CN110353303A - 一种异形同轴芯滤棒及其制作方法 - Google Patents
一种异形同轴芯滤棒及其制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种异形同轴芯滤棒,由外至内依次包括有包装层、外芯及内芯,所述外芯与内芯同轴,所述内芯为实芯棒材或空芯管材。本发明进一步提供了一种异形同轴芯滤棒的制作方法、制作设备及其使用方法。本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,具有成型工艺简单、设备投入少、制造成本低、生产效率高,制备滤棒内芯形状美观易控制、烟气通过时流通路径会明显不同于常规滤棒的优点。
Description
技术领域
本发明属于卷烟滤棒制造技术领域,涉及一种异形同轴芯滤棒及其制作方法。
背景技术
传统同轴芯滤棒主要以二醋酸纤维纤维丝束为原材料经成型纸包裹卷制或蒸汽加热而成,具备新颖的外观和独特的烟气截留效果,可在一定程度上降低卷烟烟气对人体的危害作用。
由此衍生了一系列同轴芯滤棒,如“纸质同轴芯滤棒”(专利申请号:201010592440.2)公开了一种内芯为纸质滤棒的同轴芯;“一种丝状或片状滤材同轴芯滤棒”(专利申请号:201510436387.X)公开一种由成形纸包裹的内芯结构经过加香处理的丝状或天然植物材料制成的结构;“异形同轴芯沟槽滤棒”(专利申请号:201120409135.5)公开一种内外滤芯均相间设有沟槽结构的新式同轴芯滤棒。但是目前同轴芯滤棒成型工艺复杂,设备成本投入偏高、材料单一、结构同质化等缺点。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种工艺简单、资金投入少、生产效率高及内芯异形形状美观可控的新型异形同轴芯滤棒及其制作方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明第一方面提供一种异形同轴芯滤棒,由外至内依次包括有包装层、外芯及内芯,所述外芯与内芯同轴,所述内芯为实芯棒材或空芯管材,所述内芯的横截面形状选自圆形、心形、三角形、四边形、梅花形或星形中的一种。
优选地,所述包装层的材质为成型纸。所述成型纸为常规使用的烟草滤棒包装成型纸。
更优选地,所述成型纸的质量为25-27g/m2,宽度为26-27mm。具体来说,所述成型纸的选择与滤棒的直径相关,具体如当滤棒圆周在24.25cm时,采用26g/m2、宽度为27mm的成型纸,当滤棒圆周在23.85cm时,采用26g/m2、宽度为26mm的成型纸。
优选地,所述外芯的材质为二醋酸纤维丝束。所述二醋酸纤维丝束为常规成型滤棒采用的原材料。
更优选地,所述二醋酸纤维丝束的规格选自7.5Y16000、6.7Y17000或6.0Y17000丝束中的一种。
优选地,所述外芯的圆周为14-25mm。
优选地,所述外芯与内芯同轴时,两者的轴心偏差≤0.4mm。
优选地,所述内芯的颜色选自红色、白色、蓝色中的一种。所述内芯的颜色由食用性的颜色添加剂形成,可以增加滤棒截面的视觉效果。
优选地,所述内芯的横截面积占整个滤棒的横截面积为20-60%。
更优选地,当所述内芯为空芯管材时,所述空芯管材的横截面积占整个滤棒的横截面积为20-50%。
更优选地,当所述内芯为实芯棒材时,所述实芯棒材的横截面积占整个滤棒的横截面积为30-60%。
优选地,所述实芯棒材或空芯管材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。
优选地,所述实芯棒材是指填充材料为高分子材料的实心管棒。
更优选地,所述填充材料的性能指标条件为:拉伸强度:15-30MPa;断裂伸长率:15-60%;硬度:肖氏硬度40-80。
优选地,所述空芯管材是指管壁材料为高分子材料的中空管。
更优选地,所述管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-60MPa;断裂伸长率:30-100%;硬度:肖氏硬度40-80。
更优选地,所述高分子材料选自聚乳酸(PLA)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)的颗粒中的一种或多种混合。所述高分子材料为具有无毒环保特性的高分子材料颗粒。
优选地,所述空芯管材的管材壁厚为0.5-3mm。
优选地,所述滤棒的长度为70-150mm,长度偏差为±0.5mm。
本发明第二方面提供一种异形同轴芯滤棒的制作方法,包括以下步骤:
1)将高分子材料依次进行高温熔融、模头挤出、冷却定型、卷盘成型,制得内芯;
2)在内芯外围包裹二醋酸纤维丝束形成外芯,所述外芯与内芯保持同轴;
3)在外芯外围包裹包装纸形成包装层,即得所需的异形同轴芯滤棒。
优选地,步骤1)中,所述高温熔融的温度为120-200℃。所述高温熔融是将高分子材料颗粒放入挤出成型机内在高温下进行熔融。
优选地,步骤1)中,所述高温熔融的时间≤1min。长时间的高温熔融易使高分子材料分解变质。
优选地,步骤1)中,所述模头挤出是将高温熔融后的高分子材料经挤出成型机的模头挤出。所述模头挤出可将高分子材料按需要以不同形状挤出。
优选地,步骤1)中,所述冷却定型依次包括有第一步冷却和第二步冷却,所述第一步冷却的温度为40-60℃,所述第一步冷却的时间为2-4min,所述第二步冷却的温度为室温,所述第二步冷却的时间≥3min。
更优选地,所述第一步冷却的温度为50℃,所述第一步冷却的时间为3min,所述第二步冷却的温度为20-30℃,所述第二步冷却的时间≥5min。
优选地,步骤1)中,所述卷盘成型是将冷却定型的高分子材料进行卷盘,以便后续在内芯外围进行包裹工艺。
优选地,步骤2)中,所述外芯与内芯保持同轴时,两者的轴心偏差≤0.4mm。
优选地,步骤3)中,所述异形同轴芯滤棒还需要进行分切成型。所述分切成型是将滤棒切断成特定长度,再包装成成品。所述特定长度为80mm、100mm或120mm。
本发明第三方面提供一种异形同轴芯滤棒的制作设备,包括有内芯输送单元、丝束开松及输送单元、包裹单元,所述内芯输送单元内设有输送辊,所述丝束开松及输送单元内沿丝束输送方向依次设有丝束开松辊对、二醋酸甘油酯施加装置、输出辊对,所述包裹单元内沿内芯输送方向依次设有内芯喷嘴、内芯位置调控装置、成型烟枪,所述内芯位置调控装置与成型烟枪之间设有丝束喷嘴,所述输送辊、内芯喷嘴、内芯位置调控装置、成型烟枪之间经内芯输送连接,所述丝束开松辊对、二醋酸甘油酯施加装置、输出辊对、丝束喷嘴之间经丝束输送连接,所述丝束喷嘴喷射的丝束包裹在丝束喷嘴与成型烟枪之间输送的内芯上。
优选地,所述输送辊输送的内芯为卷盘成型的内芯。
优选地,所述丝束开松辊对沿丝束输送方向依次设有第一丝束开松辊对及第二丝束开松辊对。
优选地,所述二醋酸甘油酯施加装置为常规使用的对二醋酸纤维丝束施加二醋酸甘油酯的装置。具体来说,所述二醋酸甘油酯施加装置为德国虹霓公司(hauni)生产的KDF2成型机中的二醋酸甘油酯施加装置。其是一种毛刷喷洒型施加装置,经毛刷的甩动将二醋酸甘油酯施加在丝束上。
优选地,所述内芯位置调控装置为常规使用的内芯位置调控装置。所述内芯位置调控装置调整内芯位置使内芯位于丝束包裹的中心位置。具体来说,所述内芯位置调控装置为专利ZL201621465395.3中的滤棒加线定位装置。
优选地,所述丝束喷嘴的喷射压力为0.03-0.05MPa。
优选地,所述内芯输送的车速为1000-2000支/min。
优选地,所述成型烟枪是在内芯外围包裹有外芯的情况下,再包裹包装纸形成包装层的装置。所述成型烟枪为常规使用的内装有包装纸的成型烟枪。具体来说,所述成型烟枪为德国虹霓公司(hauni)生产的KDF2成型机中的成型烟枪。
优选地,所述一种异形同轴芯滤棒的制作设备还包括有分切成型单元,所述分切成型单元与成型烟枪之间经滤棒输送连接。所述分切成型单元为常规使用的分切成型装置。所述分切成型单元将滤棒切断成特定长度,再包装成成品。具体来说,所述分切成型装置为德国虹霓公司(hauni)生产的KDF2成型机中的分切成型装置。
本发明第四方面提供一种异形同轴芯滤棒的制作设备的使用方法,包括以下步骤:
A)将内芯通过内芯输送单元内的输送辊输送入包裹单元,所述内芯在包裹单元内经内芯喷嘴喷射,再经内芯位置调控装置调整内芯所处的位置后继续输送;
B)将丝束通过丝束开松及输送单元内的丝束开松辊对进行开松后,在二醋酸甘油酯施加装置内施加二醋酸甘油酯,通过输出辊对输送入包裹单元,所述丝束在包裹单元内经丝束喷嘴喷射在步骤1)中继续输送的内芯上形成外芯,输送入成型烟枪;
C)在成型烟枪内使包装纸包裹在外芯外围,获得所需的异形同轴芯滤棒。
优选地,步骤C)中,所述异形同轴芯滤棒由包裹单元流入分切成型单元进行分切成型。
如上所述,本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,具有以下有益效果:
(1)本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,内芯成型工艺简单易行,异形内芯形状是通过高分子材料熔融,并通过模头塑性后,冷却定型,充分利用了高分子材料成熟的成型工艺,可方便快捷的形成多种结构、尺寸的异形形状。
(2)本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,通过独特结构的制作设备,使内外芯及包装纸包裹工艺简单,由于异形内芯结构是已经成型的结构,包裹过程中只需进行外芯丝束、包装纸的定型。
(3)本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,具有独特的烟气截留效果,由于内芯是实芯或空芯的结构,烟气通过时流通路径会明显不同于常规滤棒,为新式滤棒产品提供不一样的思路。
(4)本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,制备的滤棒外观新颖独特,内芯异形结构千变万化,适于企业设计特有的标志图案,具有强烈视觉冲击和防伪效果。
(5)本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,制备的滤棒具有成型工艺简单、设备投入少、制造成本低、生产效率高及滤棒内芯形状美观易控制的优点。
附图说明
图1显示为本发明的产品的立体结构示意图。
图2显示为图1的横截面示意图(内芯为空心圆形结构)。
图3显示为图1的横截面示意图(内芯为实心圆形结构)。
图4显示为图1的横截面示意图(内芯为空心心形结构)。
图5显示为图1的横截面示意图(内芯为实心心形结构)。
图6显示为图1的横截面示意图(内芯为空心三角形结构)。
图7显示为图1的横截面示意图(内芯为实心三角形结构)。
图8显示为图1的横截面示意图(内芯为空心四边形结构)。
图9显示为图1的横截面示意图(内芯为实心四边形结构)。
图10显示为常规滤棒的烟气流动方向示意图。
图11显示为本发明的实心异形同轴芯滤棒的烟气流动方向示意图。
图12显示为本发明的空心异形同轴芯滤棒的烟气流动方向示意图。
图13显示为本发明的一种异形同轴芯滤棒的制作设备的结构示意图。
附图标记
1 成型纸
2 内芯
3 外芯
4 丝束
A 内芯输送单元
A1 输送辊
B 丝束开松及输送单元
B1 丝束开松辊对
B11 第一丝束开松辊对
B12 第二丝束开松辊对
B2 二醋酸甘油酯施加装置
B3 输出辊对
C 包裹单元
C1 内芯喷嘴
C2 内芯位置调控装置
C3 成型烟枪
C4 丝束喷嘴
D 分切成型单元
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图13。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1-9所示,本发明提供一种异形同轴芯滤棒,由外至内依次包括有包装层、外芯及内芯,所述外芯与内芯同轴,所述内芯为实芯棒材或空芯管材,所述内芯的横截面形状选自圆形、心形、三角形、四边形、梅花形或星形中的一种。
在一个优选的实施例中,如图1-9所示,所述包装层的材质为成型纸。所述成型纸的质量为25-27g/m2,宽度为26-27mm。具体来说,所述成型纸的选择与滤棒的直径相关,具体如当滤棒圆周在24.25cm时,采用26g/m2、宽度为27mm的成型纸,当滤棒圆周在23.85cm时,采用26g/m2、宽度为26mm的成型纸。
在一个优选的实施例中,如图1-9所示,所述外芯的材质为二醋酸纤维丝束。所述二醋酸纤维丝束的规格选自7.5Y16000、6.7Y17000或6.0Y17000丝束中的一种。
在一个优选的实施例中,如图1-9所示,所述外芯的圆周为14-25mm。
在一个优选的实施例中,如图1-9所示,所述外芯与内芯同轴时,两者的圆心偏差≤0.4mm。
在一个优选的实施例中,如图1-9所示,所述内芯的横截面积占整个滤棒的横截面积为20-60%。优选情况为,当所述内芯为空芯管材时,所述空芯管材的横截面积占整个滤棒的横截面积为20-50%;当所述内芯为实芯棒材时,所述实芯棒材的横截面积占整个滤棒的横截面积为30-60%。
在一个优选的实施例中,所述内芯的颜色选自红色、白色、蓝色中的一种。
在一个优选的实施例中,所述实芯棒材或空芯管材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。
在一个优选的实施例中,如图3、5、7、9所示,所述实芯棒材是指填充材料为高分子材料的实心管棒。所述填充材料的性能指标条件为:拉伸强度:15-30MPa;断裂伸长率:15-60%;硬度:肖氏硬度40-80。
在一个优选的实施例中,如图2、4、6、8所示,所述空芯管材是指管壁材料为高分子材料的中空管。所述管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-60MPa;断裂伸长率:30-100%;硬度:肖氏硬度40-80。
进一步地,如图1-9所示,所述内芯的材质为高分子材料,所述高分子材料选自聚乳酸(PLA)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PP)的颗粒中的一种或多种混合。所述高分子材料为具有无毒环保特性的高分子材料颗粒。
在一个优选的实施例中,如图2、4、6、8所示,所述空芯管材的管材壁厚为0.5-3mm。
在一个优选的实施例中,如图1所示,所述滤棒的长度为70-150mm,长度偏差为±0.5mm。
如图13所示,本发明提供一种异形同轴芯滤棒的制作设备,包括有内芯输送单元A、丝束开松及输送单元B、包裹单元C,所述内芯输送单元A内设有输送辊A1,所述丝束开松及输送单元B内沿丝束4输送方向依次设有丝束开松辊对B1、二醋酸甘油酯施加装置B2、输出辊对B3,所述包裹单元C内沿内芯2输送方向依次设有内芯喷嘴C1、内芯位置调控装置C2、成型烟枪C3,所述内芯位置调控装置C2与成型烟枪C3之间设有丝束喷嘴C4,所述输送辊A1、内芯喷嘴C1、内芯位置调控装置C2、成型烟枪C3之间经内芯2输送连接,所述丝束开松辊对B1、二醋酸甘油酯施加装置B2、输出辊对B3、丝束喷嘴C4之间经丝束4输送连接,所述丝束喷嘴C4喷射的丝束4包裹在丝束喷嘴C4与成型烟枪C3之间输送的内芯2上。
在一个优选的实施例中,如图13所示,所述丝束开松辊对B1沿丝束输送方向依次设有第一丝束开松辊对B11及第二丝束开松辊对B12。
在一个优选的实施例中,如图13所示,所述输送辊A1输送的内芯2为卷盘成型的内芯。
在一个优选的实施例中,如图13所示,所述内芯2输送的车速为1000-2000支/min。
在一个优选的实施例中,如图13所示,所述一种异形同轴芯滤棒的制作设备还包括有分切成型单元D,所述分切成型单元D与成型烟枪C3之间经滤棒输送连接。
实施例1
选取肖氏硬度为80的聚丙烯(PP)材料颗粒,放入挤出成型机内在150-170℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在50℃进行第一步冷却3min,在25℃进行第二步冷却5min,再卷盘成型,获得横截面为圆形的空芯管材作为内芯。其中,空芯管材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。空芯管材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-60MPa;断裂伸长率:30-100%;硬度:肖氏硬度40-80。内芯外壁厚度为0.5mm。内芯的圆周为3.5mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为24.25mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.3mm。
最后将26g/m2、宽度为27mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品1#,具体结构见图1、2。
实施例2
选取肖氏硬度为60的聚丙烯(PP)材料颗粒,放入挤出成型机内在150-170℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在50℃进行第一步冷却3min,在25℃进行第二步冷却5min,再卷盘成型,获得横截面为圆形的实芯棒材作为内芯。其中,实芯棒材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。实芯棒材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:15-30MPa;断裂伸长率:15-60%;硬度:肖氏硬度40-80。内芯的圆周为3.8mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为23.85mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.2mm。
最后将26g/m2、宽度为26mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品2#,具体结构见图1、3。
实施例3
选取肖氏硬度为80的PP和PE共混材料颗粒,放入挤出成型机内在180-200℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在45-60℃进行第一步冷却3min,在20-30℃进行第二步冷却5min,再卷盘成型,获得横截面为心形的空芯管材作为内芯。其中,空芯管材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。空芯管材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-60MPa;断裂伸长率:30-100%;硬度:肖氏硬度40-80。PP与PE加入的质量比为3:1。内芯外壁厚度为0.8mm。内芯的圆周为3.8mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为24.25mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.2mm。
最后将26g/m2、宽度为27mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品3#,具体结构见图1、4。
实施例4
选取肖氏硬度为70的PP和PE共混材料颗粒,放入挤出成型机内在180-200℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在45-60℃进行第一步冷却3min,在20-30℃进行第二步冷却5min,再卷盘成型,获得横截面为心形的实芯棒材作为内芯。其中,实芯棒材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。实芯棒材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:15-30MPa;断裂伸长率:15-60%;硬度:肖氏硬度40-80。PP与PE加入的质量比为3:1。内芯的圆周为3.8mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为23.85mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.2mm。
最后将26g/m2、宽度为26mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品4#,具体结构见图1、5。
实施例5
选取肖氏硬度为80的聚丙烯(PP)材料颗粒,放入挤出成型机内在150-170℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在50℃进行第一步冷却2-4min,在25℃进行第二步冷却3-5min,再卷盘成型,获得横截面为等边三角形的空芯管材作为内芯。其中,空芯管材的性能指标条件为:密度:1.0-1.2kg/l;吸水率≤0.4%;玻璃化转变温度:80-90℃;分解温度≥180℃。空芯管材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:30-50MPa;断裂伸长率:50-80%;硬度:肖氏硬度60-80。内芯外壁厚度为0.8mm。内芯的圆周为6.0mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为24.25mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.3mm。
最后将26g/m2、宽度为27mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品5#,具体结构见图1、6。
实施例6
选取肖氏硬度为60的聚丙烯(PP)材料颗粒,放入挤出成型机内在150-170℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在50℃进行第一步冷却2-4min,在25℃进行第二步冷却3-5min,再卷盘成型,获得横截面为等边三角形的实芯棒材作为内芯。其中,实芯棒材的性能指标条件为:密度:1.0-1.2kg/l;吸水率≤0.4%;玻璃化转变温度:80-90℃;分解温度≥180℃。实芯棒材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-25MPa;断裂伸长率:30-50%;硬度:肖氏硬度60-80。内芯的圆周为6.0mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为23.85mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.2mm。
最后将26g/m2、宽度为26mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品6#,具体结构见图1、7。
实施例7
选取肖氏硬度为75的PLA材料颗粒,放入挤出成型机内在160-190℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在50℃进行第一步冷却3min,在25℃进行第二步冷却5min,再卷盘成型,获得横截面为正方形的空芯管材作为内芯。其中,空芯管材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。空芯管材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-60MPa;断裂伸长率:30-100%;硬度:肖氏硬度40-80。内芯外壁厚度为1.0mm。内芯的圆周为5.0mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为24.25mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.3mm。
最后将26g/m2、宽度为27mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品7#,具体结构见图1、8。
实施例8
选取肖氏硬度为60的PLA材料颗粒,放入挤出成型机内在160-190℃进行熔融1min,然后经挤出成型机的模头挤出,在50℃进行第一步冷却3min,在25℃进行第二步冷却5min,再卷盘成型,获得横截面为正方形的实芯棒材作为内芯。其中,实芯棒材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃。实芯棒材中管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:15-30MPa;断裂伸长率:15-60%;硬度:肖氏硬度40-80。内芯的圆周为5.0mm。
然后将成型的二醋酸纤维丝束材料包裹在内芯外围,形成外芯。外芯的圆周为23.85mm。外芯与内芯保持同轴,两者的轴心偏差≤0.2mm。
最后将26g/m2、宽度为26mm的成型纸包裹在外芯外围形成包装层,再进行分切成型,即得所需的异形同轴芯滤棒样品8#,具体结构见图1、9。
实施例9
采用常规工艺制备了仅包裹有二醋酸纤维丝束材料的对照滤棒样品1*。
将对照滤棒样品1*与空心异形同轴芯滤棒样品、实心异形同轴芯滤棒样品进行比较,可以发现异形同轴芯滤棒样品中烟气通过时流通路径会明显不同于常规滤棒,具体结果见图10、11、12。
由图10可知,对照滤棒样品1*作为常规滤棒,其横截面的阻力均一,因此烟气可以沿着滤棒长度方向均匀流动。
由图11可知,实心异形同轴芯滤棒样品,其内芯存在实芯棒材的阻挡,烟气主要经过外芯的二醋酸纤维丝束流动。
由图12可知,空心异形同轴芯滤棒样品,其内芯为中空的空芯管材,是一种无阻力状态,因此烟气主要经过内芯流动。
由此可见,对照滤棒样品与空心异形同轴芯滤棒样品、实心异形同轴芯滤棒样品的烟气通过时流通路径明显不同,空心异形同轴芯滤棒样品和实心异形同轴芯滤棒样品具有独特的烟气截留效果,能够用于制作新式滤棒产品。
综上所述,本发明提供的一种异形同轴芯滤棒及其制作方法,具有成型工艺简单、设备投入少、制造成本低、生产效率高,制备滤棒内芯形状美观易控制、烟气通过时流通路径会明显不同于常规滤棒的优点。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种异形同轴芯滤棒,其特征在于,由外至内依次包括有包装层、外芯及内芯,所述外芯与内芯同轴,所述内芯为实芯棒材或空芯管材。
2.根据权利要求1所述的一种异形同轴芯滤棒,其特征在于,所述包装层的材质为成型纸;所述外芯的材质为二醋酸纤维丝束。
3.根据权利要求1所述的一种异形同轴芯滤棒,其特征在于,所述内芯包括以下条件中任一项或多项:
A1)所述内芯的横截面积占整个滤棒的横截面积为20-60%;
A2)所述实芯棒材或空芯管材的性能指标条件为:密度:0.8-1.4kg/l;吸水率≤0.6%;玻璃化转变温度:60-100℃;分解温度≥150℃;
A3)所述实芯棒材是指填充材料为高分子材料的实心管棒,所述填充材料的性能指标条件为:拉伸强度:15-30MPa;断裂伸长率:15-60%;硬度:肖氏硬度40-80;
A4)所述空芯管材是指管壁材料为高分子材料的中空管,所述管壁材料的性能指标条件为:拉伸强度:20-60MPa;断裂伸长率:30-100%;硬度:肖氏硬度40-80;
A5)所述内芯的横截面形状选自圆形、心形、三角形、四边形、梅花形或星形中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种异形同轴芯滤棒,其特征在于,所述外芯与内芯同轴时,两者的轴心偏差≤0.4mm。
5.一种异形同轴芯滤棒的制作方法,包括以下步骤:
1)将高分子材料依次进行高温熔融、模头挤出、冷却定型、卷盘成型,制得内芯;
2)在内芯外围包裹二醋酸纤维丝束形成外芯,所述外芯与内芯保持同轴;
3)在外芯外围包裹包装纸形成包装层,即得所需的异形同轴芯滤棒。
6.根据权利要求5所述的一种异形同轴芯滤棒的制作方法,其特征在于,步骤1)中,所述高温熔融的温度为120-200℃;所述高温熔融的时间≤1min。
7.根据权利要求5所述的一种异形同轴芯滤棒的制作方法,其特征在于,步骤1)中,所述冷却定型依次包括有第一步冷却和第二步冷却,所述第一步冷却的温度为40-60℃,所述第一步冷却的时间为2-4min,所述第二步冷却的温度为室温,所述第二步冷却的时间≥3min。
8.根据权利要求5所述的一种异形同轴芯滤棒的制作方法,其特征在于,步骤3)中,所述异形同轴芯滤棒还需要进行分切成型。
9.一种异形同轴芯滤棒的制作设备,其特征在于,包括有内芯输送单元(A)、丝束开松及输送单元(B)、包裹单元(C),所述内芯输送单元(A)内设有输送辊(A1),所述丝束开松及输送单元(B)内沿丝束(4)输送方向依次设有丝束开松辊对(B1)、二醋酸甘油酯施加装置(B2)、输出辊对(B3),所述包裹单元(C)内沿内芯(2)输送方向依次设有内芯喷嘴(C1)、内芯位置调控装置(C2)、成型烟枪(C3),所述内芯位置调控装置(C2)与成型烟枪(C3)之间设有丝束喷嘴(C4),所述输送辊(A1)、内芯喷嘴(C1)、内芯位置调控装置(C2)、成型烟枪(C3)之间经内芯(2)输送连接,所述丝束开松辊对(B1)、二醋酸甘油酯施加装置(B2)、输出辊对(B3)、丝束喷嘴(C4)之间经丝束(4)输送连接,所述丝束喷嘴(C4)喷射的丝束(4)包裹在丝束喷嘴(C4)与成型烟枪(C3)之间输送的内芯(2)上。
10.根据权利要求9所述的一种异形同轴芯滤棒的制作设备,其特征在于,所述丝束开松辊对(B1)沿丝束输送方向依次设有第一丝束开松辊对(B11)及第二丝束开松辊对(B12)。
11.根据权利要求9所述的一种异形同轴芯滤棒的制作设备,其特征在于,所述丝束喷嘴(C4)的喷射压力为0.03-0.05MPa。
12.根据权利要求9所述的一种异形同轴芯滤棒的制作设备,其特征在于,所述一种异形同轴芯滤棒的制作设备还包括有分切成型单元(D),所述分切成型单元(D)与成型烟枪(C3)之间经滤棒输送连接。
13.根据权利要求9-12任一所述的一种异形同轴芯滤棒的制作设备的使用方法,包括以下步骤:
A)将内芯通过内芯输送单元内的输送辊输送入包裹单元,所述内芯在包裹单元内经内芯喷嘴喷射,再经内芯位置调控装置调整内芯所处的位置后继续输送;
B)将丝束通过丝束开松及输送单元内的丝束开松辊对进行开松后,在二醋酸甘油酯施加装置内施加二醋酸甘油酯,通过输出辊对输送入包裹单元,所述丝束在包裹单元内经丝束喷嘴喷射在步骤1)中继续输送的内芯上形成外芯,输送入成型烟枪;
C)在成型烟枪内使包装纸包裹在外芯外围,获得所需的异形同轴芯滤棒。
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