟草杆的包裹材料的颜色(由R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以“More”为商标的香烟具有呈褐色的香烟杆包裹纸)和/或改变用于将烟草杆附连到过滤元件的接装材料的颜色(例如已打印成具有“软木塞”外观和/或具有至少一个包围环的接装材料)。此外，已经有改变香烟的过滤元件的外观的尝试。例如参见在授予Schultz的美国专利3,596,663、授予Berger的4,508,525、授予Nichol的4,646,763、授予Keith的4,655,736、授予Chumney，Jr.的4,726,385、授予Pryor等人的4,807,809、以及授予Raker的5,025,814、以及授予Crooks等人的美国专利申请公开2007/0215167中阐述的各种香烟过滤元件形式、构造和设计，每个专利或专利申请以参见的方式纳入本文。

可通过对烟草施加添加剂和/或通过以其它方式将调味材料包含到香烟的各个部件内来增强香烟的感官特性。参见Leffingwell等人的Tobacco Flavoring for Smoking Products(用于吸烟产品的烟草调味料)，R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.ReynoldsTobaccoCompany)(1972)。例如，一种类型的烟草调味添加剂是薄荷醇。参见Borschke，Rec.Adv.Tob.Sci.，19，第47-70页，1993。用于更改香烟的感官特性的各种提出的方法已经涉及过滤元件可用作用于向这些香烟的主流烟添加味道的媒介的建议。例如，授予Jupe等人的美国专利申请公开2002/0166563提出在香烟滤嘴中放置吸附剂和味道释放材料，而授予Xue等人的美国专利申请公开2002/0020420提出在滤嘴中放置包含小颗粒尺寸吸附剂的纤维。以参见的方式纳入本文的授予Dube等人的美国专利4,941,486和授予Green的4,862,905提出将含味丸粒放入每个香烟滤嘴内的方式和方法。例如在授予Tiggelbeck等人的美国专利3,972,335、授予Owens，Jr.的4,082,098、授予Byrne的4,281,671、授予Redding等人的4,643,205、授予Kallianos等人的4,677,995、授予Nichols等人的4,715,390、授予Woods等人的4,729,391、授予Pryor的4,768,526、授予Thesing等人的5,012,829、授予Rivers的5,387,285、以及授予Lanier，Jr.等人的7,074,170中阐述了包含调味剂的其它代表类型香烟滤嘴，每个专利以参见的方式纳入本文。还参见以参见的方式纳入本文的授予Dube等人的美国专利申请公开2004/0261807中阐述的背景部分中讨论的香烟滤嘴技术的类型。

为此目的，已经开发了用于提供用于制造吸烟制品的过滤杆的装置和工艺，其中每个杆具有设置在其内并沿其长度轴向延伸的一个或多个股丝，使得当杆分成各杆部分时，每个杆部分包括在其相对两端之间延伸的至少一股。这些装置可包括用于供给过滤材料的连续供应的设备(例如，适于向连续杆形成单元供给过滤丝束的过滤丝束处理单元)。代表性装置可包括例如诸如授予Nelson等人的美国专利申请公开US2008/0029118A1中公开的用于在过滤杆的生产期间向过滤材料供给股丝的布置，该申请公开以参见的方式纳入本文。通常，在制造过程中，过滤材料形成连续杆，连续杆具有在该杆内并沿其纵向轴线定位的股丝。然后以预定间隔细分该连续杆，从而形成多个过滤杆或杆部分，使得每个杆部分包括在其相对两端之间延伸的股丝中的至少一个。

但是，在某些情况下，可能用于将股丝插入过滤杆的这些装置和工艺可产生不是以所要求构造形成的其某些过滤杆或部分。即，插入过滤杆内的股丝可能例如遗漏、错位或以其它方式不适当地插入。此外，股丝可能例如是不适当的颜色、不适当的尺寸或不适当的材料。这些因素中的任何因素或所有因素可不合要求地影响例如美观品质、或者某些情况下影响终端产品的功能。这样，可能理想的是，在形成各杆部分之后，能够探测这种“异常”过滤杆或其各部分，使得这些“异常”过滤杆或至少其缺陷部分可在用于形成吸烟制品之前从制造工艺去除。这样，例如，可增加用于这些吸烟制品的制造工艺的产量，且可防止具有这种“异常”过滤杆的吸烟制品到达消费者。因此，需要在任何异常杆部分包含在吸烟制品内之前用于探测过滤杆部分中各种异常中的任何异常或所有异常的系统和/或方法，每个过滤杆部分具有设置在其中的股丝。

发明内容

本发明的各实施例符合以上和其它需求，本发明提供用于检查用来制造诸如香烟的吸烟制品的过滤杆的装置和方法，其中，如本领域的技术人员理解的那样，这些过滤杆形成为，每个这种过滤杆包括具有沿其长度轴向/纵向延伸的细丝材料(例如至少一个股丝)的过滤材料。在形成这些过滤杆时，向连续过滤杆形成单元提供过滤材料的连续供给(例如，使用过滤丝束处理单元提供)。连续杆形成单元通常具有用于接纳已形成大致圆柱形的过滤材料的装饰区域，且或者(i)包裹聚集的过滤材料的连续供给，从而设置在滤棒成形纸的包围幅材内，或者(ii)蒸气粘结塑性化的过滤材料。卷轴、卷筒或其它机构在被引导通过杆形成单元的装饰区域之前可提供用于形成大致圆柱形的过滤材料的连续供给。在某些情况下，股丝插入机构可设置成将连续股丝插入过滤材料，并构造和定位成允许将该股丝材料馈送和定位到过滤材料内选择的配置内。这样，过滤材料形成具有纵向延伸通过该杆的连续股丝的连续杆，股丝大致平行于杆的纵向轴线延伸。然后连续杆可以预定纵向间距细分，从而形成多个过滤杆或杆部分(例如，四个大致圆柱形过滤杆部分，每个过滤杆部分包含在过滤杆部分的相反两端之间大致纵向穿过其延伸的股丝)。

因为可能理想的是证实插入过滤杆或杆部分内的股丝的特性(例如股丝存在、股丝对准、股丝类型)，本发明的一方面是一种用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统，其中每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中轴向延伸的股丝的过滤材料。这种系统包括适于接纳至少一个过滤杆的过滤杆支承装置，从而露出其一端。相对于过滤杆支承装置设置分析单元以与至少一个过滤杆的一端相互作用，从而确定至少一个过滤杆的状态并响应于其提供相应的信号。

本发明的另一方面是一种用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统，其中每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中的轴向延伸股丝的过滤材料。这种系统包括适于接纳至少一个过滤杆的过滤杆支承装置，从而露出其一端。相对于过滤杆支承装置设置分析装置以与至少一个过滤杆的一端相互作用，从而确定至少一个过滤杆的状态并响应于其提供相应的信号。

本发明的又一方面是一种用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的方法，其中每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中的轴向延伸股丝的过滤材料。这种方法包括将至少一个过滤杆接纳在过滤杆支承装置内，使得露出至少一个过滤杆的一端，并使用分析单元分析至少一个过滤杆的一端。从这一端的分析确定至少一个过滤杆的状态，且响应于并对应于确定的状态提供信号。

因此本发明的各实施例提供如本文进一步详述的显著优点。

附图说明

已经总地描述了本发明的各实施例，现参照附图，附图不一定是按比例绘制的，且附图中：

图1是具有香烟形式的吸烟制品的分解图，示出可吸烟材料、包裹材料部件以及过滤元件；

图2a是具有香烟形式的吸烟制品的剖视图，示出可吸烟材料、包裹材料部件以及过滤元件，过滤元件包括插入其中的连续股丝；

图2b是吸烟制品的代表性过滤元件的端视图，示出过滤材料和绕过滤材料中心设置的连续股丝；

图3是包括过滤材料和插入其中的连续股丝的代表性过滤杆的剖视图；

图4是根据本发明的一实施例用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统的示意图；

图5和6是根据图4中所示实施例用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统的各种视图；

图7示出根据本发明的替代实施例用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统；

图8示出根据图7所示实施例的用来形成香烟过滤元件的过滤杆的分析；

图9示出根据本发明的另一替代实施例用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统；以及

图10示出根据图9所示实施例的用来形成香烟过滤元件的过滤杆的分析。

具体实施方式

以下现将参照附图更完整地描述本发明，附图中示出本发明的某些但非全部实施例。实际上，本发明可实施为许多不同的形式，不应认为就局限于这里所阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本发明将满足适用的法律要求。相同的标号表示相同的元件。

使用香烟制造机器制造香烟杆，诸如常规自动香烟杆制造机器。示例性香烟杆制造机器是从莫林斯股份有限公司(Molins PLC)或豪尼沃克考博有限两合公司(Hauni-Werke Korber & Co.KG)购得的类型。例如，可采用称为MkX(从莫林斯股份有限公司购得)或(从豪尼沃克考博有限两合公司购得)的类型的香烟杆制造机器。在授予Brand的美国专利4,474,190中第5栏第48行至第8栏第3行提供了PROTOS香烟制造机器的描述，该专利已参见的方式纳入本文。在授予La Hue的美国专利4,781,203、授予Holznagel的4,844,100、授予Holmes等人的5,156,169、授予Myracle，Jr.等人的5,191,906、授予Blau等人的6,647,870、授予Kitao等人的6,848,449、以及授予Kitao等人的6,904,917、以及授予Hartman的美国专利申请公开2003/0145866、授予Barnes等人的2005/0039764以及授予Fitzgerald等人的2005/0076929中也阐述了各种适于香烟制造的设备，每个专利或专利申请以参见的方式纳入本文。

常规自动香烟制造机器的部件和操作对香烟制造机器设计和操作领域的技术人员来说是显而易见的。例如在授予Molins等人的美国专利3,288,147、授予Heitmann等人的3,915,176、授予Frank的4,291,713、授予Rudszinat的4,574,816、授予Heitmann等人的4,736,754、授予Pinck等人的4,878,506、授予Heitmann的5,060,665、授予Keritsis的5,012,823、以及授予Fagg等人的6,360,751、以及授予Muller的美国专利申请公开2003/0136419中阐述了若干种烟囱件、烟草充填机供给设备、抽吸输送系统和装饰系统的部件和操作的描述，每个专利或专利申请以参见的方式纳入本文。本文阐述类型的自动香烟制造机器提供形成的连续香烟杆或可吸烟杆，连续香烟杆或可吸烟杆可细分成所要求长度的形成的可吸烟杆。

可使用常规类型的香烟制造技术制造包含由过滤杆提供的过滤元件的带滤嘴香烟。例如，可使用常规类型或适当改型的烟草杆处理装置(诸如如从豪尼沃克考博有限两合公司购得的为Lab MAX、MAX、MAX S或MAX 80的接装装置)来处理通常用于制造带滤嘴香烟的一般形式和构造的所谓的“六段”过滤杆、“四段”过滤杆、以及“两段”过滤杆。参见例如在授予Erdmann等人的美国专利3,308,600、授予Heitmann等人的4,281,670、授予Reuland等人的4,280,187以及授予Vos等人的6,229,115、以及授予Holmes的美国专利申请公开2005/0103355和授予Read，Jr.的2005/0194014中阐述的各种装置，每个专利或专利申请以参见的方式纳入本文。这些类型装置的运行对于自动香烟制造领域的技术人员来说是显而易见的。

可采用各种类型的香烟部件，包括烟草类型、烟草混合物、顶级装饰和封装材料、混合物包装密度、用于烟草杆的纸质包装材料的类型、接装材料的类型以及空气稀释的水平。参见例如在授予Gentry的美国专利5,220,930和授予Kraker的美国专利6,779,530、授予Ashcraft等人的美国专利申请公开2005/0016556、授予Nestor等人的2005/0066986、授予Thomas等人的2006/0272655以及授予Oglesby等人的2007/0246055中阐述的各种代表类型的香烟部件，以及各种香烟设计、形式、构造和特征，每个专利或专利申请以参见的方式纳入本文。

可使用杆制造装置来制造过滤杆，且示例性杆制造装置包括杆形成单元。代表性杆形成单元为从豪尼沃克考博有限两合公司购得的KDF-2和KDF-3，以及从国际烟草机械(International Tobacco Machinery)购得的北极星ITM滤嘴制造机(Polaris-ITM Filter Maker)。通常使用常规过滤束处理单元来处理诸如醋酸纤维素细丝束的过滤材料。例如，可使用高压喷射技术或螺纹滚转技术来膨开过滤束。一种示例性束处理单元为由美国北卡罗莱纳州温斯顿赛伦市的亚加设备公司(Arjay Equipment Corp.)供给的E-60。其它示例性束处理单元为从豪尼沃克考博有限两合公司购得的AF-2、AF-3以及AF-4，和从国际烟草机械(International Tobacco Machinery)购得的Candor-ITM束处理器。可采用对于本领域的普通技术人员已知的其它类型的可购得的束处理设备。可使用授予Pryor等人的美国专利4,807,809和授予Raker的5,025,814中阐述的各类型的材料、设备和技术来提供诸如卷纸、非织造聚丙烯幅材或聚集的条状幅材股丝的其它类型的过滤材料。此外，授予Bynre的美国专利4,281,671、授予Green，Jr.等人的4,850,301、授予Green，Jr.等人的4,862,905、授予Siems等人的5,060,664、授予Rivers的5,387,285以及授予Lanier，Jr.等人的7,074,170中阐述了用于运行过滤材料供给单元和滤嘴制造单元的代表性方式和方法。

在使用滤嘴制造装置期间，从诸如储料捆、卷轴等的源头供给连续长度的过滤材料或过滤材料的幅材。通过杆形成单元的聚集区域拉出连续长度的过滤材料。聚集区域可具有舌形和喇叭构造、聚集通道构造、填充或运输喷射构造或其它适当类型或组合的聚集机构。舌状物用于过滤材料的合成物圆柱形进一步聚集、压紧、转化或形成大致圆柱形(即杆状)，由此连续延伸的股丝或过滤材料的细丝大致沿这样形成的圆柱形的纵向轴线延伸。

过滤材料可变化，并可以是可用于提供用于香烟的吸烟滤嘴的任何材料类型。较佳的是，使用常规香烟过滤材料，诸如醋酸纤维素束、聚集的醋酸纤维素幅材、聚丙烯束、聚集的醋酸纤维素幅材、聚集的纸、再生烟草的股丝等。尤其较佳的是诸如醋酸纤维素的细丝束、诸如聚丙烯的聚烯烃材料等。可提供适当过滤杆的一种过滤材料是每细丝3丹尼尔且40,000总丹尼尔的醋酸纤维素束。又例如，具有每细丝3丹尼尔且35,000总丹尼尔的醋酸纤维素束可提供适当的过滤杆。又例如，具有每细丝8丹尼尔且40,000总丹尼尔的醋酸纤维素束可提供适当的过滤杆。对于其它实例，参见授予Neurath的美国专利3,424,172、授予Cohen等人的4,811,745、授予Hill等人的4,925,602、授予Takegawa等人的5,225,277、以及授予Arzonico等人的5,271,419中阐述的过滤材料的类型，每个专利以参见的方式纳入本文。通常，用于香烟过滤杆制造的细丝过滤材料通常是白色的。但是，如果需要，也可采用其它颜色的细丝过滤材料。在某些情况下，细丝过滤材料的颜色可对应于烟改良剂的特性，诸如通过调味注射系统施加的调味剂(例如，红色对应于肉桂味、绿色对应于薄荷醇味、黑色对应于甘草味等)。

在聚集区域之前或在该区域期间，诸如含味股丝、胶囊剂和/或丸粒之类的物体可插入过滤材料以包括在最终过滤杆内。包含物体的过滤杆的代表类型和包含物体的香烟处理过滤元件的代表类型(物体诸如含味股丝、胶囊剂和/或丸粒)可具有各类型的部件、格式和构造，并可使用例如在授予Deal的美国专利申请公开2005/0070409A1、授予Thomas等人的2007/0068540A1、授予Green，Jr.等人的美国专利4,862,905、以及授予Nelson等人的美国专利申请公开2008/0029118中阐述的各种技术和设备来制造，这些专利或专利申请全文以参见的方式纳入本文。

制造股丝的材料可变化。示例性股丝/细丝材料可由织造天然纤维(例如棉)、织造合成纤维(例如尼龙、聚酯或醋酸纤维素)、挤压材料(例如聚乙烯)等制成。较佳的股丝材料是织造材料，诸如特性为细绳、线、纱线的那些材料。股丝材料可用作可用于改变穿过含该股丝的过滤元件的主流烟的特性的材料的载体(例如，股丝可用作用于烟改良剂的载体，烟改良剂诸如调味剂)。或者，股丝材料在包含到过滤杆内时，不在任何可感知程度上用作用于烟改良剂的载体(即，股丝材料，在从卷轴提供时，实质上没有添加的调味剂且不用作烟改良剂)。如果需要，股丝材料可可选地从其卷轴取出，穿过调味剂施加器系统(即穿过调味剂池和液体载体或用调味剂和液体载体的雾进行喷射)，然后引入过滤材料圆柱形合成物。在其它情况下，一旦将股丝引入过滤材料圆柱形合成物，股丝材料可构造成从周围材料吸收或“芯吸”调味剂，周围材料诸如过滤材料。股丝材料还具有适当的物理特性，诸如柔韧性、抗张强度等。示例性线可从服务线制造公司(Service Thread Manufacturing Co.)购得，产品号为M-04/01-COTN-WHT-OENF-4.25#。这种类型的线可用所要求类型的染料或其它着色剂处理，从而提供具有所要求颜色的线。

如果需要，还可生产具有穿过其中大致纵向延伸的股丝材料的所谓的“未包围的醋酸纤维素”。使用本文中大致阐述的类型的技术生产这种杆。但是，不是采用围绕过滤杆的纵向延伸外周的滤棒成形纸材料，而是通过使醋酸纤维素束塑性化并对聚集的束施加蒸汽而提供稍微刚性的杆。由美国维吉尼亚州里士满市的菲尔特罗纳公司(Filtrona Corporation)处理用于商业制造非包裹醋酸纤维素过滤杆的技术。用于制造这些类型过滤杆的杆制造单元可适当地适于具有本文阐述的类型的股丝插入单元。

代表性过滤元件可在其中相对于其横截面在预定位置处具有一个或多个股丝。例如，纵向延伸穿过过滤元件的股丝的数量可以是数量1、2或3。可通过适当地改变先前描述的股丝插入单元以通过单个适当改进的股丝插入装置从多个卷轴提供多个股丝而将多个股丝包含在过滤元件内。或者，可通过适当地改变先前描述的股丝插入单元以通过适当数量(多个)股丝插入装置从多个卷轴提供多个股丝而将多个股丝包含在过滤元件内。

较佳的是，对于具有大致圆形横截面形状的过滤元件，该过滤元件包含定位在其中的单个股丝；其中该股丝中心地定位在过滤元件内(例如股丝位于过滤元件的横截面的中心内)。一种示例性过滤元件较佳地包含具有大致圆形横截面形状的一个股丝，且该股丝具有至少约0.5mm的直径，通常至少约0.75mm，且经常至少约1mm。通常，该股丝具有不超过约2.5mm的直径，通常不超过约2mm，且经常不超过约1.5mm。某些较佳股丝是大致圆形横截面形状，并具有直径为约0.5mm至约2mm范围内的直径，且某些高度较佳的股丝直径为约0.75mm至约1.25mm。此外，股丝可具有除了圆形之外的横截面形状。例如，股丝可具有可认为是椭圆、方形、矩形、三角形、六边形、八边形、星形等的横截面形状。通常，这些股丝的最大和最小横截面宽度与先前对于圆形横截面形状的股丝阐述的那些直径相当。较佳的是，股丝材料设置在过滤元件的过滤材料内，尤其是朝向过滤元件的中心侧向区域。最佳的是，过滤材料的特性使得股丝在过滤元件内固定或卡塞在位。

在过滤杆形成过程期间将股丝插入过滤材料内的特定情况下，已聚集/压缩成大致圆柱形合成物且现在包括诸如细丝材料的材料的连续股丝的过滤材料进一步接纳在装饰区域内。即，圆柱形合成物馈送到包裹机构内，该包裹机构包括环形装饰件传送带。使用诸如带轮或协作鼓状物的递进机构使装饰件传送带连续地且纵向地递进，从而通过包裹机构运输圆柱形合成物。包裹机构提供并对圆柱形合成物的外表面施加包裹材料的条带(诸如多孔或非多孔滤棒成形纸的幅材)，从而产生连续包裹的杆。

从可转动卷轴或其它适当源头提供包裹材料的条带或幅材。包裹材料从卷轴抽取、串在一系列引导辊上，并进入杆形成单元的包裹机构。环形装饰件传送带通过包裹机构以纵向延伸方式向下游运输包裹材料的条带和圆柱形合成物，同时围绕圆柱形合成物覆盖或封围包裹材料。

通过交叠包裹材料的边缘部分形成的缝具有在施加器区域施加到其的粘合剂(例如热熔粘合剂)，使得包裹材料可形成用于过滤材料的管状容器。或者，热熔粘合剂可直接在包裹材料到包裹机构的装饰件区域的入口上游施加。可使用导热衬垫冷却粘合剂，从而使粘合剂快速固化。应当理解，可采用各种其它密封机构和其它类型粘合剂来提供连续包裹杆。这样，提供用于供给滤棒成形纸的连续源、包围连续供给的过滤材料聚集合成物的纵向周界并因此形成由滤棒成形纸包围的连续过滤杆的方式或方法。

连续包裹杆从密封机构穿过，并使用切割组件以规则间距以所要求预定长度细分(例如切断)，切割组件包括转动切割件、高度尖刀或其它适当的杆切割或细分机构。尤其理想的是，切割组件不会弄平或以其它方式不利地影响杆的横截面形状。这样，供给到滤嘴制造单元的过滤材料形成连续杆，该连续杆使用杆切割组件细分成多个过滤杆或杆部分。使用托盘、转动收集鼓状物、传送系统或其它适当的收集机构收集该序列或多个杆部分以供进一步使用。在某些情况下，可直接朝向香烟制造机器使各杆部分向前。以本文所揭示的方式，可以大于约每分钟200米的速率制造连续过滤杆，通常大于约每分钟300米，且经常大于约每分钟400米。用于制造香烟的过滤元件的杆大小可变化，但通常长度范围为约80mm至约140mm，且周长约16mm至约27mm。例如，长100mm且周长24.53mm的典型杆呈使用由美国维吉尼亚州里士满市的菲尔特罗纳公司生产的型号为FTS-300的封装压降测试器以17.5cc/sec的气流速率确定的从约200mm至约400mm水柱的压降。

但是，如前面讨论的，在某些情况下，可能用于将股丝插入过滤杆的这些装置和工艺可产生不是以所要求构造形成的其某些过滤杆或部分。即，插入过滤杆内的股丝可能例如遗漏、错位或以其它方式不适当地插入。此外，股丝可能例如是不适当的颜色、不适当的尺寸或不适当的材料。这些因素中的任何因素或所有因素可不合要求地影响例如美观品质、或者某些情况下影响终端产品的功能。这样，可能理想的是，在形成各杆部分之后，能够探测这种“异常”过滤杆或其各部分，使得这些“异常”过滤杆或至少其缺陷部分可在用于形成吸烟制品之前从制造工艺去除。这样，例如，可增加用于这些吸烟制品的制造工艺的产量，且可防止具有这种“异常”过滤杆的吸烟制品到达消费者。

因此，本发明的各实施例针对用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆，然后这些过滤杆或其各部分引导到香烟制造机器/香烟形成过程的系统和方法。每个过滤杆通常限定在相对两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于纵向轴线延伸，并包括具有设置在其中的轴向延伸的股丝的过滤材料。这样，披露的系统包括适于接纳至少一个过滤杆的过滤杆支承装置，从而露出其一端。相对于过滤杆支承装置设置分析单元以与至少一个过滤杆的一端相互作用，从而确定至少一个过滤杆的状态并响应于其提供相应的信号，使得在确定状态时可相对于分析的过滤杆采取适当的行动。

参照图1，示出香烟形式并具有吸烟制品的某些代表性部件的吸烟制品10。香烟10包括容纳在包围包裹材料16内的可吸烟充填材料的填料或卷的大致圆柱形杆12。杆12通常称为“烟草杆”。烟草杆12的端部敞开以露出可吸烟充填材料。示出香烟10具有施加到包裹材料16的一个选配带22(例如包括膜形成剂的打印涂层，诸如淀粉、纤维素乙醚、或海藻酸钠)，其中该带沿横向于香烟的纵向轴线的方向包围香烟杆。即，带22提供相对于香烟的纵向轴线的横向区域。带22可打印在包裹材料的内表面上(即面向可吸烟填充材料)，或欠佳地施加在包裹材料的外表面上。尽管香烟可具有有一个选配带的包裹材料，但香烟也可具有有数量为两个、三个或多个更多选配间隔带的包裹材料。

在香烟10的一端是烟草杆12的点火端18，且在嘴端20处设置有过滤杆26。过滤杆26与烟草杆12的一端相邻定位，使得过滤杆和烟草杆以端对端的关系轴向对准，较佳地彼此邻接。过滤杆26可具有大致圆柱形形状，且其直径可基本上等于烟草杆的直径。过滤杆26的端部允许空气和烟穿过其中。

在某些情况下，吸烟制品10可如图2a所示构造，其中过滤元件24包括沿纵向延伸表面与包围滤棒成形纸材料28交叠的过滤材料40(例如醋酸纤维素束)。即，过滤元件24沿其外周或纵向周界由一层滤棒成形纸28包围，且每端敞开以露出过滤材料40。此外，如图2a和2b所示，过滤材料40可包括过滤材料内大致纵向延伸的股丝50。图2b示出在适当过滤元件24的一适当构造中过滤元件24的侧面，且示出过滤材料40内纵向延伸的股丝50理想地围绕过滤元件24的中心设置。

过滤元件24使用接装材料46(例如大致空气可渗透接装纸)附连到烟草杆12，接装材料包围过滤元件24的整个长度和烟草杆12的相邻区域。接装材料46的内表面使用适当的粘合剂固定地固定到滤棒成形纸28的外表面和烟草杆的包裹材料16的外表面；且因此，过滤元件和烟草杆彼此连接。还参见授予Dube等人的美国专利公开2008/0029111中阐述的接装材料和构造，该专利以参见的方式纳入本文。

参见图3，过滤元件24大致通过使用熟悉常规香烟制造的技术人员已知的技术将连续的过滤杆260细分成多个圆柱形过滤元件或杆部分而得到。连续过滤杆260包括封围在诸如常规空气可透或空气可透滤棒成形纸或其它适当包裹材料的包围包裹材料28内的过滤材料40。在一实施例中，至少一个股丝50可沿杆260的纵向轴线设置并设置在杆260内，在某些情况下，较佳地围绕过滤杆260的横截面的中心设置，从而与过滤杆260一起被细分。

图4示出杆制造单元200的一部分的示意图，该杆制造单元诸如从豪尼沃克考博有限两合公司购得的KDF-2。杆形成单元可装备有股丝插入单元220，该股丝插入单元220适当地适合将连续股丝材料50，诸如细丝材料放入连续长度的过滤材料(未示出)。代表性杆制造单元布置成使得过滤材料从填充物喷射装置255馈送到舌状物280。股丝插入单元220的各部件定位在杆形成单元的过滤材料聚集区域271内。股丝插入单元220具有延伸穿过舌状物280的插入管。股丝插入单元还具有卷轴309、卷筒或用于提供股丝状细丝材料50的连续供给的机构(例如，可从卷轴供给丝线)。股丝50穿过一系列引导件并穿过插入管。卷轴309可定位并支承在卷轴支承基部上，该卷轴支承基部定位在杆形成单元200的适当区域上并固定到该区域。在杆制造单元运行期间，可以适当速率从卷轴取出股丝并将其有效地引导穿过插入管。

使用期间，诸如塑性化醋酸纤维素束的过滤材料(未示出)馈送到填充物喷射装置255，并然后沿下游方向穿入舌状物280。然后将连续股丝引入过滤材料内，穿过舌状物280内的插入管。过滤材料和股丝协作以形成向下游穿过杆形成单元的连续圆柱形合成物240。连续圆柱形合成物向下游行进穿过杆形成单元，并最终细分以形成多个单独的过滤杆或过滤元件26。这样，在杆形成单元的各部件内可能有足够的可变性，从而股丝可能未按要求或指定设置在各个过滤杆26内。

如图4-6中进一步所示的，一旦形成多个过滤元件26，各过滤杆/过滤元件26可被引导到过滤杆支承装置500或相对于杆形成单元在线地或离线地以其它方式与其配合，从而露出其至少一个纵向端(即，垂直于由过滤杆26限定的轴线而延伸的表面)。在一方面，如图4-6所示，过滤杆支承装置500可例如构造为可转动轮510，该可转动轮510限定一轴线并具有外周界，其中该周界包括各平行于轴线延伸的多个过滤杆接纳装置520，诸如多个通道。通道520可构造成选择性地吸引和保持相应过滤杆26。例如，每个通道520可限定与吸气或真空源(未示出)配合的吸气端口(未示出)。这样，当过滤杆26引入过滤杆支承装置500的可转动轮510时，施加到过滤杆接纳装置520的吸气吸引相应的过滤杆26并将各过滤杆固定到可转动轮510。在一构造中，通道520构造成与过滤杆26的轴向延伸周界表面(即，由滤棒成形纸材料28形成的表面)相互作用，从而露出过滤杆26的任一端或两端(即，大致垂直于由过滤杆26限定的轴线而延伸的过滤杆26的表面)。另一方面，如图7所示，过滤杆支承装置500可具有可操作地与其配合以将过滤杆26馈送到可转动轮510的漏斗装置550。

根据一方面，分析单元600相对于过滤杆支承装置500设置，从而与至少一个过滤杆26的一端相互作用，从而确定过滤杆26的状态，并响应于确定的状态提供相应的信号。即，分析单元600可仅与过滤杆26的一端相互作用，或可构造成分析过滤杆26的两端(即，同时或相继地)。在其它情况中，分析单元600可包括两个分开的分析部件(未示出)，其中每个部件构造成与过滤杆26的相应端相互作用(即，过滤杆26的两端的分析允许确定例如股丝50是否完全延伸穿过过滤杆26，或股丝50是否保持过滤杆26两端之间的相同对准)。

一方面，分析单元500可具体构造为用于分析过滤杆26的端部的图像的图像分析单元。即，分析单元600可包括图像获取装置，诸如CCD摄像机，用于捕获过滤杆的端部的图像。示例性分析单元600可以是例如从欧姆龙公司(OMRON)购得的具有极高速ZFV-SR50CCD摄像机(具有ZFV-A25放大器单元)的ZFV系列灵敏传感器，以“区域(Area)”模式运行，以通过其图像视觉识别和检查过滤杆26内的股丝50。在某些情况下，分析单元600可能包括与传感器/摄像机/放大器通信的计算机装置601以分析由此收集的数据(图像)，从而确定所分析的过滤杆26的状态。

过滤杆26的状态可包括例如过滤杆内股丝存在、过滤杆内股丝缺失、过滤杆内可接受的股丝存在、过滤杆内不可接受的股丝存在及其组合。此外，可各相对于特性来确定过滤杆内可接受的股丝存在和过滤杆内不可接受的股丝存在，其中特性可选自例如过滤材料内的股丝设置、过滤材料内的股丝对准、股丝构造、股丝类型、股丝颜色、股丝尺寸、股丝状态及其组合。

一旦从其两端中至少一端的图像的分析确定过滤杆26的状态，分析单元600(即，计算机装置601)可构造成响应于该状态产生输出信号。在这些情况下，显示单元700(参见例如图7)可与分析单元600通信以从其接收输出信号。显示单元还可构造成响应于该信号以显示对应于所确定状态的标记，无论可接受还是不可接收。例如，当分析到不可接受过滤杆26时，显示单元可构造成随着特定状态(即，“没有检测到股丝”)显示闪烁的红“X”。另一方面，当分析到可接受过滤杆26时，显示单元可构造成随着特定状态(即，“检测到股丝”)显示绿色的勾号。但本领域的技术人员会理解，不一定需要显示该状态，但如果“显示”，也不一定以视觉方式显示。例如，“显示装置”可构造成产生听觉指示，从而已分析可接受过滤杆。

另一方面，过滤杆移除装置650可与分析单元600通信并可操作地与过滤杆支承装置500配合。过滤杆移除装置650可构造成例如响应于不可接受状态(即，过滤杆内股丝缺失和过滤杆内不可接受的股丝存在)以丢弃或以其它方式从过滤杆支承装置500移除不可接收的过滤杆651，或至少确定识别到不可接受的过滤杆651以在用于形成吸烟制品之前从过程移除。此外，分析单元600(即，计算机装置601)还可构造成如果例如确定阈值数量的连续或大致连续过滤杆具有不可接受状态，则暂停过滤杆分析过程。在这种情况下，分析单元600还可构造成提供超过“不可接受”阈值量时采取行动的适当相应标记。另一些方面，分析单元600还可构造成收集和储存相对于由此分析的过滤杆26的状态数据。

如图7所示，分析单元600(即，Cognex摄像机/视觉系统)可替代地构造成通过分析过滤杆26两端之一来提供股丝50在过滤杆26内的尺寸分析(即，确定股丝50是否对中在过滤杆26的横截面内)。这样，过滤杆26设置在漏斗550内并自动馈送到过滤杆支承装置500(即，可转动轮510)并由其定位，使得用于预期相互作用的视觉分析装置可接近每个过滤杆26的至少一端。分析单元600的视觉分析装置可构造成从过滤杆26的端部的图像750(参见例如图8)确定股丝50相对于横截面的较佳设置，与股丝50相对于横截面的实际设置相比较。在一种情况下，股丝50的较佳设置可约在横截面的中心。这样，分析单元600可构造成提供股丝50相对于过滤杆26的横截面的放置的精度的指示(即，股丝50是否对中)。例如，基本上实时的每个过滤杆26的精度测量(即股丝50的实际设置与较佳设置之间的距离)，以及过滤杆26的数量和由分析单元600分析的多个过滤杆26的平均精度值。可输出各个精度值以允许进一步分析和数据收集。在某些情况下，可根据各种范围对精度值进行归类，且分析单元600还构造成确定具有在这些范围内的精度值的过滤杆26的量。

如图9所示，本发明的另一方面可包括过滤杆支承装置500，该过滤杆支承装置500构造成接纳各个过滤杆26以允许相对于多个或“成批”特定过滤杆26的有利的“抽查”。在这种情况下，与其配对的“分析单元600”(即ProscopeHRUSB显微镜)可构造成自动或人工分析过滤杆26的端部以确定其状态(即相对于其中股丝50的设置)。例如，过滤杆支承装置500可构造成接纳过滤杆26，使得计量件800围绕所要分析的过滤杆26的端部设置，如图10所示。计量件800形成对应于例如股丝50相对于过滤杆26的横截面的可接受设置的范围的小孔810。可将诸如显微镜的放大装置(未示出)朝向计量件800/小孔810引导，从而提供穿过其中的过滤杆26的端部的放大图，其中这种放大图可由操作者人工评估，或作为相关显示装置(未示出)上的图像提供。在某些情况下，视觉分析装置，如本文中以其它方式揭示的那样，可构造成与计量件800/小孔810相互作用，从而提供股丝50相对于过滤杆26的横截面的设置的自动评估。

得益于以上描述中所教授的内容，本发明相关的技术领域内的技术人员将会想到对本发明的许多修改和其它实施例；显然，本技术领域内的技术人员会明白，本发明可作出许多变化和修改，而不会脱离本发明的范围或精神。因此，应该理解到，本发明不局限于所揭示的具体实施例，各种修改和其它的实施例都将包含到附后权利要求书的范围之内。尽管这里采用专门的术语，但它们的使用只是一般和描述的含义而并无限制的目的。

Claims (24)

1.一种用于检查用来形成香烟过滤元件的过滤杆的系统，每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于所述纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中的轴向延伸股丝的过滤材料，所述系统包括：

过滤杆支承装置，所述过滤杆支承装置适于接纳至少一个过滤杆，使得露出所述至少一个过滤杆的一端；以及

分析单元，所述分析单元相对于所述过滤杆支承装置设置以与所述至少一个过滤杆的所述一端相互作用，从而确定所述至少一个过滤杆的状态并响应于所述状态提供相应的信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过滤杆支承装置构造成支承所述至少一个过滤元件以使得两端露出，且所述分析单元构造成与所述至少一个过滤杆的两端相互作用以确定所述至少一个过滤杆的状态。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分析单元还包括图像分析单元，所述图像分析单元构造成分析所述至少一个过滤杆的图像。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像分析单元还包括图像获取装置，所述图像获取装置用于捕获所述至少一个过滤杆的图像。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括与所述分析单元通信的显示单元，所述显示单元响应于所述信号以显示对应于确定的状态的标记。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个过滤杆的状态包括过滤杆内股丝存在、过滤杆内股丝缺失、过滤杆内可接受的股丝存在、过滤杆内不可接受的股丝存在中的至少一种。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，各相对于选自下组的特性来确定所述过滤杆内可接受的股丝存在和所述过滤杆内不可接受的股丝存在，所述组包括过滤材料内的股丝设置、过滤材料内的股丝对准、股丝构造、股丝类型、股丝颜色、股丝尺寸、股丝状态及其组合。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括过滤杆移除装置，所述过滤杆移除装置可操作地与所述分析单元和所述过滤杆支承装置配合，当状态对应于所述过滤杆内股丝缺失和所述过滤杆内不可接受的股丝存在之一时，所述过滤杆移除装置响应于所述信号以从所述过滤杆支承装置移除所述至少一个过滤杆，并丢弃所述至少一个过滤杆。

9.一种用于检查用来形成香烟过滤元件的的过滤杆的系统，每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于所述纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中的轴向延伸股丝的过滤材料，所述系统包括：

过滤杆支承装置，所述过滤杆支承装置适于接纳至少一个过滤杆，使得露出所述至少一个过滤杆的一端；以及

分析装置，所述分析装置相对于过滤杆支承装置设置以与所述至少一个过滤杆的所述一端相互作用，从而确定所述至少一个过滤杆的状态并响应于所述状态提供相应的信号。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述过滤杆支承装置构造成支承所述至少一个过滤元件以使得两端露出，且所述分析装置构造成与所述至少一个过滤杆的两端相互作用以确定所述至少一个过滤杆的状态。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述分析装置还包括图像分析装置，所述图像分析装置构造成分析所述至少一个过滤杆的图像。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述图像分析装置还包括图像获取装置，所述图像获取装置用于捕获所述至少一个过滤杆的图像。

13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括与所述分析装置通信的显示装置，所述显示装置响应于所述信号以显示对应于确定的状态的标记。

14.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述至少一个过滤杆的状态包括过滤杆内股丝存在、过滤杆内股丝缺失、过滤杆内可接受的股丝存在、过滤杆内不可接受的股丝存在中的至少一种。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，各相对于选自下组的特性来确定所述过滤杆内可接受的股丝存在和所述过滤杆内不可接受的股丝存在，所述组包括过滤材料内的股丝设置、过滤材料内的股丝对准、股丝构造、股丝类型、股丝颜色、股丝尺寸、股丝状态及其组合。

16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括过滤杆移除装置，所述过滤杆移除装置可操作地与所述分析装置和所述过滤杆支承装置配合，当状态对应于所述过滤杆内股丝缺失和所述过滤杆内不可接受的股丝存在之一时，所述过滤杆移除装置响应于所述信号以从所述过滤杆支承装置移除所述至少一个过滤杆，并丢弃所述至少一个过滤杆。

17.一种用于检查用来形成香烟过滤元件的的过滤杆的方法，每个过滤杆限定在相反两端之间延伸的纵向轴线，每端大致垂直于所述纵向轴线延伸，每个过滤杆包括具有设置在其中的轴向延伸股丝的过滤材料，所述方法包括：

将至少一个过滤杆接纳在过滤杆支承装置内，使得露出所述至少一个过滤杆的一端；

使用分析单元分析所述至少一个过滤杆的所述一端；

从所述一端的分析确定所述至少一个过滤杆的状态；以及

响应于确定的状态并对应于所述确定的状态提供信号。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，接纳所述至少一个过滤杆还包括接纳所述至少一个过滤杆使得两端露出，且所述分析步骤还包括分析所述至少一个过滤杆的两端中的至少一端以确定所述至少一个过滤杆的状态。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述分析步骤还包括使用图像分析单元分析所述至少一个过滤杆的所述一端的图像。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括使用图像获取装置捕获所述至少一个过滤杆的图像。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括响应于所述信号在与所述分析单元通信的显示单元上显示对应于所述确定的状态的标记。

22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个过滤杆的状态还包括确定过滤杆内股丝存在、过滤杆内股丝缺失、过滤杆内可接受的股丝存在、过滤杆内不可接受的股丝存在中的至少一种。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个过滤杆的状态还包括相对于选自下组的特性来确定所述过滤杆内可接受的股丝存在和过滤杆内不可接受的股丝存在，所述组包括过滤材料内的股丝设置、过滤材料内的股丝对准、股丝构造、股丝类型、股丝颜色、股丝尺寸、股丝状态及其组合。

24.如权利要求22所述的系统，其特征在于，还包括当所述状态对应于所述过滤杆内股丝缺失和所述过滤杆内不可接受的股丝存在之一时，响应于所述信号使用过滤杆移除装置从所述过滤杆支承装置移除所述至少一个过滤杆，并丢弃所述至少一个过滤杆。

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