CN102404999A - 用于将物体插入抽吸制品的过滤部分内的设备及相关方法 - Google Patents

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Abstract

提供用于形成用于制造卷烟过滤元件的杆的设备(210)和相关方法。过滤材料的连续供给(40)通过杆形成单元(212)形成连续过滤杆(220)。物体插入单元(214)构造成将多个第一物体(50)和多个第二物体(52)插入连续过滤杆。杆分开单元(222)构造成将连续过滤杆沿其纵向轴线以预定间距再分成多个过滤杆部分，使得每个过滤杆部分包括设置在其中的至少一个第一物体和至少一个第二物体，第一物体与第二物体不同。

Description

用于将物体插入抽吸制品的过滤部分内的设备及相关方法
背景技术
技术领域
本发明的各实施例涉及制造过滤杆和包含这种过滤杆的抽吸制品的设备和方法，更具体地涉及用于将不同物体插入例如卷烟的抽吸制品的过滤元件内的设备和方法。
相关技术的描述
诸如卷烟之类的流行的吸烟物品具有大致圆柱形的杆形结构并包括由纸制包裹材料所包围的诸如烟丝(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”。通常，卷烟具有圆柱形的过滤元件，该过滤元件以端部对端部的关系与烟草杆对准。典型地，过滤元件包括使用醋酸甘油增塑的醋酸纤维素束，且该束被称之为“滤棒成型纸(plug wrap)”的纸质材料包围。卷烟可包含具有多个段的过滤元件，且这些段中的一段可包括活性木炭颗粒。通常，过滤元件用一称之为“接装纸”的包围包裹材料附连到烟草杆的一端。为了用周围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(Eds.)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。吸烟者通过点燃卷烟的一端并燃烧烟草杆来使用卷烟。然后，吸烟者在卷烟的相对端(例如，滤嘴端)上吸气，就可将主烟流吸入他/她嘴中。
可通过对烟草施加添加剂和/或通过以其它方式将调味料包含到卷烟的各个部件内来增强卷烟的感官特性。参见Leffingwell等人的Tobacco Flavoring forSmoking 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。用于更改卷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卷烟的主流烟添加味道的媒介的建议。Jupe等人的美国专利申请公开第2002/0166563号提出将吸附剂和味道释放材料放入卷烟过滤嘴内。Xue等人的美国专利6,584,979提出在滤嘴中放置包含小颗粒尺寸吸附剂的纤维。授予Dube等人的美国专利4,941,486和授予小Green的美国专利4,862,905提出将含味丸粒放入卷烟滤嘴内。在Tiggelbeck等人的美国专利第3,972,335号、小Owens的美国专利第4,082,098号、Byme的美国专利第4,281,671号、Woods等人的美国专利第4,729,391号以及Thesing等人的美国专利第5,012,829号中阐述了包含芳香剂的卷烟滤嘴的其它代表类型。
业已提出允许吸烟者选择可用于转移至主烟气流内的香味程度的具有可调节过滤元件的卷烟。例如，参见授予Kallianos等人的美国专利第4,677,995号和授予Patron等人的美国专利第4,848,375号。据报道某些提出的卷烟可操纵成为其过滤元件的部件提供更改主烟气流的特性或特征的倾向。参见例如Homburger的美国专利第3,297,038号、Karalus的美国专利第3,339,557号、Boukar的美国专利第3,420,242号、Seyburn的美国专利第3,508,558号、Carty的美国专利第3,513,859号、Kindgard的美国专利第3,596,665号、Cohen的美国专利第3,669,128号、以及Grossman的美国专利第4,126,141号。
某些提出的卷烟具有定位在其过滤元件内的中空物体，且据报道在试图改变穿过过滤元件的主烟气流的特性或特征而使物体破裂时该物体的内容物释放到过滤元件内。参见例如Waterbury的美国专利第3,339,558号、Carty的美国专利第3,366,121号、小Irby等人的美国专利第3,390,686号、Leake的美国专利第3,428,049号、Harlow等人的美国专利第3,547,130号、Carty的美国专利第3,575,1809号、Dock的美国专利第3,602,231号、Dock的美国专利第3,625,228号、Horsewell等人的美国专利第3,635,226号、Dock的美国专利第3,685,521号、Brooks等人的美国专利第3,916,914号、Walker的美国专利第3,991,773号、Tateno等人的美国专利第4,889,144号、以及Deal的美国专利第7,115,085号、Dube等人的美国专利申请公开第2004/0261807号、Besso等人的美国专利申请公开第2007/0095357号、Karles等人的美国专利申请公开第2007/0012327号、Karles等人的美国专利申请公开第2006/0174901号、Mishra等人的美国专利申请公开第2006/0144412号、以及Jupe等人的美国专利申请公开第2006/0112964号、以及Kim的PCT申请WO 03/009711和Besso等人的PCT申请WO 2007/060543。某些提出的卷烟可能具有定位在过滤元件内的胶囊，且据报道在卷烟熄灭后使胶囊破裂以对过滤元件除臭时胶囊的内容物释放到过滤元件内。例如，参见授予MacAdam等人的美国专利第6,631,722号。
市售的商标为“Rivage”牌卷烟包括具有包含水或液体芳香溶剂的圆柱形塑料容器的滤嘴。都转让给日本烟草公司(Japan Tobacco，Inc.)的在Tamaoki等人的美国专利第4,865,056号、Tamaoki等人的美国专利第5,331,981号中描述了以“Rivage”牌卷烟为代表的卷烟。据报道滤嘴内的圆柱形壳体在施加外力时可变形，且壳体的薄壁部分因此破裂，从而允许壳体内的液体释放到该滤嘴的相邻部分内。
以品牌名称“Aquafilter”可购得卷烟保持件。转让给阿夸滤嘴公司(Aquafilter Corporation)的授予Shaw的美国专利第3,797,644号、授予Goldstein的美国专利第4,003,387号以及授予Kaye的美国专利4,046,153号中描述了以“Aquafilter”牌产品为代表的卷烟保持件。这些专利提出一种卷烟的嘴端插入其中的一次性卷烟保持件。据报道通过保持件抽吸的卷烟的烟穿过浸渍有水的滤嘴材料。在Smith等人的美国专利第5,724,997号中提出了适于附连至卷烟的嘴端的一次性滤嘴。据报道可挤压包含在该一次性滤嘴内的含香味胶囊以释放胶囊内的芳香。
某些吸烟者可能希望卷烟在某些情况下根据吸烟者当时的需要选择性地提供各种不同香味。这种卷烟的香味可基于吸烟者的要求或者根据吸烟过程期间改变香味的要求而选择成特定的时间有特定香味。例如，在吸烟过程期间改变香味可能使吸烟者能够以诸如薄荷醇或留兰香的清新呼吸香味结束抽烟。因而，提供能够为吸烟者提供不同愉悦感官经历的卷烟是理想的。
某些吸烟者可能还需要能够在完成抽吸经历时释放除臭剂的卷烟。这种除臭剂可用于确保在吸烟者抽完卷烟之后抽完的卷烟的剩余部分产生令人愉悦的芳香。因而，可能需要提供能够根据吸烟者的要求释放除臭剂的卷烟。
某些吸烟者可能需要能够湿润、冷却或以其它方式更改由该卷烟产生的主烟气流的特性或特征的卷烟。因为可用于与烟相互作用某些药剂是挥发性的，且具有随时间挥发的倾向，所以这些药剂对这些卷烟性能的影响可能需要在抽吸经历开始前后引入这些药剂。因而，可能需要提供能够为使用者湿润、润滑或冷却递送至吸烟者的烟的卷烟。
还可能需要为使用者提供增强他/她吸烟经历的感官方面的能力，和/或感官经历的程度和大小，诸如可通过允许吸烟者有目的地选择具有某些特性或性能的卷烟，且在某些情况下通过允许吸烟者确定卷烟呈现的这种特性或性能的大小或程度和/或其源头来实现。即，可能需要提供具有处理部件的卷烟，该处理部件可用于使吸烟者能够基于所指示的特征或特性选择卷烟，且在某些情况下，使吸烟者能够控制(是或不是选择性地)由该卷烟产生的主烟气流的特性或特征以及获得的源头。具体来说，可能需要提供一种能够增强主烟气流的感官特性、和这种特性的程度和大小(例如通过对烟增香)的卷烟。更具体来说，可能需要促进以快速高度自动化的方式制造包含这种芳香剂和源头等的卷烟。可能还需要提供以快速高度自动化的方式将诸如芳香丸粒、芳香胶囊、吸附剂/吸附剂颗粒和/或其各种组合之类的离散烟气改变固态物体包含在卷烟滤嘴内。
考虑到以上所需要的特性，可能需要为吸烟者提供一特定卷烟内存在的感官改进(即特征、特性其大小和/或其组合)的一种或多种可视提示，从而例如通知吸烟者选择卷烟或指令吸烟者触及可利用的感官改进。
发明内容
本发明涉及一种用于提供用于制造抽吸制品的过滤杆的设备和方法，其中每个杆具有沿其长度设置的一个或多个第一物体(例如可破裂胶囊、丸粒)或一个或多个第二物体(例如可破裂胶囊丸粒)，使得当将杆再分成各杆部分时，每个杆部分包括至少一个第一物体和至少一个第二物体。在各具体方面，第一物体与第二物体不同。设备的各实施例包含供给过滤材料的连续供给以形成连续过滤杆的设备(例如适于将过滤丝束供给至连续杆形成单元的过滤丝束处理单元)。代表性设备还可至少部分包含例如诸如授予Thomas等人的美国专利7,479,098和Stokes等人的美国专利申请公开US 2008/0302373A1(每个以参见的方式纳入本文)中所揭示的转动轮布置。在某些方面，第一和第二物体以特定次序被供给至形成连续过滤杆的过滤材料。代表性设备还包括第一和第二可转动馈送装置，用于分别将第一和第二物体递送至转动轮插入布置，以将第一和第二物体插入形成连续过滤杆的过滤材料。
于是，过滤材料形成具有沿该杆的纵向轴线定位在该杆内的第一和第二物体的连续过滤杆。然后以预定轴向间距将连续过滤杆再分，从而形成多个过滤杆或过滤杆部分，使得每个过滤杆部分限定多个卷烟过滤元件，每个过滤元件内具有至少一个第一物体和至少一个第二物体。因而，本发明的各实施例具体构造成提供第一和第二物体，并将第一和第二物体放入形成连续过滤杆的过滤材料内，第一和第二物体适当地彼此靠近，使得当再分连续过滤杆时可获得每个过滤杆至少一个第一物体和至少一个第二物体的所要求的组合。
附图说明
因此总地描述本发明后，现将参考不一定按比例绘制的附图，其中：
图1是包括过滤丝束处理单元、第一物体源、第二物体源、物体插入单元和过滤杆形成单元的代表性制杆设备的示意图；
图2是示出根据本发明的一实施例的可转动插入装置的物体插入单元的一部分的立体图；
图3是示出根据本发明一实施例各个第一和第二物体在过滤丝束的连续幅材内的放置的物体插入单元的一部分的立体图；
图4A-4D是根据本发明一实施例具有多个凹腔的插入装置的各种示意图，每个凹腔构造成其中接纳一个或多个物体；
图5A-5E是根据本发明的替代实施例具有多个凹腔的插入装置的各种示意图，每个凹腔构造成其中接纳一个或多个物体；
图6是示出根据本发明一实施例第一和第二物体放入形成连续过滤杆的过滤丝束的连续幅材内的物体插入单元示意图；
图7是根据本发明一实施例具有定位在其中的第一和第二物体的代表性过滤杆的剖视图；
图8是根据本发明一实施例具有卷烟形式的代表性抽吸制品的剖视图，示出包装材料部件、容纳在卷烟的过滤元件内的第一和第二物体；
图9是示出根据本发明一实施例插入装置与构造成分别将第一和第二物体递送至插入装置的第一和第二馈送装置之间关系的示意图；
图10是根据本发明一方面具有定位在其中的过滤材料和第一和第二物体的代表性再分的过滤杆的剖视图；
图11和12是根据本发明一方面具有联接至其相对端的烟草杆部分的图10的过滤杆的剖视图；以及
图13是根据本发明一方面，从图10的过滤杆形成的抽吸制品的剖视图，从其形成的每个抽吸制品具有烟相对于烟草杆部分的同一定向设置在过滤元件内的第一和第二物体。
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。
使用卷烟制造机器制造卷烟杆，诸如常规自动卷烟杆制造机器。示例性卷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)的类型的卷烟杆制造机器。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卷烟制造机器的描述，该专利已参见的方式纳入本文。在授予La Hue的美国专利No.4,781,203、授予Holznagel的美国专利No.4,844,100、授予Holmes等人的美国专利No.5,156,169、授予Myracle，Jr.等人的美国专利No.5,191,906、授予Blau等人的美国专利No.6,647,870、授予Kitao等人的美国专利No.6,848,449、以及授予Kitao等人的美国专利No.6,904,917、以及授予Hartman的美国专利No.7,210,486、授予Fitzgerald等人的美国专利No.7,234,471、授予Hancock等人的美国专利No.7,275,548、以及授予Bames等人的美国专利No.7,281,540中也阐述了适于卷烟制造的设备类型，这些专利中的每一个援引在引以作参考。
常规自动卷烟制造机器的部件和操作对卷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、抽吸输送系统和烟枪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卷烟制造机器提供成形的连续卷烟杆或可吸烟杆，连续卷烟杆或可吸烟杆可再分成所要求长度的成形的可吸烟杆。
可使用常规类型的卷烟制造技术制造根据本发明产生的包含由过滤杆提供的过滤元件的带滤嘴卷烟。例如，可使用常规类型或适当改型的卷烟杆处理装置(诸如如从豪尼沃克考博有限两合公司购得的为Lab MAX、MAX、MAXS或MAX 80的接装装置)来处理通常用于制造滤嘴卷烟的一般形式和构造的所谓的“六段式”过滤杆、“四段式”过滤杆以及“双联式”过滤杆。参见，例如在授予Erdmann等人的美国专利No.3,308,600、授予Heitmann等人的美国专利No.4,281,670、授予Reuland等人的美国专利No.4,280,187、授予Vos等人的美国专利No.6,229,115、以及授予Read，Jr.的美国专利No.7,296,578以及Holmes的美国专利申请公开7,434,585中阐述的各类型的装置，在此援引每个专利或专利申请以作参考。这些类型装置的运行对于自动卷烟制造领域的技术人员来说是显而易见的。
根据本发明产生的卷烟过滤杆可用于提供多段过滤杆。这种多段过滤杆可用于生产具有多段过滤元件的滤嘴卷烟。两端过滤元件的实例是具有第一圆柱形节段和第二圆柱形节段的过滤元件，第一圆柱形节段在一端包含活性碳颗粒(例如“达尔马提亚”型滤嘴节段的)，第二圆柱形节段由根据本发明各实施例产生的过滤杆产生。多段过滤杆的生产可用用于提供多段卷烟滤嘴组件类型的杆形成单元来实施。多段卷烟过滤杆可使用从豪尼沃克考博两合公司(德国，汉堡)(Hauni-Werke Korber&Co.KG of Hamburg，Germany)的品牌名为莫菲(Mulfi)的卷烟过滤杆制造装置来制造。
可采用各种类型的卷烟部件，包括各烟草类型、烟草混合物、顶级装饰和封装材料、各混合物包装密度、用于烟草杆的纸质包装材料的各类型、接装材料的各类型以及各空气稀释水平。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6,779,530、授予Ashcraft等人的美国专利7,237,559；以及授予Nestor等人的美国专利申请公开2005/0066986、授予Thomas等人的美国专利申请公开2006/0272655以及授予Oglesby等人的美国专利申请公开2007/0246055中阐述的各种代表类型的卷烟部件，以及各种卷烟设计、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根据本发明实施例的过滤杆，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)。通常使用常规过滤丝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丝束。一种示例性的丝束处理单元可从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购得。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丝束处理器。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丝束处理设备。可使用授予Pryor等人的美国专利4,807,809和授予Raker的美国专利5,025,814中阐述的各类型的材料、设备和技术来提供诸如集拢的纸、非织造聚丙烯幅材或集拢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。
包含物体的过滤杆的代表类型和具有包含物体的卷烟处理过滤元件的代表类型(物体诸如含味胶囊剂或丸粒)可具有各类型的部件、形式和构造，并可使用例如在授予Nelson等人的美国专利申请公开2008/0029118、授予Deal的美国专利7,115,085、授予Green，Jr.等人的美国专利4,862,905、以及授予Thomas等人的美国专利7,479,098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。
图1示出可使用制杆设备210制造过滤杆或过滤杆部分205，每个过滤杆或过滤杆部分包含第一和第二物体中的至少一种，诸如球形、胶囊状、圆柱形(即丸粒)或其它适当形状的物体。示例性制杆设备210包括适于将连续长度的过滤材料40处理成连续过滤杆220的杆形成单元212(例如可从诸如如从豪尼沃克考博有限两合公司购得的KDF-2单元)。从诸如存储包、线轴、卷轴等的源头(未示出)供给过滤材料的连续长度或幅材。通常，过滤材料40用过滤材料处理单元218进行处理并穿过杆形成单元212以形成连续杆220。物体插入单元214可与过滤材料处理单元218和/或杆形成单元214关联以分别将第一和第二物体(未示出)放入/插入过滤材料的连续长度或连续过滤杆220内。然后连续过滤杆220可用杆切割组件222再分成多个杆部分205，每个杆部分具有设置在其中的至少一个第一物体中和至少一个第二物体。连续的或多个杆部分205被收集以在收集装置226内进行进一步处理，该收集装置226可以是托盘、转动收集滚筒、传送系统等。如果需要，各杆部分可直接输送至卷烟制造机。这样，每分钟可制造超过500个杆部分，每个约长100mm。
过滤材料40可变化，且可以是可用于向卷烟提供烟草吸烟滤嘴的任何材料类型。较佳的是，使用常规的卷烟过滤材料，诸如醋酸纤维素束、集拢的醋酸纤维素幅材、聚丙烯束、集拢的醋酸纤维素幅材、集拢的纸、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等。可提供合适的过滤杆的一种较佳过滤材料是每细丝3丹尼尔和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合适的过滤杆。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合适的过滤杆。对于其它示例，参见授予Neurath的美国专利No.3,424,172、授予Cohen等人的美国专利No.4,811,745、授予Hill等人的美国专利No.4,925,602、授予Takegawa等人的美国专利No.5,225,277、以及授予Arzonico等人的美国专利No.5,271,419中阐述的过滤材料的类型。
使用常规过滤丝束处理单元218来处理诸如醋酸纤维素的细丝束，常规过滤丝束处理单元诸如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。可类似使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丝束处理设备。通常，诸如醋酸甘油的增塑剂以使用已知技术的常规量被敷加至细丝束。用于构造过滤元件的其它适当材料对卷烟滤嘴设计和制造领域的技术人员来说是显而易见的。
通过杆形成单元212的作用牵拉过滤材料40的连续幅材通过块体230，并将其引导至其集拢区域，以形成圆柱形合成物。集拢区域可具有舌形和喇叭构造、集拢通道构造、填充或运输喷射构造或其它适当类型的集拢机构。枪舌232用于从块体将过滤材料合成物进一步集拢、压紧、转化或形成大致圆柱形(即杆状)，由此连续延伸的过滤材料的股丝或细丝大致沿这样形成的圆柱形的纵向轴线延伸。已经压缩成圆柱形合成物的过滤材料40被连续接纳在杆形成单元212内以形成连续过滤杆220。与连续过滤杆220的形成结合，当过滤材料形成连续过滤杆220时和/或过滤材料形成连续过滤杆220之后可沿过滤材料的长度或在过滤材料幅材内(即，在沿杆形成单元212的任何点(或其上游或下游))插入第一和第二物体。但是，也可在过程中在其它点将第一和第二物体引入过滤材料内，且该示例性实施例不用于对该方面进行限制。为了将第一和第二物体插入连续过滤杆，杆形成单元212可包括设置在物体插入单元214上游的元件分开机构(未示出)。在某些情况下，元件分开机构可以是物体插入单元214(或其一部分)本身。
将圆柱形合成物馈送至包裹机构234，该包裹机构234包括环形枪舌传送带236或其它枪舌机构。使用诸如带轮或协作鼓状物的递进机构238使枪舌传送带236连续地且纵向地递进，从而通过包裹机构234运输圆柱形合成物。包裹机构为圆柱形合成物的外表面提供包裹材料条45(例如无孔纸质虑棒成型纸)以产生连续的包裹过滤杆220。
通常，从可转动卷轴242提供包裹材料条或幅材45。包裹材料从卷轴抽取、串在一系列引导辊上，经过块体230下方、并进入杆形成单元的包裹机构234。环形烟枪传送带236通过包裹机构234以纵向延伸方式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。
通过包裹材料的交叠边缘部分形成的缝具有在施加器区域244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，热熔粘合剂可紧接着包裹材料进入包裹机构234或块体230的烟枪上游施加。可使用导热衬垫246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。
连续包裹杆220从密封机构穿过，并使用切割组件222以规则间距以所要求预定长度再分(例如切断)，切割组件可包括转动切割件、高度尖刀或其它适当的杆切割或再分机构。尤其理想的是，切割组件不会弄扁或以其它方式不利地影响杆的横截面形状。切割组件在所要求点切割连续杆的速率通过可调节机械齿轮系(未示出)或其它适当机构来控制。第一和第二物体插入过滤材料的连续幅材或连续过滤杆内的速率与制杆机的运行速度直接相关。物体插入单元214可调整成直接被制杆设备的驱动组件驱动。或者，物体插入单元214可具有与杆形成单元的驱动组件同步的直接驱动马达以及通过与物体检查机构247联接而控制的反馈，从而如果物体插入位置移出位置，则调节插入单元驱动组件。考虑到物体插入和制杆机的速率关系，本发明的实施例还涉及增加制杆机的生产速率而不会不利地影响过滤材料内的物体放置。
参照图2，在一实例中，物体插入单元214可包括插入装置100，该插入装置100具有形状例如为轮子的可转动插入件248，该可转动插入件248可定位成在垂直平面内绕第一轴线A转动。可转动插入件248可具有平行于第一轴线A延伸并限定多个间隔开的凹腔454的周向面458，每个凹腔454具有足够的形状和尺寸以容纳第一和第二物体中的一个。将各个第一和第二物体50、52放入沿可转动插入件248的周向面458以预定间距定位的相应的各个凹腔454。真空或负压组件可与可转动插入件248流体连通，使得可相对于第一轴线A沿径向向内方向对每个凹腔454施加真空或抽吸。该真空/抽吸用于辅助确保每个凹腔454接纳相应的第一和第二物体之一，且在输送至过滤材料40期间凹腔内的每个物体保持在该凹腔454内然后每个物体可以以预定间距定位在过滤材料40/连续过滤杆220内。在某些情况下，喷射机构(即加压空气发射装置)可与可转动插入件248和/或由此限定的凹腔454连通以从凹腔喷射物体。例如，可将加压空气适当地施加至每个凹腔454，其中加压空气用于在所要求时间(例如当可转动插入件248运载的物体位于所要求的位置时)将物体喷出凹腔454进入过滤材料40/连续过滤杆220内。
当可转动插入件248以顺时针方式转动时，保持在轮子的周向面上的凹腔(未示出)内的各个第一和第二物体(未示出)与块体230内的过滤材料40接触，其中第一和第二物体从凹腔喷入集拢的过滤材料40/过滤杆220内。这样，第一和第二物体50、52通过单个插入装置100离散地或以其它方式分开地定位在过滤材料40/过滤杆220内。在例如授予Thomas等人的美国专利第7,479,098号中进一步详细描述了示例性可转动插入布置的细节，该专利全文以参见的方式纳入本文。
本发明的各实施例可实施与可转动插入件248相关的间距模式，用于具体将离散的第一和第二物体沿连续过滤杆220的长度分散。即，在一种情况下，可转动插入件248可构造成更靠近彼此或紧邻地放置特定成对或其它数量的第一和第二物体，从而限定特定的物体组。例如，这些物体的凹腔可更紧密间隔或可转动插入件248可以不同方式构造成根据所要求的模式例如以大致恒定且连续的馈送接纳和递送第一和第二物体的组。在某些情况下，第一和第二物体可以以串联设置的组通过插入装置100沿连续过滤杆220的轴线插入连续过滤杆220内，其中每个接连的组可具有沿纵向轴线相对于前一组交替设置的第一和第二物体50、52。例如，如图6和10所示，示出第一物体50和第二物体52以两个的串联组沿连续杆的纵向轴线设置，其中接连的组沿轴线的第一物体50相对于第二物体52的相对次序交替变化。为此，第一和第二物体50、52可相应地以类似组设置在插入装置100的凹腔454内，使得第一和第二物体50、52可以这种组插入连续杆内。例如，如图6所示，一个凹腔454内可具有第一物体50，而接连的凹腔454也包含第一物体50，该第一物体50然后可接着是具有第二物体52的两个连续凹腔454。但是，第一和第二物体50、52也可间隔开，使得相继的第一和第二物体50、52比接连的第一物体50或接连的第二物体52更近地间隔开。在这些情况下，物体的组由一个第一物体50配对有一个第二物体52表示，但接连的组内第一和第二物体50、52的相对次序交替相反。这样，插入装置100可接续将第一和第二物体50、52的交替组插入过滤材料的连续杆内，尽管未示出，在某些情况下，插入的第一物体50或插入的第二物体52之间的间距可大于相邻的第一和第二物体50、52之间的间距。即，与类似物体相比，不类似的物体沿连续杆的纵向轴线可间隔更近。
参照图4A-4D和5A-5E，在某些情况下，可转动插入件248还包括所包含的保持件470，该保持件470与每个凹腔454配合或以其它方式接纳在每个凹腔454内以与其关联。保持件470还构造成筛网、穿孔件、筛或筛状件或允许空气流过的任何其它保持结构。这样，每个凹腔454内可能够接纳和保持多个物体，其中每个物体与凹腔454本身的尺寸相比可相对小。此外，凹腔454可与流体连接至真空/负压组件的通道474连通，其中经由通道入口472施加至凹腔454的负压可便于在插入件248转动期间将物体保持在凹腔454内。因此保持件470允许真空/负压组件通过凹腔454相对于周向面458径向向内抽吸空气，使得相对小的物体可保持在相应凹腔454内而不是被抽吸到通道474内或阻塞通道入口472。因而，比凹腔454小的物体可由可转动插入件248接纳和携带以插入过滤材料40/过滤杆220内。
在某些情况下，保持件470可插入(图5A-5E)凹腔454、通道入口472和/或通道474内以防止相对小的物体(即小胶囊、微胶囊或其它小型物体)被吸入通道474内。即，凹腔454、通道入口472和/或通道474可构造成接纳保持件470，使得保持件通过过盈配合或其它适当机构临时或永久地保持在其中。在一实施例中，保持件470可具有延伸到通道474内的截头锥形部分476和与其一体的唇部分478以防止保持件470被抽入通道474内。在其它情况下，保持件470可包含到凹腔454内或以其它方式由凹腔454、通道入口472和/或通道474限定。在这方面，保持件470可永久地与可转动插入件248形成一体(图4A-4E)。在这些情况下，通道入口472和/或通道474可适当地连接至凹腔454或以其它方式从凹腔454去除材料以将凹腔454与真空/负压组件流体连接。
在某些情况下，保持件470也可促进物体堆叠(或多个这种物体以其它方式插入)在凹腔454内。在该方面，通过保持件470抽吸的空气具有较大的力以将多个物体保持在凹腔454内，其中这些物体中的某些可能不一定与保持件470直接相邻。可插入的或一体式保持件470可能具有任何适当形状、大小或构造，其基本上防止相对小的物体进入通道474或阻塞通道入口472，同时允许空气被抽吸到通道474内以在插入件248转动期间将物体保持在凹腔454内。例如，凹腔454的轴向横截面且因此保持件470的轴向横截面可大致是圆形(图4D)或椭圆形(图5E)形状。此外，通道入口472可构造成任何适当的形状和大小以实现将物体保持在凹腔454内的适当抽吸。
参照图6，物体插入单元214还可包括用于递送或以其它方式将相应的第一和第二物体馈送至插入装置100的第一和第二递送系统。即，第一和第二物体50、52可通过相应的第一和第二递送系统600A、600B分开地且离散地递送至插入装置100(例如可转动插入件248)，使得物体可在其间传递。第一和第二递送系统600A、600B可类似地构造，各包括用于递送或以其它方式将相应的第一和第二物体50、52提供至插入装置100以插入过滤材料40/过滤杆220的可转动馈送装置610A、610B。当每个可转动馈送装置610A、610B以逆时针方式转动时(如图6所示)，在相应可转动馈送装置610A、610B的周向面上保持在馈送凹腔612A、612B内相应的各个第一和第二物体(或当使用“微型”物体和保持件470时第一和第二物体的颗粒)可进入可转动插入件248的分别大致标以620A、620B的转移位置。在该转移位置，某些馈送凹腔612A、612B与可转动插入件248的相应凹腔454对准定位。这样，在转移位置，相应的第一和第二物体可喷射或以其它方式从馈送器凹腔612A、612B转移至可转动插入装置248的凹腔454内。这样，可转动馈送装置610A、610B与插入装置100协作以转移、交换或以其它方式将相应的第一和第二物体以本文先前指出的顺序递送至插入装置。在某些情况下，可转动馈送装置610A、610B可各采用真空/负压组件(类似于插入装置248的真空/负压组件)以在可转动馈送装置610A、610B转动期间将物体保持在馈送器凹腔612A、612B内。此外，可转动馈送装置610A、610B可各构造成在转移位置620A、620B经由正气压或通过中断在传递位置施加至馈送器凹腔612A、612B的抽吸/负压以其它方式将物体从馈送器凹腔612A、612B喷射出。
继续参照图6，由于存在将第一和第二物体50、52供给至插入件248的两个递送源，馈送器凹腔612A、612B的间距可比插入件248的凹腔454的间距大。此外，可转动馈送装置可供给第一和第二物体50、52，使得一对同样的物体彼此相邻并与插入件248相邻设置，成对的物体绕插入件248交替而不是基于单个物体交替。在该方面，第一和第二物体50、52可例如以成对或成组的第一和第二物体定位在过滤材料40/过滤杆220内，使得连续的过滤杆20可再分成多个杆部分，其中每个杆部分包含至少一个第一物体50和至少一个第二物体52。图9示出第一和第二可转动馈送装置610A、610B之间相对于插入装置100的关系的一示例性实施例。在该实例中，相应的第一和第二物体50、52各自间隔开(即每对物体间隔开)并以交替的组(即一对第一物体接着一对第二物体)被递送至插入装置100。因而，一旦插入过滤材料40/过滤杆220内，这些组以相应地交替方式沿纵向轴线连续设置。
第一和第二递送系统600A、600B可各还包括相应的漏斗组件252A、252B和/或用于将第一和第二物体50、52(例如胶囊和/或丸粒、微胶囊和/或迷你胶囊或其组合)馈送或以其它方式递送至可转动馈送装置610A、610B的其它转移机构。在某些情况下，插入单元214可包括例如授予Thomas等人的美国专利第7,479,098号(先前以参见的方式纳入本文)中进一步详细描述的漏斗组件。即，每个漏斗组件252可包括上部漏斗，该上部漏斗用作用于多个第一或第二物体的储存器，并向下部漏斗供给第一或第二物体。通过振动容纳在上部漏斗内的物体以及(可选地)通过采用可移动筛分机构(例如具有用于物体运输的垂直延伸通道的往复运动杆)促进物体从上部漏斗穿过到下部漏斗。下部漏斗形状使得物体堆叠在其中。下部漏斗内的物体彼此叠置，但是具有单个物体的深度(朝向漏斗看时)。下部漏斗的底部形状使得与定位成在竖直平面内转动的相应可转动馈送装置610A、610B的上部区域的一部分协配，且物体从下部漏斗馈送到由可转动馈送装置的周向面限定的凹腔或容器内。即，下部漏斗内的物体在单个队列中递送至沿可转动馈送装置的上部区域的周向面的一部分限定的凹腔/容器。由于已经以参见的方式将授予Thomas等人的美国专利第7,479,098号纳入本文，所以在此不再详细描述多部分漏斗组件252A、252B/馈送装置610A、610B的细节和操作，而是参照该公开。设备的类型、构造漏斗组件/馈送装置的尺寸、运行参数和材料也参见授予Thomas等人的美国专利第7,479,098号(先前以参见的方式纳入本文)。
馈送装置610A、610B和/或插入件248可通过相应的带轮和皮带组件驱动，带轮和皮带组件与制杆设备210的主驱动组件连接。或者，馈送装置610A、610B和/或插入件248可通过独立的驱动马达驱动，该独立驱动马达与杆形成单元212的主驱动组件(未示出)同步并由该主驱动组件控制。或者，馈送装置610A、610B和/或插入件248可使用独立的驱动器驱动，该独立驱动器被伺服控制以同步。例如，伺服系统或驱动系统可设置成控制、校准或以其它方式使本文所述的构造运行。这些控制系统、伺服系统或其它驱动系统可从授予Thomas等人的美国专利第7,479,098号(先前以参见的方式纳入本文)所揭示的控制系统改适得到以驱动/运行单轮组件。
参照图1，在控制该过程时，典型的控制系统可包括控制硬件和软件。示例性控制系统290可包括西门子315-2DP处理器、西门子FM352-5(布尔处理器)和16输入比特/16输出比特模块。这种系统可利用系统显示器293，诸如西门子MP370。典型的杆形成单元具有内部控制器，由此，对于所要求长度的杆，切断单元的刀片的速度相对于连续杆形成的速度定时。第一编码器296通过与杆形成单元的驱动带并与插入单元214的控制单元299连接，提供切割组件的刀片位置相对于插入单元214的轮位置的参考。因此，第一编码器296提供允许相对于过滤丝束的连续幅材穿过杆形成单元的速度控制插入单元214的轮的转速的机构。示例性第一编码器可作为Heidenhain Absolute 2048购得。
察看/探测系统247可位于切割组件附近。诸如红外探测系统之类的探测系统将关于探测到过滤杆内第一和第二物体的信息中继至控制系统290。通常，过滤杆内的第一和第二物体具有由探测系统247内的视觉探测传感器所要探测的对比阴影或颜色。在其它情况下，察看/探测系统247可适当地改型成能够探测/察看各种第一和第二物体。例如，察看/探测系统247可构造成探测/察看胶囊、丸粒或其任何复合物或组合物。例如在先前以参见的方式纳入本文的授予Thomas等人的美国专利第7,479,098号中揭示了这种察看/探测系统247。
制杆设备可选配地装备有适于提供与杆生产和运行事件分析相关信息的系统。例如，诸如可购得的KDF-2型单元的制杆设备可改适成装备有中心处理单元。代表性中心处理单元是可购得的西门子314-C处理器。中心处理单元装备有输入和输出模块。这样，可监测杆形成单元的运行，且可将这样产生的数据传递至中心处理单元。此外，由中心处理单元接收的数据可呈现至视频触摸屏或通过高级运行系统(例如通过因特网)寻取。诸如装备有安装在发送单元内的输入、输出和可作为西门子FM350-2购得的计数模块的西门子IM-153之类的远程单元收集使用总线系统(例如现场总线)提供至中心处理单元的数据。根据所收集的信息，可产生的数据可以涉及特定时限内制造的杆的数量、机器运行速度、制造效率、停机次数、发送至制造机器的滤嘴和停机原因。
参照图2，将过滤材料40的连续幅材馈送至引导件或块体230(具体以剖视图示出)。块体230接收过滤材料40的宽带，并逐渐将幅材形成合成物，大致类似于圆柱形合成物(连续过滤杆200)。在某些情况下，横档壳体250的犁翻区域475将过滤材料40/过滤杆220分开或展开，使得第一和第二物体50、52可从插入件248的周向面458喷射并定位或放置在过滤材料40/过滤杆220内且沿其纵向轴线的所要求的位置。当丝束到达犁构件的末端部分时，丝束在其通过该过程被抽吸时的运动使得丝束自身向后闭拢成圆柱形合成物，该圆柱形合成物由此在过滤杆220内封围、围绕或包含沿合成物的长度设置在其中的第一和第二物体50、52。适当的犁构件较佳地延伸到过滤材料40的幅材/过滤杆220内约6mm至约6.5mm的最大深度。插入单元214可升高或降低(即朝向或远离过滤材料40/过滤杆220移动)，使得第一和第二物体可在所要求的深度插入过滤材料40/过滤杆220。这样，一系列的第一和第二物体50、52可按要求沿圆柱形合成物的长度并在圆柱形合成物内定位在过滤材料的幅材内，该圆柱形合成物从块体230排出并进入枪舌232或其它适当的集拢机构。
参照图3，引导件或块体230(其顶部示出为局部剖切)在一端具有相对宽的开口520，从而过滤材料40可馈送入其中。块体230的中空内部到形状可使得过滤材料形成合成物，该合成物更大致类似于圆柱形(过滤杆220)。具体来说，块体230的内部可以是中空区域或空腔，从而过滤材料40可穿过其中。块体230可具有沿其顶部纵向延伸的槽523以允许转动轮和横档壳体(插入件248，未示出)延伸到过滤材料40的幅材/过滤杆220内并将第一和第二物体50、52插入其中。在适当的情况下，犁构件(未示出)延伸到槽523内，从而从块体230的中空内部的最底部延伸约0.3mm至约0.4mm。形成的圆柱形合成物525被接纳至杆形成单元的更下游处理区域。例如在授予小Green等人的美国专利,862,905中所阐述了类似类型的块体。
本领域的技术人员还会理解，制杆设备20可选配地包括一个以上的这种块体230和插入单元214组件，其中这些多个组件可以例如串联设置。在其它情况下，单个块体230可构造成有一个以上的这种插入单元214。例如，在插入单元214的每个插入件248具有约135mm至约140mm之间的直径的情况下，一对插入件248可相对于单个块体230安装成具有约150mm的中心至中心间距。在一个以上插入装置214的情况下(即，一个以上块体/插入单元组件或每单个块体一个以上插入件)，制杆设备210可构造成将混合的多个第一和第二物体50、52(即第一和第二物体的各种组合，诸如胶囊或丸粒、迷你胶囊或迷你丸粒或其组合)放入过滤材料40/过滤杆220，每个物体插入装置214处理或能够处理各种类型的物体。在某些情况下，块体/插入件组件(多个组件)或插入件(单个块体/多个插入件)也可模块化地构造成或以其它方式选配地使得物体插入装置214的数量可根据需要或按要求变化。为了实现第一和第二物体插入的所要求的构造，多个物体插入装置214可以以各种方式，例如通过定时、感测或任何其它适当的方案协调和/或同步。
以下阐述第一和第二物体和其尺寸的较佳类型。这些物体可以变化。每个物体可具有大致球形形状，且最佳的是高度自然的球形。某些物体可大致呈固体特性。某些物体可由塑料材料组成；且每个可例如是聚乙烯和芳香剂的混合物组成的固态球珠或交换树脂或胶形式的球珠。某些物体可由无机材料组成；并可例如是球形铝珠。这些物体还可各具有由含碳材料组成的球珠。这些物体还可各具有中空球的形式。典型的中空物体是含液体的物体，诸如可破裂胶囊，其呈高度球形、大小和重量均匀、具有允许这些物体使用自动滤嘴制造设备高效且有效处理的表面特性，且成分高度一致。某些物体具有约3mm至约4mm的直径，较佳地约3.5mm，且本发明的较佳过滤杆制造设备的部件适当地改适和设计成高效地且有效地产生包含这些类型物体地过滤杆。较佳的中空物体具有足够的物体完整性，从而在处理和其插入过滤材料期间不破裂。
在授予Dock的美国专利No.3,685,521、授予Brooks等人的美国专利No.3,916,914、授予Tateno等人的美国专利No.4,889,144以及授予MacAdam等人的美国专利No.6,631,722、Dube等人的美国专利申请公开No.2004/0261807以及Kim的PCT申请WO03/009711中阐述了可用于使用前述过滤杆制造技术和设备产生过滤杆可使用的其它类型的物体、珠粒、胶囊或囊部件，这些文献以参见的方式纳入本文。烟草产品可包括以下文献中阐述的那些类型的部件：Dube等人的美国专利公开第2006/0272663号、Luan等人的美国专利公开第2006/0130861号、Mishra等人的美国专利公开第2006/0144412号、以及Karles等人的美国专利公开第2007/0012327号、Deal的PCT WO 2006/136197、PCT WO 2006/136199、以及PCT WO 2007/010407、PCT WO2007/060543、以及美国专利第7,115,085号、以及Thomas等人的美国专利申请第7,479,098号、以及中已经由R.J.雷诺兹烟草公司以商标“CamelLights with Menthol Boost”和“Camel Crush”出售的带滤嘴卷烟。示例性丸粒状承载材料和香味包是美国市场上出售的卷烟内所采用的类型。例如，香味承载丸粒已经包含在以Mandalay Lime、Mandarin Mint、Breach Breezer、Back AllyBlend、Snakeyes Scotch、Izmir Stinger、Kauai Kolada、Midnight Madness、AegeanSpice、Screwdriver Slots、Twist、Twista Lime、Dark Mint和Blackjack Gin为商标的Camel牌卷烟上采用到卷烟过滤嘴内；以及以Deep Freez为商标的Salem牌卷烟；所有这些都由R.J.雷诺兹烟草公司在出售。
参照图7，过滤杆24通常还可使用对常规卷烟制造熟悉的技术人员已知以及如上所述的技术分成各个圆柱形过滤元件或杆部分。过滤杆24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45内的过滤材料40。例如，至少一个第一和第二物体，较佳地是多个第一物体308、310、312和314以及多个第二物体316、318、320和322可沿杆24的轴线并设置在杆24内。如图所示，相邻的第一物体310、312和相邻的第二物体316、318和320、322相对间隔开，而相邻的第一和第二物体308、316；310、318；312、320和314、322相对靠近在一起，其中较大的间距可对应于例如接连的过滤杆部分之间的分开。本领域的技术人员会注意到整个过滤杆内可包括足够的一个或多个第一和第二物体，使得当将过滤杆分开时每个过滤杆部分包括相同数量的一个或多个第一和第二物体。例如，四段过滤杆可包括第一和第二物体，每个在四段中的多段内，使得分开时，每个过滤杆部分可包括1、2、3或4个第一和第二物体中的每个。
根据本发明的其它实施例，如图9-13所示，过滤杆24可使用切割组件222再分成过滤杆部分，使得每个过滤杆部分包括或以其它方式限定多个一体式卷烟过滤元件，其中每个卷烟过滤元件包括至少一个第一物体50和至少一个第二物体52。例如，过滤杆24可首先沿线4-4、5-5、6-6和7-7相应地再分成过滤杆部分630、632、634、636和638，如图9所示。然后各过滤杆部分可诸如沿线8-8(图10)进一步再分，以形成具有或限定仅两个一体式卷烟过滤元件的再分过滤杆部分，诸如再分过滤杆部分634a、634b，每个具有设置中其中的至少一个第一和第二物体50、52。如图10所示，每个再分过滤杆部分634a、634b包括设置在其中的两对第一和第二物体50、52，其中沿纵向轴线第一对具有与第二对相反次序的第一和第二物体50、52。然后连续的或多个再分过滤杆部分可被收集在托盘、转动收集滚筒、传送系统等内。如果需要，然后再分过滤杆部分可直接输送至卷烟形成单元，该卷烟形成单元构造成附连、固定或以其它方式将烟草杆部分联接至由此限定对各个卷烟过滤元件。在这方面，每个再分过滤杆部分(即634a)可具有在其相反端附连至该再分过滤杆部分对一对烟草杆部分，使得由此限定的两个独立的卷烟过滤元件具有附连至其的烟草杆部分15(参见例如图11)。烟草杆部分15可用接装纸或本领域已知的其它工艺联接至再分过滤杆部分634a的端部。如图12所示，附连有烟草杆部分15的再分过滤杆部分634a然后可使用卷烟分开单元(未示出)进一步再分，从而产生两个这样形成的卷烟(参见例如图13)。由于第一和第二物体50、52中的每个在连续过滤杆内的特定放置，以及随后的再分步骤，每个产生的这样形成的卷烟具有以相对于其烟草杆部分15相同的次序设置在卷烟过滤元件内的第一和第二物体50、52。
参照图8，示出具有某些代表性部件的诸如卷烟的抽吸制品10。卷烟10包括容纳在包围包裹材料20内的可抽吸充填材料16的填料或卷的大致圆柱形杆15。杆15通常称为“烟草杆”。烟草杆的端部敞开以露出可抽吸充填材料。示出卷烟10具有施加到包裹材料20的一个选配带25(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)，且该带25沿横向于卷烟的纵向轴线的方向包围卷烟杆。即，带25提供相对于卷烟的纵向轴线的横向区域。如图所示，带25可打印在包裹材料的内表面上(即面向可抽吸填充材料)，或欠佳地施加在包裹材料的外表面上。尽管卷烟可具有有一个选配带的包裹材料，但卷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。
烟草杆15的接装材料20可具有各种成分和特性。特定接装纸的选择对于卷烟设计和制造领域的技术人员来说是显而易见的。烟草杆可具有一层接装材料；或烟草杆可具有一层以上的围绕接装材料，如所谓的“双包绕”烟草杆的情况那样。在授予Gentry的美国专利5,220,930、授予Hancock等人的美国专利7,275,548、授予Bames等人的美国专利7,281,540、以及Hancock等人的PCT申请公开WO 2004/057986以及Ashcraft等人的PCT申请公开WO2004/047572中描述了接装材料、接装材料成分和处理的接装材料的示例类型，这些文献全文以参见的方式纳入本文。
点燃端28在烟草杆15的一端处，而过滤元件30定位在另一端。过滤元件30与烟草杆15的一端相邻定位，使得过滤元件和烟草杆以端对端的关系轴向对准，较佳地彼此邻接。过滤元件30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。过滤元件的端部允许空气和烟穿过其中。过滤元件30包括过滤材料40(例如浸渍有醋酸甘油塑化剂的醋酸纤维素纤维)，该过滤材料40沿其纵向延伸表面用围绕的滤棒成形纸材料45包围。即，过滤元件30沿其外周或纵向周界由一层滤棒成形纸45包围，且每端敞开以露出过滤材料40。
在过滤元件30内定位有至少一个第一物体50和至少一个不同的第二物体52(第一和第二物体包括例如胶囊、丸粒)。每个过滤元件内第一和第二物体中每个的数量最佳地是预定数量，且该数量可以是1、2、3或更多(即至少一个)。更佳地，在某些实施例中，每个过滤元件包含设置在过滤元件的过滤材料40内的第一和第二物体50、52中每个中的单个，在某些情况下，尤其朝向过滤元件的中心区域。最佳的是，过滤材料40的特性使得第一和第二物体50、54在过滤元件30内固定或卡塞在位。在某些情况下，至少一个(或多个)第一和/或第二物体50、52中的某些可以是中空的，诸如可破裂胶囊，该可破裂胶囊可承载包含化合物的有效载荷(例如芳香剂)，该化合物用于对穿过该过滤元件的主烟气流的特性或特征引入某些变化。即，某些中空第一和/或第二物体50、52的外壳可根据吸烟者的意愿破裂而释放物体有效载荷。或者，某些第一和第二物体50、52可以是具有大表面面积的固体、多孔材料，其能够改变穿过过滤元件抽吸的烟和/或空气。某些第一和第二物体可以是用作芳香剂的基材或基体支承的固体材料，诸如聚乙烯珠。某些较佳第一和第二物体能够按使用者的要求释放药剂。例如，包含液体有效载荷的较佳可破裂中空物体直到使用者有目的地施加足够使中空物体破裂的物理力时才释放有效载荷。通常，诸如醋酸纤维素束的过滤材料通常是包含有效载荷的类型的液体材料的吸收剂，且因此释放的有效载荷成分能够在整个过滤元件内经受芯吸(或以其它方式经历运动或转移)。由于每个过滤元件内包括至少一个第一和第二物体，所以过滤元件可适当地或按要求包括各种类型物体的组合。
过滤元件30使用接装材料58(例如大致空气可渗透接装纸)附连到烟草杆15，接装材料包围过滤元件30的整个长度和烟草杆15的相邻区域。接装材料58的内表面使用适当的粘合剂固定地固定到滤棒成形纸45的外表面和烟草杆的包裹材料20的外表面；且因此，过滤元件和烟草杆彼此连接。
将过滤元件30连接至烟草杆15的接装材料58可具有印刷至上面的标记(未示出)。例如，卷烟的滤嘴端上的环带(未示出)可视觉上为吸烟者指示第一和第二物体50、52在过滤元件30内的大致定位或位置。这些标记可帮助吸烟者定位某些第一和第二物体50、52，从而这些物体可例如更容易地通过直接在任何可破裂物体位置外部直接挤压过滤元件30而破裂。接装材料58上的标记也可指示由每个物体承载的有效载荷的特性。例如，该标记可指示特定有效载荷通过具有特定颜色、形状或设计而具有薄荷香味。如果需要，接装材料的内表面(即面向滤棒成形纸的表面)可涂有材料，该材料可用于阻止可破裂物体内容物从过滤材料40迁移、芯吸或流入接装材料，且因此造成可被察觉的接装材料的难看的视觉脏污的特性。可使用合适的薄膜形成剂(例如乙基纤维素、或通常用于卷烟制造的所谓的嘴唇释放涂层组合物)设置这种涂层。
通气或空气稀释的抽吸制品可设置有空气稀释装置，诸如一系列穿孔62，每个穿孔延伸穿过接装材料和滤棒成型纸。选配的穿孔62可通过本领域技术人员已知的各种技术，诸如激光穿孔技术来制成。当在任何第一和第二物体50、52插入过滤元件30之后实施这些技术时，要小心避免在形成穿孔62期间对物体造成损坏。避免由空气稀释技术，诸如采用激光穿孔技术的那些空气稀释技术损坏的一种方式涉及将各穿孔定位在与第一和第二物体50、52的位置相邻的位置处。这样，穿孔过程期间作用在过滤元件上的辐射、热或物理力没有这种损坏物体的较大倾向。或者，可使用所谓的离线空气稀释技术(例如通过使用多孔纸质滤棒成形纸和预穿孔接装纸)。穿孔区域可位于任何物体上游，或穿孔区域可位于任何物体下游(即朝向过滤元件的最嘴端)。
滤棒成型纸45可以变化。例如，可参见授予Martin的美国专利No.4,174,719。通常滤棒成型纸是多孔或无孔的纸质材料。滤棒成型纸材料是可购得的。示例性滤棒成形纸可从施韦策-冒迪特国际(Schweitzer-MauditInternational)以Porowrap Plug Wrap 17-M1、33-M1、45-M1、65-M9、95-M9、150-M4、260-M4以及260-M4T购得。较佳的滤棒成形纸材料是实质上无孔的。无孔滤棒成型纸材料具有小于约10CORESTA单位，且较佳地小于5CORESTA单位的孔隙率。示例性无孔滤棒成形纸可从捷克共和国的奥斯兰尼设施(Olsany Facility)(OP Paprina)(特莱恩德博格后丁公司(Trierendberg Holding))作为第464级(Ref.No.646 Grade)购得。滤棒成型纸可用薄膜形成材料层来涂覆，尤其涂覆在朝向过滤材料的表面上。可使用合适的聚合薄膜形成剂(例如乙基纤维素、与碳酸钙混合的乙基纤维素、或通常用于卷烟制造的所谓的嘴唇释放涂层组合物)设置这种涂层。或者，塑料薄膜(例如，聚丙烯薄膜)可用作滤棒成型纸材料。例如，可从创斯谱德国有限两合公司(Treofan Germany GmbH&Co.KG)购得的ZNA-20和ZNA-25的无孔聚丙烯材料可用作滤棒成型纸材料。
为了避免过滤元件内可破裂物体的内容物造成接装材料58的可觉察的难看视觉脏污，使用无孔滤棒成形纸材料是理想的。例如，高度无孔滤棒成形纸材料可用于阻碍或阻挡可破裂物体的液体内容物从过滤材料40迁移、芯吸或流入接装材料的倾向。滤棒成形纸通常在集拢区域下游在烟枪区域围绕杆施加。
用于实施本发明的烟草材料16可以变化。烟草材料可源于如下各种类型的烟草或可从它们得到：烟熏烟草、白肋烟、东方烟草、马里兰烟草、深色烟草、深色烤烟草和黄花烟草以及其它稀有或特殊烟草，或其混合物。Davis等人(Eds.)(1999)的文章“烟草生产、化学和技术(Tobacco Production，Chemistryand Technology)”介绍了各种类型的烟草、种植实践、收获实践和烤熟实践。最佳的做法是，烟草是已经过合适的烤制和陈化的烟草。
通常，用于卷烟制造的烟草材料以所谓“混合”形式使用。例如，通常称之为“美式混合物”的某种流行的烟草混合物包括烟熏烟草、白肋烟和东方烟草的混合物。在很多情况下，这种混合物包含具有处理过形式的烟草材料，诸如处理过的烟梗(例如切割卷起或切割疏松梗)体积膨胀烟草(例如疏松烟草，诸如干冰膨胀烟草(DIET)，较佳地是切割充填形式)。烟草材料还可以具有再造烟草的形式(例如使用模铸薄片型或制纸型工艺来制造的再造烟草)。用于制造特定卷烟品牌的烟草混合物内每种类型烟草的精确量对于不同的牌子可以变化。例如，可参见Tobacco Encyclopedia(烟草百科全书)，Voges(编)p.44-45(1984)；Browne，The Design of Cigarettes(卷烟的设计)，第三版，p43(1990)；以及Tobacco Production，Chemistry and Technology(烟草的生产、化学与技术)，Davis等人(编)p.346(Eds.)p.346(1999).1999)。还可参见以下文献所述的其它代表性烟草类型和烟草混合物的类型：授予Lawson等人的美国专利4,836,224，授予Perfetti等人的美国专利4,924,888，授予Brown等人的美国专利5,056,537，以及授予Gentry的美国专利5,220,930、授予Blakley等人的美国专利5,360,023、授予Shafer等人的美国专利6,701,936、授予Lawson等人的美国专利7,205,066、以及授予Crooks等人的美国专利7,240,678、Perfetti等人的美国专利申请公开2004/0255965，以及Nestor等人的美国专利申请公开2005/0066986，Bereman的PCT申请公开WO 02/37990，以及和Bombick等人的Fund.Appl.Toxicol.，39，p.11-17(1997)。
烟草材料通常以常规用于制造诸如卷烟的抽吸制品的形式和方式使用。烟草通常以切割填充形式(例如切割成宽度约1/10英寸至约1/60英寸、较佳地约1/20英寸至约1/35英寸，且长度约1/4英寸至约3英寸的切丝或烟草填料股丝)使用。通常用在卷烟的烟草杆内的烟草填料的量范围从约0.6g至约1g。烟草填料通常用于以约100mg/cm3至约300mg/cm3、通常以约150mg/cm3至约275mg/cm3的填塞密度填充烟草杆。
如果需要，烟草杆的烟草还会还可包括其它成分。其它成分包括套壳材料(例如，甘蔗、甘油、可可和甘草)以及顶部装饰材料(例如芳香材料，诸如木糖醇)。特殊加料和加香成分的选择依据诸如所需感觉特征那样的因素，卷烟设计和制造领域内的技术人员容易明白这些成分的选择。可参见Gutcho所著的“烟草增香物质和方法(Tobacco Flavoring Substances and Methods)”，诺伊斯数据公司(Noyes Data Corp.)(1972)，以及Leffingwell等人的“用于抽吸制品的烟草增香(Tobacco Flavoring for Smoking Products)”(1972)。
代表性卷烟10的尺寸可变化。较佳卷烟是杆形的，并可具有约7.5mm的直径(例如约22.5mm至约25mm的周长)；并可具有约80mm至约100mm的总长。过滤元件30的长度可变化。典型的过滤元件可具有约20mm至约40mm的长度。在一较佳实施例中，过滤元件30的长度约为27mm，且烟草杆15的长度约为56mm至约57mm。在另一实施例中，过滤元件的长度约为31mm，且烟草杆的长度约为67mm至68mm。接装纸58可围绕整个过滤元件和烟草杆与滤嘴区域相邻区域的约4mm的长度。
根据本发明方法制造的较佳卷烟具有理想的抽吸阻力，无论其过滤元件内任何中空物体是否破裂。例如，示例性的卷烟在17.5cc/sec(立方厘米/秒)气流下呈现约50毫米至约200毫米水柱压降之间的压降。较佳的卷烟在17.5cc/sec气流下显现约70mm至约180mm水柱压降之间的压降值，较佳的是显现约80mm至约150mm水柱压降之间的压降值。通常，使用菲尔特罗纳器械和自动化有限公司(Filtrona Instruments and Automation Ltd.)出品的菲尔特罗纳滤嘴测试台(Filtrona Cigarette Test Station)(CTS系列)来测量卷烟的压降值。
使用时，吸烟者点燃卷烟10的点火端28，并通过卷烟相反端的过滤元件30将烟抽吸至他/她口中。吸烟者可在不触动第一和第二物体50、52的情况下抽吸全部或一部分卷烟。在任何物体50、52保持未触动的抽吸经历部分期间，烟草杆15内产生的烟通过过滤元件的过滤材料40被抽吸到吸烟者。最佳地是，由于过滤元件内未触动物体的存在抽吸的烟的总体特征或特性实质上未收到任何程度到影响，除非具体物体构造成被触发或以其它方式影响抽吸的烟。如果需要，吸烟者可在抽吸经历之前、期间或甚至之后在任何时间将任何或所有可破裂第一和/或第二物体50、52弄破。任何可破裂物体的破裂用于释放包含和密封在其中的内容物。因此任何可破裂物体的内容物释放到过滤元件内使得吸烟者能够实现这些内容物中某些作用的想要的益处，无论该益处从对烟增香或增味、将烟冷却或弄湿、使烟蒂的味道清新还是达到与更改烟的总体成分相关的其它目的还是改变卷烟的总体性能特征。即，在极佳实施例中，任何可破裂物体的内容物直到有目的地物理破裂该特定物体时才释放到过滤元件内；但当可破裂物体破裂时，随后释放到过滤元件内的包含在可破裂物体内的一部分成分(例如芳香剂部分)包含至通过该过滤元件接收的主烟气流的随后的每口烟。这样，任何可破裂物体可由吸烟者根据其意愿而弄破。各个物体内或以其它方式与各个物体关联的多种香味或味道允许在卷烟的每次抽吸时有不同的口味，或如果所有物体内香味相同，则吸烟者可经历每口烟内增加感官响应的幅度。则某些情况下，由于抽吸卷烟时可影响感官响应的不同方式和不同程度，每个过滤元件内可包含相对小的物体。
在使用卷烟期间，通过由吸烟者的手指对过滤元件30施加的挤压作用对可破裂第一和/或第二物体50、52中的任何一个施加物理压力，使得过滤元件的相关部分变形，且因此使特定可破裂物体破裂并将相应的有效载荷释放到过滤元件的过滤材料40内。任何可破裂第一和/或第二物体50、52的破裂可通过可听破开声或裂开声、可破裂物体的破碎或粉碎的感觉、或对吸烟者施加压力的阻力快速增加的感觉来辨别。可破裂物体的破裂使其有效载荷的内容物分散在过滤材料40的各部分，且可能一定程度分散至烟草杆150。最佳地，放入和保持有第一和第二物体的过滤元件使得在卷烟的制造、存储和使用期间过滤元件有效地保持其总体形状。最佳地，过滤元件充分可挠曲以使过滤元件的总体圆柱形形状在停止对过滤元件施加压力之后恢复至基本上其初始形状。即，过滤元件具有足够的挠性以允许由吸烟者的手指施加的挤压压力使可破裂物体破裂，且足够有弹性以允许变形的过滤元件返回其初始形状。
得益于以上说明和关联的附图中所教授的内容，本发明相关的技术领域内的技术人员将会想到对在此所述的本发明的许多修改和其它实施例。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 (15)

1.一种用于形成用于制造卷烟过滤元件的杆元件的设备，所述杆具有长度并限定纵向轴线，所述设备包括：
杆形成单元，所述杆形成单元构造成将过滤材料的连续供给形成连续过滤杆；
物体插入单元，所述物体插入单元构造成将多个第一物体和多个第二物体插入所述连续过滤杆；以及
杆分开单元，所述杆分开单元构造成将所述连续过滤杆沿所述纵向轴线以预定间距再分成多个过滤杆部分，使得每个过滤杆部分包括设置在其中的至少一个第一物体和至少一个第二物体，所述第一物体与所述第二物体不同。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物体插入设备构造成以串联设置的组将多个第一和第二物体插入所述连续过滤杆内，每个相继组具有相对于前一组沿所述纵向轴线交替设置的所述第一和第二物体。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述杆分开单元构造成首先沿所述纵向轴线将所述连续过滤杆再分成所述多个过滤杆部分，每个过滤杆部分包括第一和第二物体的至少两个串联设置的组，每个相继的组具有相对于前一组沿所述纵向轴线交替设置的所述第一和第二物体。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述杆分开单元构造成根据需要将每个过滤杆部分进一步再分，使得每个再分的过滤杆部分仅包括两个串联设置的第一和第二物体的组，一个组具有相对于另一组沿所述纵向轴线相反设置的所述第一和第二物体。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括卷烟形成单元，所述卷烟形成单元构造成接纳所述再分的过滤杆部分并将烟草杆部分联接至每个再分的过滤杆部分的每个相反端。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括卷烟分开单元，所述卷烟分开单元可操作地与所述卷烟形成单元配合并构造成在沿所述纵向轴线设置的两组第一和第二物体之间将联接有所述烟草杆部分的所述过滤杆部分再分以形成各个卷烟，每个卷烟具有相对于所述烟草杆部分类似地设置在其所述过滤杆部分内的所述第一和第二物体。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物体插入单元还包括：
插入装置，所述插入装置构造成将所述第一和第二物体插入所述连续过滤杆内；以及
第一和第二递送系统，所述第一和第二递送系统与所述插入装置连通并构造成对所述插入装置提供所述相应的第一和第二物体。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括喷射装置，所述喷射装置与所述插入装置连通并构造成从所述喷射装置将所述第一和第二物体喷射到所述连续过滤杆内。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，插入装置，所述插入装置包括：
插入件，所述插入件能够绕第一轴线转动并具有平行于所述第一轴线延伸的周向面，所述周向面限定用于将所述相应第一和第二物体接纳在其中的多个凹腔；以及
负压组件，所述负压组件与所述插入件流体连通设置，并构造成对所述凹腔的至少一部分施加负压以在所述插入件转动期间将所述相应的第一和第二物体保持在所述凹腔内。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述插入件构造成从所述相应的第一和第二递送系统以串联设置的组接纳所述第一和第二物体，每个相继组具有相对于前一组沿所述周向面交替设置的所述第一和第二物体。
11.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述插入件还包括保持件，所述保持件与每个凹腔关联并构造成防止设置在其中的所述第一和第二物体之一被所述负压组件径向向内抽吸穿过所述凹腔。
12.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一和第二递送系统中的每一个包括：
漏斗组件，所述漏斗组件构造成接纳所述第一和第二物体之一；以及
可转动馈送装置，所述可转动馈送装置与所述漏斗组件连通以从所述漏斗组件将所述第一和第二物体中的一种接纳到由此限定到一系列凹腔内，所述可转动馈送装置构造成将所述第一和第二物体中的一种转移至所述插入装置。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一和第二递送系统中的每个还包括排放组件，所述排放组件构造成将所述第一和第二物体中的一种从所述可转动馈送装置的所述凹腔喷射到由所述插入装置限定的相应凹腔内。
14.一种用于形成用于制造卷烟过滤元件的杆的方法，所述杆具有长度并限定纵向轴线，所述方法包括：
将过滤材料的连续供给形成连续过滤杆；
沿所述纵向轴线以预定间距将所述连续过滤杆再分成多个过滤杆部分；以及
将多个第一物体和多个第二物体插入所述连续过滤杆，所述第一物体与所述第二物体不同，所述第一和第二物体插入所述过滤杆内，使得再分的过滤杆的每个过滤杆部分包括设置在其中的至少一个第一物体和至少一个第二物体。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1至13中任一项所述的设备来实施。
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