CN1077097A

CN1077097A - 用于生产香烟过滤嘴的空气喷嘴

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Publication number: CN1077097A
Application number: CN92114822.4A
Authority: CN
Inventors: 坂井隆; 丸藤孝; 北山博
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1993-10-13
Anticipated expiration: 2007-12-09
Also published as: US5282779A; CN1028202C; EP0546519A3; DE69223119D1; DE69223119T2; EP0546519B1; EP0546519A2

Abstract

一种生产香烟过滤嘴的空气喷嘴，包括传送部分和鸟嘴部分，传送部分由具有收敛顶端的喇叭筒套构成，在它们之间形成第一空气室，而在它们的顶端区域之间还形成了与第一空气室相通的环形狭缝。一个内管同轴地安装在喇叭筒和筒套组件的前面，形成沿着喷嘴的轴线穿过喷嘴的、把纤维束输送给过滤嘴机舌片的纤维通道。纤维束由从环形狭缝喷射到纤维通道中的压缩空气所施加的推力加速。内管套环装在内管上形成了第二空气室。

Description

本发明涉及一种用于生产香烟过滤嘴的空气喷嘴，这种过滤嘴具有除去烟草烟雾流中焦油和/或尼古丁的适当的过滤特性，并且，在一个过滤嘴内装有数量较少的类似于丝束的纤维束。用本发明的空气喷嘴所生产出的过滤嘴同时还具有高的初始硬度及高的平衡硬度，另外，本发明的空气喷嘴能够用具有不同总的旦尼尔数的各种纤维束有效地生产出过滤嘴。

下面为：当过滤嘴由一种类似于丝束的纤维束组成时，用在过滤嘴生产机器上的空气喷嘴的必要特征。

（1）这种空气喷嘴必须给各种总旦尼尔数在几千旦尼尔至几万旦尼尔范围内的任何一种类似于丝束的纤维束一个足够的推力，这样，纤维束才能被平稳地和有效地传送到过滤嘴生产机器的舌片上并转化成过滤嘴。

（2）这种空气喷嘴必须能形成具有除去烟草烟雾流中焦油和/或尼古丁的适当的过滤性能的过滤嘴，并且在一个过滤嘴内装有数量较少的类似于丝束的纤维束。

（3）为了在抽吸过程中便于拿住过滤嘴并防止它的变形，这种空气喷嘴必须能形成具有高的初始硬度及高的平衡硬度的过滤嘴。

通常，为了得到具有高平衡硬度的过滤嘴，常使用含有加大量的增塑剂（通常为甘油三醋酸酯）的类似于丝束的纤维束，以便增加构成过滤嘴的纤维之间的结合点。事实上，虽然所得到的过滤嘴具有高的平衡硬度，但是，它的缺陷是当它与香烟一起抽吸时，由于烟雾流中含有水分，过滤嘴要变软。

生产具有高的初始硬度及高的平衡硬度的过滤嘴的另一种方法是增加每个过滤嘴中的类似于丝束的纤维束的数量。然而，由此得到的过滤嘴的缺陷是，在直接形成过滤嘴以后，在该过滤嘴中存在着许多小孔，并且，该过滤嘴的空气吸阻很高，以致于降低了它的作为香烟过滤嘴的性能。

另外，为了形成增加了类似于丝束的纤维束的量的过滤嘴，就必须要把纤维束以一个较大的推力喂入到过滤嘴生产机器的舌片上。然而，目前还没有开发出能够给纤维束这样一个大推力的空气喷嘴。

虽然，为了获得满足以上（1）至（3）的必要特征的空气喷嘴已经做出了一些偿试。例如，日本审查过的实用新型公报昭60-796公开了如图1所示剖面的空气喷嘴。这种类型的空气喷嘴的特征是在一个类似于鸟嘴的出口端开有若干狭缝，这样，与普通的运输型空气喷嘴相比，它可使用更高压力的空气流，因此，可用高的推力把一种类似于丝束的纤维束喂到过滤嘴生产机的舌片上。但是，如果使用这种空气喷嘴来生产具有高的初始硬度的过滤嘴的话，那么，就要增加装入一个过滤嘴中的类似于丝束的纤维束的数量，并且过滤嘴的空气吸阻也会变得较高。

在日本未审查的实用新型公报平2-29296中公开了一种空气喷嘴，它用于把含有增塑剂并且在纤维束的一侧粘有活性碳颗粒的一种类似于丝束的纤维束送到过滤嘴生产机中。这种空气喷嘴适用于在纤维束向过滤嘴生产机运动的过程中，通过空气流来减少活性碳颗粒从纤维束中的散落。如图2所示，这种空气喷嘴包括一个构成纤维通道3的内管2和环绕着内管2的一个外管1。在管1，2之间形成了一个空气循环室4。在内管2的外表面上纵向设置了许多个空气导向壁5a，5b，5c和5d，同时，空气导向壁环绕着内管2。在各个空气导向壁的根部设有许多个空气喷嘴6a，6b，6c和6d，空气喷嘴倾斜于纤维束的传送方向，并从内管的空气循环室的内部通向纤维通道。在外管1的上游端和下游端分别设有空气入口8、9。在在内管的纤维通道的下游区域内设置的一个空气分流导向装置10和下游端的空气导向壁5d之间，形成了一个空气吸气狭缝11，这样，射入纤维通道中的空气就在空气循环室内循环，并且，在纤维束由空气喷嘴运送的过程中，从类似于丝束的纤维束上散落的活性碳颗粒可通过高压空气再次被传送到纤维束上去。事实上，这种空气喷嘴能够把纤维束传送到过滤嘴生产机的一个附件上去，同时，它防止了活性碳颗粒从纤维束中的散落。但是，这种空气喷嘴的缺陷是，通常不能得到具有高初始硬度的令人满意的过滤嘴。

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种满足上面所提到的必要特征（1）～（3）的空气喷嘴，而且，即使使用含有较少量的增塑剂的类似于丝束的纤维束，这种喷嘴仍能够生产出具有良好的初始硬度和平衡硬度的过滤嘴。

本发明的要点在于，生产香烟过滤嘴的空气喷嘴具有一个给类似于丝束的纤维束施加推力的传送部分和一个鸟嘴部分，其中所述的传送部分由一个具有收敛的顶端区域的喇叭筒和一个与喇叭筒同轴的、环装在喇叭筒上的喇叭筒套构成，这样，在喇叭筒体和喇叭筒套体之间形成了一个第一空气室，而在喇叭筒和喇叭筒套的顶端区域之间形成了一个与第一空气室相通的环形狭缝，所述的鸟嘴部分是由内管和内管套构成，而所述的内管同轴地安装在喇叭筒和喇叭筒套的组件的前面，从而形成一条沿着空气喷嘴的轴线穿过空气喷嘴的、用以将类似于丝束的纤维束输送给过滤嘴生产机的舌片的纤维通道，而所述的内管套同轴地环装在内管上，形成所说的鸟嘴部分，这样，在内管体和内管套体之间就形成了一个第二空气室，并且，在内管上设置了用以开松和交织纤维束内的纤维的装置。

开松和交织纤维束中的纤维的装置最好为开在内管管壁上的许多通孔，它们排列在内管的一个横截面的圆周上，以便使第二空气室与在鸟嘴部分的纤维通道相通，这样，通过由通孔从第二空气室中喷射出的压缩空气开松并彼此交织了纤维束中的纤维。

最好是，通孔的直径在0.5毫米至2毫米的范围内，通孔的数量在2至20个之间。

通孔的相对于纤维束的传送方向的角度最好在10°至120°的范围内。

最好是，在自鸟嘴部分的顶端起20毫米的区域内的鸟嘴部分上设置多条狭缝。

参照说明最佳实施例的附图，本发明的其它目的和优点将更加显而易见，其中：

图1是现有技术中的空气喷嘴的侧剖视图。

图2是现有技术中的另一种空气喷嘴的侧剖视图。

图3是本发明的一种典型的空气喷嘴的侧剖视图。

图4是本发明空气喷嘴的一部分即内管的侧剖视图。

图5是现有技术的输送型空气喷嘴的侧剖视图。

在图3中，通过一个O型密封圈24把喇叭筒套23插入地固定在用于把类似于丝束的纤维束送到过滤嘴生产机上的喇叭筒21上。在喇叭筒套23和喇叭筒21之间形成了第一空气室26a，空气室26a与压缩空气的进口23b相通。在喇叭筒套23的顶端部分28和喇叭筒21的顶端部分27之间，形成了一个环形狭缝29，它用于喷射压缩空气并抽吸类似于丝束的纤维束，使得类似于丝束的纤维束以高的速度通过出口23a向前输送到过滤嘴生产机的舌片上。

本发明的空气喷嘴的最典型的特征在于，把设置有开松和交织纤维束中的纤维的装置的鸟嘴部分30固定在喇叭筒21的出口23a之前。在图3中，用以开松和交织纤维束中的纤维的装置是一些用于把压缩空气流喷射到纤维束外表面上的通孔22a，这些通孔排列在构成鸟嘴部分30的内管22的圆柱面上。正如图4所示，最好把通孔22a环形地排列在内管22的圆柱面上，并且，它们相对于纤维束传送方向具有10°至120°的夹角α。通孔的直径较好地是在0.5毫米至2毫米的范围内，最好是在0.6毫米至1.6毫米的范围内。通孔的数量较好地是在2至20个范围内，最好是在2至16个范围内，以便对通过内管传送着的纤维束进行均匀地开松/交织处理。最好，把通孔沿圆周排成一排或两排。

如果通孔的相对于纤维束的运行方向的角度α小于10°的话，那么，即使喂入率和/或通过通孔的压缩空气的压力相当稳定，也很难充分地开松和交织通过内管传送的纤维束中的纤维，因此，很难得到具有所希望的初始硬度和平衡硬度的过滤嘴。反之，如果角度α大于120°的话，那么，纤维束在内管中的高速运行很容易被中断。因此，在鸟嘴部分的内管上的通孔的α角的折衷范围较好地是在10°至120°之间，最好是在20°至100°之间，这样，纤维束在内管中的高速运行就不会被中断，并且，使纤维束达到令人满意的开松和交织效果，从而，在所生产出的过滤嘴中得到所希望的初始/平衡硬度。

如果通孔的直径小于0.5毫米或者大于2毫米的话，那么，从通孔喷射出的空气流就容易不充足或不均匀，因此，不能得到令人满意的或均匀的开松/交织效果，从而，所得到的过滤嘴的初始硬度较低或不均匀。

如果使用在内管的圆柱面上只有一个通孔的空气喷嘴或者使用在内管的纵向上，排列有一排通孔的空气喷嘴的话，那么，由于不能对类似于丝束的纤维束进行充分地均匀地开松/交织处理，因此，就很难形成具有适当初始硬度的过滤嘴。另外，根据上面所提到的空气喷嘴，很难大范围地调整施加于在鸟嘴部分运行的纤维束上的推力。

相反，在本发明的空气喷嘴的情况下，因为可以大范围地调整施加于纤维束上的推力，所以，从具有不同的总旦尼尔数的一个组中选择的任何纤维束均能被适当地制成过滤嘴。

当本发明的空气喷嘴的鸟嘴部分与使用的过滤嘴生产机的舌片相连时，则在空气喷嘴工作期间，压缩空气就会从在鸟嘴部分的顶端和舌片之间的一个缝隙中呈喷射状地泄漏出来。这种压缩空气的泄漏应当被有效地进行控制，否则，纤维束中的纤维在通过这一区域时就可能是混乱的。为了避免这种麻烦的出现，在鸟嘴部分的顶端区域的不超过20毫米的范围内该出了若干个狭缝22b，如图4所示。若狭缝22b超过20毫米，此外就会有大量的压缩空气泄漏，以致不能有效地把纤维束送入过滤嘴生产机。狭缝的长度最好是小于12毫米。

本发明的空气喷嘴的鸟嘴部分30是由内管22和内管套25构成的，其中，内管套25呈中空的截头圆锥形状，并且，它通过O型密封圈24同轴地环装在内管22的外圆周上。由于要把均匀的压力空气传送到通孔22a中，用于开松和交织纤维束，因此，最好在内管22和内管套25之间形成一个第二空气室26b。第二空气室26b与一个压缩空气的进口25b相通。

如图3所示，通过喇叭筒套23的顶端区域和内管套25的后端区域的螺纹联接，把鸟嘴部分30和喇叭筒21固定在一起，这样，在它们之间就形成了出口23a。另外，这种固定也可使用螺钉/螺母联接或粘接。

把本发明的空气喷嘴安装在过滤嘴生产机上，并且按以下方式由类似于丝束的纤维束生产过滤嘴;

通过喇叭筒21，将纤维束引进空气喷嘴并由推力驱动，该推力是由从环形狭缝29中喷射出来的与纤维束相接触的压缩空气所产生的。纤维束穿过出口23a进入构成鸟嘴部分30的内管22，在此，利用从通孔22a喷射的空气的作用，充分地开松和彼此交织纤维束中的纤维。然后，纤维束被不断地传送到过滤嘴生产机的舌片上，形成了过滤嘴。这样所得到的过滤嘴具有高的初始硬度。

在例如，日本审查过的实用新型公报昭60-796号中所公开的及图1所示的现有空气喷嘴不能达到这些效果。在图1所示的空气喷嘴中，标号41是喇叭筒，43是喇叭筒套，而50是在顶端区域具有多个狭缝42b的鸟嘴部分。通过一个连接件A把喇叭筒41固定在鸟嘴部分50上。在喇叭筒41和喇叭筒套43之间形成了一个第一空气室46a，它的一端与一个压缩空气进口43b相通，而另一端则与一个环形狭缝41相通，用以把推力施加到纤维束上去。这种类型的空气喷嘴，能够将装入一个过滤嘴中的纤维的量提高到某种程度，因此，当把这种空气喷嘴装到过滤嘴生产机上时，所得到的过滤嘴具有高的初始硬度。然而，这种过滤嘴具有极大的空气吸阻，因此，不适合作为香烟过滤嘴。

根据本发明的空气喷嘴，用以把压缩空气供给纤维通道的装置分为两个部分，即：一部分是在喇叭筒和喇叭筒套的顶端区域之间所形成的环形狭缝，另一部分是开在鸟嘴部分的中间区域的多个通孔。所以，很容易调节施加到纤维束上的推力，因此，即使用具有较大的总旦尼尔数的类似于丝束的纤维束，也能生产出适合作为香烟过滤嘴的过滤嘴。另外，由于在鸟嘴部分上设置了用以开松和交织纤维束中的纤维的装置，因此，即使过滤嘴内装有较少量的纤维，仍可以生产出具有高初始硬度及高平衡硬度的过滤嘴。

下面将描述本发明的实施例，其中一些特性的测定如下。

1）初始硬度：

过滤嘴的初始硬度是在其形成之后的20分钟内，用由FILTRONA仪器及自动化有限公司生产的FTS-400型测试仪测出的过滤嘴的硬度。

2）平衡硬度：

过滤嘴的平衡硬度是指当同一根过滤嘴在温度为20℃，相对湿度为65%的室内保存了一天一夜后，用由FILTRONA仪器及自动化有限公司生产的FTS-400型测试仪测出的这根过滤嘴的硬度。

初始硬度及平衡硬度均以%表示，它们由下面的公式测得：

(d)/(D) ×100（%）

式中D表示加载前过滤嘴的外径，d表示加载后过滤嘴的外径。

3）空气吸阻：

根据CORESTA标准方法第10号（1968，9月）的规定，空气的吸阻是用由FILTRONA仪器及自动化有限公司生产的FTS-400测试仪测得的。

换句话说，空气吸阻是以当一股空气流在20℃的温度和60%的相对湿度条件下以17.5毫升/秒的流量流过一根过滤嘴时，通过测量过滤嘴的空气入口和空气出口之间的压力差-亦即相对于空气压力的压降-而计算出来的毫米水柱表示的。

4）成型范围：

成型范围被定义为在一个可能输出曲线上，从过滤嘴的最大重量（上限重量）中减去过滤嘴的最小重量（下限重量）所得到的数值。较大的数值表示用以把类似于丝束的纤维束传送给过滤嘴生产机的舌片的空气喷嘴具有较高的能力，反之亦然。

例1至例5

把总旦尼尔数为36，000的二醋酸纤维素纤维的卷曲丝束用作生产过滤嘴的纤维束，每一根纤维为3旦并且横截面为Y形。准备五个具有图3所示结构的空气喷嘴。每一个空气喷嘴均具有在其内管上排成一圈的若干个通孔，用于开松和交织丝束中的纤维。每个通孔的直径为1毫米。每个内管的长度L为76毫米，内径D为12毫米。每个内管上开有八个窄缝，其长度l为5毫米，宽度W为1毫米。在喇叭筒21的顶端区域的纤维通道的最小内径为10毫米。各个空气喷嘴中的α角度（前面定义过）和通孔的数量如表1所示彼此是不同的。

把各个空气喷嘴安装在过滤嘴生产机（KDFII/AFII，Hauni-Werke k

rber δ Co.KG）上并进行过滤嘴的生产，这样，在第一空气室26a内的压力维持在1.5千克/厘米²，第二空气室26b内的压力维持在2.0千克/厘米²，以及过滤嘴的生产速度为400米/秒的情况下，得到了含有占总重量6%的增塑剂的、横截面的圆周长度为24.7毫米、纵向长度为120毫米的、每10根过滤嘴的丝束重量为6.5克的过滤嘴。表1列出了由此所得到的过滤嘴的性能的测定值。

从表1中明显地看出，用本发明的空气喷嘴所生产出的所有过滤嘴均具有高于84%的较高的初始硬度。对于平衡硬度来说情况也是一样的。虽然初始硬度在较高的标准上，但是，空气吸阻在336至339的合适的范围内。本发明的空气喷嘴的成型范围是很宽的，即从1.62到2.15，这说明这种空气喷嘴能用在一个宽的总旦尼尔数范围内的各种纤维束生产过滤嘴。

对比例1和2

在使用与例1至例5所用的相同的纤维丝束的情况下，分别把具有图1和图5所示结构的两种空气喷嘴安装在过滤嘴生产机上并进行过滤嘴的生产。空气的压力为1.5千克/厘米²。所得到的过滤嘴的性能用前面所述的同样的方式测得并列于表1中。

正如前面所指出的那样，本发明的空气喷嘴，因为在把纤维束输送到过滤嘴生产机的过程中，它可充分地开松和相互交织类似于丝束的纤维束中的纤维，所以，可以得到具有良好的初始硬度及平衡硬度和合适的空气吸阻的过滤嘴。

Claims

1、一种用于生产香烟过滤嘴的空气喷嘴，包括一个给类似于丝束的纤维束施加推力的传送部分和一个鸟嘴部分，其特征在于所述的传送部分由一个具有收敛的顶端区域的喇叭筒和一个与喇叭筒同轴的环装在喇叭筒上的喇叭筒套构成，从而在喇叭筒体和喇叭筒套体之间形成了一个第一空气室，而在喇叭筒和喇叭筒套的顶端区域之间形成一个与第一空气室相通的环形狭缝，所述的鸟嘴部分由内管和内管套构成，而所述的内管同轴地安装在喇叭筒和喇叭筒套的组件的前面，从而形成一条沿着空气喷嘴的轴线穿过空气喷嘴的、用以将类似于丝束的纤维束输送给过滤嘴生产机的舌片的纤维通道，所述的内管套同轴地环装在内管上，构成所说的鸟嘴部分，从而在内管和内管套体之间形成一个第二空气室，此外，在内管上设置了用以开松和交织纤维束中的纤维的装置。

2、如权利要求1所述的一种空气喷嘴，其特征在于：用以开松和交织纤维束中的纤维的装置是开在内管的圆柱面上的若干个通孔，这些通孔排列在内管的一个横截面的圆周上，使得第二空气室与在鸟嘴部分的纤维通道相通，从而借助于通过通孔从第二空气室喷射出的压缩空气把纤维束中的纤维开松和相互交织。

3、如权利要求2所述的一种空气喷嘴，其特征在于：通孔的直径在0.5至2毫米的范围内。

4、如权利要求2所述的一种空气喷嘴，其特征在于：通孔的数量在2至20个范围内。

5、如权利要求2所述的一种空气喷嘴，其特征在于：通孔的相对于纤维束的输送方向的角度在10°至120°的范围内。

6、如权利要求1至5中任一项所述的一种空气喷嘴，其特征在于：在鸟嘴部分的自其顶端起20毫米的区域内设有若干个窄缝。