專利名稱：用于生產(chǎn)香煙過濾嘴的空氣噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)香煙過濾嘴的空氣噴嘴，這種過濾嘴具有除去煙草煙霧流中焦油和/或尼古丁的適當(dāng)?shù)倪^濾特性，并且，在一個過濾嘴內(nèi)裝有數(shù)量較少的類似于絲束的纖維束。用本發(fā)明的空氣噴嘴所生產(chǎn)出的過濾嘴同時還具有高的初始硬度及高的平衡硬度，另外，本發(fā)明的空氣噴嘴能夠用具有不同總的旦尼爾數(shù)的各種纖維束有效地生產(chǎn)出過濾嘴。
下面為當(dāng)過濾嘴由一種類似于絲束的纖維束組成時，用在過濾嘴生產(chǎn)機器上的空氣噴嘴的必要特征。
(1)這種空氣噴嘴必須給各種總旦尼爾數(shù)在幾千旦尼爾至幾萬旦尼爾范圍內(nèi)的任何一種類似于絲束的纖維束一個足夠的推力，這樣，纖維束才能被平穩(wěn)地和有效地傳送到過濾嘴生產(chǎn)機器的舌片上并轉(zhuǎn)化成過濾嘴。
(2)這種空氣噴嘴必須能形成具有除去煙草煙霧流中焦油和/或尼古丁的適當(dāng)?shù)倪^濾性能的過濾嘴，并且在一個過濾嘴內(nèi)裝有數(shù)量較少的類似于絲束的纖維束。
(3)為了在抽吸過程中便于拿住過濾嘴并防止它的變形，這種空氣噴嘴必須能形成具有高的初始硬度及高的平衡硬度的過濾嘴。
通常，為了得到具有高平衡硬度的過濾嘴，常使用含有加大量的增塑劑(通常為甘油三醋酸酯)的類似于絲束的纖維束，以便增加構(gòu)成過濾嘴的纖維之間的結(jié)合點。事實上，雖然所得到的過濾嘴具有高的平衡硬度，但是，它的缺陷是當(dāng)它與香煙一起抽吸時，由于煙霧流中含有水分，過濾嘴要變軟。
生產(chǎn)具有高的初始硬度及高的平衡硬度的過濾嘴的另一種方法是增加每個過濾嘴中的類似于絲束的纖維束的數(shù)量。然而，由此得到的過濾嘴的缺陷是，在直接形成過濾嘴以后，在該過濾嘴中存在著許多小孔，并且，該過濾嘴的空氣吸阻很高，以致于降低了它的作為香煙過濾嘴的性能。
另外，為了形成增加了類似于絲束的纖維束的量的過濾嘴，就必須要把纖維束以一個較大的推力喂入到過濾嘴生產(chǎn)機器的舌片上。然而，目前還沒有開發(fā)出能夠給纖維束這樣一個大推力的空氣噴嘴。
雖然，為了獲得滿足以上(1)至(3)的必要特征的空氣噴嘴已經(jīng)做出了一些償試。例如，日本審查過的實用新型公報昭60-796公開了如

圖1所示剖面的空氣噴嘴。這種類型的空氣噴嘴的特征是在一個類似于鳥嘴的出口端開有若干狹縫，這樣，與普通的運輸型空氣噴嘴相比，它可使用更高壓力的空氣流，因此，可用高的推力把一種類似于絲束的纖維束喂到過濾嘴生產(chǎn)機的舌片上。但是，如果使用這種空氣噴嘴來生產(chǎn)具有高的初始硬度的過濾嘴的話，那么，就要增加裝入一個過濾嘴中的類似于絲束的纖維束的數(shù)量，并且過濾嘴的空氣吸阻也會變得較高。
在日本未審查的實用新型公報平2-29296中公開了一種空氣噴嘴，它用于把含有增塑劑并且在纖維束的一側(cè)粘有活性碳顆粒的一種類似于絲束的纖維束送到過濾嘴生產(chǎn)機中。這種空氣噴嘴適用于在纖維束向過濾嘴生產(chǎn)機運動的過程中，通過空氣流來減少活性碳顆粒從纖維束中的散落。如圖2所示，這種空氣噴嘴包括一個構(gòu)成纖維通道3的內(nèi)管2和環(huán)繞著內(nèi)管2的一個外管1。在管1，2之間形成了一個空氣循環(huán)室4。在內(nèi)管2的外表面上縱向設(shè)置了許多個空氣導(dǎo)向壁5a，5b，5c和5d，同時，空氣導(dǎo)向壁環(huán)繞著內(nèi)管2。在各個空氣導(dǎo)向壁的根部設(shè)有許多個空氣噴嘴6a，6b，6c和6d，空氣噴嘴傾斜于纖維束的傳送方向，并從內(nèi)管的空氣循環(huán)室的內(nèi)部通向纖維通道。在外管1的上游端和下游端分別設(shè)有空氣入口8、9。在在內(nèi)管的纖維通道的下游區(qū)域內(nèi)設(shè)置的一個空氣分流導(dǎo)向裝置10和下游端的空氣導(dǎo)向壁5d之間，形成了一個空氣吸氣狹縫11，這樣，射入纖維通道中的空氣就在空氣循環(huán)室內(nèi)循環(huán)，并且，在纖維束由空氣噴嘴運送的過程中，從類似于絲束的纖維束上散落的活性碳顆?？赏ㄟ^高壓空氣再次被傳送到纖維束上去。事實上，這種空氣噴嘴能夠把纖維束傳送到過濾嘴生產(chǎn)機的一個附件上去，同時，它防止了活性碳顆粒從纖維束中的散落。但是，這種空氣噴嘴的缺陷是，通常不能得到具有高初始硬度的令人滿意的過濾嘴。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種滿足上面所提到的必要特征(1)～(3)的空氣噴嘴，而且，即使使用含有較少量的增塑劑的類似于絲束的纖維束，這種噴嘴仍能夠生產(chǎn)出具有良好的初始硬度和平衡硬度的過濾嘴。
本發(fā)明的要點在于，生產(chǎn)香煙過濾嘴的空氣噴嘴具有一個給類似于絲束的纖維束施加推力的傳送部分和一個鳥嘴部分，其中所述的傳送部分由一個具有收斂的頂端區(qū)域的喇叭筒和一個與喇叭筒同軸的、環(huán)裝在喇叭筒上的喇叭筒套構(gòu)成，這樣，在喇叭筒體和喇叭筒套體之間形成了一個第一空氣室，而在喇叭筒和喇叭筒套的頂端區(qū)域之間形成了一個與第一空氣室相通的環(huán)形狹縫，所述的鳥嘴部分是由內(nèi)管和內(nèi)管套構(gòu)成，而所述的內(nèi)管同軸地安裝在喇叭筒和喇叭筒套的組件的前面，從而形成一條沿著空氣噴嘴的軸線穿過空氣噴嘴的、用以將類似于絲束的纖維束輸送給過濾嘴生產(chǎn)機的舌片的纖維通道，而所述的內(nèi)管套同軸地環(huán)裝在內(nèi)管上，形成所說的鳥嘴部分，這樣，在內(nèi)管體和內(nèi)管套體之間就形成了一個第二空氣室，并且，在內(nèi)管上設(shè)置了用以開松和交織纖維束內(nèi)的纖維的裝置。
開松和交織纖維束中的纖維的裝置最好為開在內(nèi)管管壁上的許多通孔，它們排列在內(nèi)管的一個橫截面的圓周上，以便使第二空氣室與在鳥嘴部分的纖維通道相通，這樣，通過由通孔從第二空氣室中噴射出的壓縮空氣開松并彼此交織了纖維束中的纖維。
最好是，通孔的直徑在0.5毫米至2毫米的范圍內(nèi)，通孔的數(shù)量在2至20個之間。
通孔的相對于纖維束的傳送方向的角度最好在10°至120°的范圍內(nèi)。
最好是，在自鳥嘴部分的頂端起20毫米的區(qū)域內(nèi)的鳥嘴部分上設(shè)置多條狹縫。
參照說明最佳實施例的附圖，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將更加顯而易見，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的空氣噴嘴的側(cè)剖視圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種空氣噴嘴的側(cè)剖視圖。
圖3是本發(fā)明的一種典型的空氣噴嘴的側(cè)剖視圖。
圖4是本發(fā)明空氣噴嘴的一部分即內(nèi)管的側(cè)剖視圖。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)的輸送型空氣噴嘴的側(cè)剖視圖。
在圖3中，通過一個O型密封圈24把喇叭筒套23插入地固定在用于把類似于絲束的纖維束送到過濾嘴生產(chǎn)機上的喇叭筒21上。在喇叭筒套23和喇叭筒21之間形成了第一空氣室26a，空氣室26a與壓縮空氣的進口23b相通。在喇叭筒套23的頂端部分28和喇叭筒21的頂端部分27之間，形成了一個環(huán)形狹縫29，它用于噴射壓縮空氣并抽吸類似于絲束的纖維束，使得類似于絲束的纖維束以高的速度通過出口23a向前輸送到過濾嘴生產(chǎn)機的舌片上。
本發(fā)明的空氣噴嘴的最典型的特征在于，把設(shè)置有開松和交織纖維束中的纖維的裝置的鳥嘴部分30固定在喇叭筒21的出口23a之前。在圖3中，用以開松和交織纖維束中的纖維的裝置是一些用于把壓縮空氣流噴射到纖維束外表面上的通孔22a，這些通孔排列在構(gòu)成鳥嘴部分30的內(nèi)管22的圓柱面上。正如圖4所示，最好把通孔22a環(huán)形地排列在內(nèi)管22的圓柱面上，并且，它們相對于纖維束傳送方向具有10°至120°的夾角α。通孔的直徑較好地是在0.5毫米至2毫米的范圍內(nèi)，最好是在0.6毫米至1.6毫米的范圍內(nèi)。通孔的數(shù)量較好地是在2至20個范圍內(nèi)，最好是在2至16個范圍內(nèi)，以便對通過內(nèi)管傳送著的纖維束進行均勻地開松/交織處理。最好，把通孔沿圓周排成一排或兩排。
如果通孔的相對于纖維束的運行方向的角度α小于10°的話，那么，即使喂入率和/或通過通孔的壓縮空氣的壓力相當(dāng)穩(wěn)定，也很難充分地開松和交織通過內(nèi)管傳送的纖維束中的纖維，因此，很難得到具有所希望的初始硬度和平衡硬度的過濾嘴。反之，如果角度α大于120°的話，那么，纖維束在內(nèi)管中的高速運行很容易被中斷。因此，在鳥嘴部分的內(nèi)管上的通孔的α角的折衷范圍較好地是在10°至120°之間，最好是在20°至100°之間，這樣，纖維束在內(nèi)管中的高速運行就不會被中斷，并且，使纖維束達到令人滿意的開松和交織效果，從而，在所生產(chǎn)出的過濾嘴中得到所希望的初始/平衡硬度。
如果通孔的直徑小于0.5毫米或者大于2毫米的話，那么，從通孔噴射出的空氣流就容易不充足或不均勻，因此，不能得到令人滿意的或均勻的開松/交織效果，從而，所得到的過濾嘴的初始硬度較低或不均勻。
如果使用在內(nèi)管的圓柱面上只有一個通孔的空氣噴嘴或者使用在內(nèi)管的縱向上，排列有一排通孔的空氣噴嘴的話，那么，由于不能對類似于絲束的纖維束進行充分地均勻地開松/交織處理，因此，就很難形成具有適當(dāng)初始硬度的過濾嘴。另外，根據(jù)上面所提到的空氣噴嘴，很難大范圍地調(diào)整施加于在鳥嘴部分運行的纖維束上的推力。
相反，在本發(fā)明的空氣噴嘴的情況下，因為可以大范圍地調(diào)整施加于纖維束上的推力，所以，從具有不同的總旦尼爾數(shù)的一個組中選擇的任何纖維束均能被適當(dāng)?shù)刂瞥蛇^濾嘴。
當(dāng)本發(fā)明的空氣噴嘴的鳥嘴部分與使用的過濾嘴生產(chǎn)機的舌片相連時，則在空氣噴嘴工作期間，壓縮空氣就會從在鳥嘴部分的頂端和舌片之間的一個縫隙中呈噴射狀地泄漏出來。這種壓縮空氣的泄漏應(yīng)當(dāng)被有效地進行控制，否則，纖維束中的纖維在通過這一區(qū)域時就可能是混亂的。為了避免這種麻煩的出現(xiàn)，在鳥嘴部分的頂端區(qū)域的不超過20毫米的范圍內(nèi)該出了若干個狹縫22b，如圖4所示。若狹縫22b超過20毫米，此外就會有大量的壓縮空氣泄漏，以致不能有效地把纖維束送入過濾嘴生產(chǎn)機。狹縫的長度最好是小于12毫米。
本發(fā)明的空氣噴嘴的鳥嘴部分30是由內(nèi)管22和內(nèi)管套25構(gòu)成的，其中，內(nèi)管套25呈中空的截頭圓錐形狀，并且，它通過O型密封圈24同軸地環(huán)裝在內(nèi)管22的外圓周上。由于要把均勻的壓力空氣傳送到通孔22a中，用于開松和交織纖維束，因此，最好在內(nèi)管22和內(nèi)管套25之間形成一個第二空氣室26b。第二空氣室26b與一個壓縮空氣的進口25b相通。
如圖3所示，通過喇叭筒套23的頂端區(qū)域和內(nèi)管套25的后端區(qū)域的螺紋聯(lián)接，把鳥嘴部分30和喇叭筒21固定在一起，這樣，在它們之間就形成了出口23a。另外，這種固定也可使用螺釘/螺母聯(lián)接或粘接。
把本發(fā)明的空氣噴嘴安裝在過濾嘴生產(chǎn)機上，并且按以下方式由類似于絲束的纖維束生產(chǎn)過濾嘴;
通過喇叭筒21，將纖維束引進空氣噴嘴并由推力驅(qū)動，該推力是由從環(huán)形狹縫29中噴射出來的與纖維束相接觸的壓縮空氣所產(chǎn)生的。纖維束穿過出口23a進入構(gòu)成鳥嘴部分30的內(nèi)管22，在此，利用從通孔22a噴射的空氣的作用，充分地開松和彼此交織纖維束中的纖維。然后，纖維束被不斷地傳送到過濾嘴生產(chǎn)機的舌片上，形成了過濾嘴。這樣所得到的過濾嘴具有高的初始硬度。
在例如，日本審查過的實用新型公報昭60-796號中所公開的及圖1所示的現(xiàn)有空氣噴嘴不能達到這些效果。在圖1所示的空氣噴嘴中，標號41是喇叭筒，43是喇叭筒套，而50是在頂端區(qū)域具有多個狹縫42b的鳥嘴部分。通過一個連接件A把喇叭筒41固定在鳥嘴部分50上。在喇叭筒41和喇叭筒套43之間形成了一個第一空氣室46a，它的一端與一個壓縮空氣進口43b相通，而另一端則與一個環(huán)形狹縫41相通，用以把推力施加到纖維束上去。這種類型的空氣噴嘴，能夠?qū)⒀b入一個過濾嘴中的纖維的量提高到某種程度，因此，當(dāng)把這種空氣噴嘴裝到過濾嘴生產(chǎn)機上時，所得到的過濾嘴具有高的初始硬度。然而，這種過濾嘴具有極大的空氣吸阻，因此，不適合作為香煙過濾嘴。
根據(jù)本發(fā)明的空氣噴嘴，用以把壓縮空氣供給纖維通道的裝置分為兩個部分，即一部分是在喇叭筒和喇叭筒套的頂端區(qū)域之間所形成的環(huán)形狹縫，另一部分是開在鳥嘴部分的中間區(qū)域的多個通孔。所以，很容易調(diào)節(jié)施加到纖維束上的推力，因此，即使用具有較大的總旦尼爾數(shù)的類似于絲束的纖維束，也能生產(chǎn)出適合作為香煙過濾嘴的過濾嘴。另外，由于在鳥嘴部分上設(shè)置了用以開松和交織纖維束中的纖維的裝置，因此，即使過濾嘴內(nèi)裝有較少量的纖維，仍可以生產(chǎn)出具有高初始硬度及高平衡硬度的過濾嘴。
下面將描述本發(fā)明的實施例，其中一些特性的測定如下。
1)初始硬度過濾嘴的初始硬度是在其形成之后的20分鐘內(nèi)，用由FILTRONA儀器及自動化有限公司生產(chǎn)的FTS-400型測試儀測出的過濾嘴的硬度。
2)平衡硬度過濾嘴的平衡硬度是指當(dāng)同一根過濾嘴在溫度為20℃，相對濕度為65%的室內(nèi)保存了一天一夜后，用由FILTRONA儀器及自動化有限公司生產(chǎn)的FTS-400型測試儀測出的這根過濾嘴的硬度。
初始硬度及平衡硬度均以%表示，它們由下面的公式測得(d)/(D) ×100(%)
式中D表示加載前過濾嘴的外徑，d表示加載后過濾嘴的外徑。
3)空氣吸阻根據(jù)CORESTA標準方法第10號(1968，9月)的規(guī)定，空氣的吸阻是用由FILTRONA儀器及自動化有限公司生產(chǎn)的FTS-400測試儀測得的。
換句話說，空氣吸阻是以當(dāng)一股空氣流在20℃的溫度和60%的相對濕度條件下以17.5毫升/秒的流量流過一根過濾嘴時，通過測量過濾嘴的空氣入口和空氣出口之間的壓力差-亦即相對于空氣壓力的壓降-而計算出來的毫米水柱表示的。
4)成型范圍成型范圍被定義為在一個可能輸出曲線上，從過濾嘴的最大重量(上限重量)中減去過濾嘴的最小重量(下限重量)所得到的數(shù)值。較大的數(shù)值表示用以把類似于絲束的纖維束傳送給過濾嘴生產(chǎn)機的舌片的空氣噴嘴具有較高的能力，反之亦然。
例1至例5把總旦尼爾數(shù)為36，000的二醋酸纖維素纖維的卷曲絲束用作生產(chǎn)過濾嘴的纖維束，每一根纖維為3旦并且橫截面為Y形。準備五個具有圖3所示結(jié)構(gòu)的空氣噴嘴。每一個空氣噴嘴均具有在其內(nèi)管上排成一圈的若干個通孔，用于開松和交織絲束中的纖維。每個通孔的直徑為1毫米。每個內(nèi)管的長度L為76毫米，內(nèi)徑D為12毫米。每個內(nèi)管上開有八個窄縫，其長度l為5毫米，寬度W為1毫米。在喇叭筒21的頂端區(qū)域的纖維通道的最小內(nèi)徑為10毫米。各個空氣噴嘴中的α角度(前面定義過)和通孔的數(shù)量如表1所示彼此是不同的。
把各個空氣噴嘴安裝在過濾嘴生產(chǎn)機(KDFII/AFII，Hauni-Werke k
rber δ Co.KG)上并進行過濾嘴的生產(chǎn)，這樣，在第一空氣室26a內(nèi)的壓力維持在1.5千克/厘米2，第二空氣室26b內(nèi)的壓力維持在2.0千克/厘米2，以及過濾嘴的生產(chǎn)速度為400米/秒的情況下，得到了含有占總重量6%的增塑劑的、橫截面的圓周長度為24.7毫米、縱向長度為120毫米的、每10根過濾嘴的絲束重量為6.5克的過濾嘴。表1列出了由此所得到的過濾嘴的性能的測定值。
從表1中明顯地看出，用本發(fā)明的空氣噴嘴所生產(chǎn)出的所有過濾嘴均具有高于84%的較高的初始硬度。對于平衡硬度來說情況也是一樣的。雖然初始硬度在較高的標準上，但是，空氣吸阻在336至339的合適的范圍內(nèi)。本發(fā)明的空氣噴嘴的成型范圍是很寬的，即從1.62到2.15，這說明這種空氣噴嘴能用在一個寬的總旦尼爾數(shù)范圍內(nèi)的各種纖維束生產(chǎn)過濾嘴。
對比例1和2在使用與例1至例5所用的相同的纖維絲束的情況下，分別把具有圖1和圖5所示結(jié)構(gòu)的兩種空氣噴嘴安裝在過濾嘴生產(chǎn)機上并進行過濾嘴的生產(chǎn)?？諝獾膲毫?.5千克/厘米2。所得到的過濾嘴的性能用前面所述的同樣的方式測得并列于表1中。
正如前面所指出的那樣，本發(fā)明的空氣噴嘴，因為在把纖維束輸送到過濾嘴生產(chǎn)機的過程中，它可充分地開松和相互交織類似于絲束的纖維束中的纖維，所以，可以得到具有良好的初始硬度及平衡硬度和合適的空氣吸阻的過濾嘴。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)香煙過濾嘴的空氣噴嘴，包括一個給類似于絲束的纖維束施加推力的傳送部分和一個鳥嘴部分，其特征在于所述的傳送部分由一個具有收斂的頂端區(qū)域的喇叭筒和一個與喇叭筒同軸的環(huán)裝在喇叭筒上的喇叭筒套構(gòu)成，從而在喇叭筒體和喇叭筒套體之間形成了一個第一空氣室，而在喇叭筒和喇叭筒套的頂端區(qū)域之間形成一個與第一空氣室相通的環(huán)形狹縫，所述的鳥嘴部分由內(nèi)管和內(nèi)管套構(gòu)成，而所述的內(nèi)管同軸地安裝在喇叭筒和喇叭筒套的組件的前面，從而形成一條沿著空氣噴嘴的軸線穿過空氣噴嘴的、用以將類似于絲束的纖維束輸送給過濾嘴生產(chǎn)機的舌片的纖維通道，所述的內(nèi)管套同軸地環(huán)裝在內(nèi)管上，構(gòu)成所說的鳥嘴部分，從而在內(nèi)管和內(nèi)管套體之間形成一個第二空氣室，此外，在內(nèi)管上設(shè)置了用以開松和交織纖維束中的纖維的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種空氣噴嘴，其特征在于用以開松和交織纖維束中的纖維的裝置是開在內(nèi)管的圓柱面上的若干個通孔，這些通孔排列在內(nèi)管的一個橫截面的圓周上，使得第二空氣室與在鳥嘴部分的纖維通道相通，從而借助于通過通孔從第二空氣室噴射出的壓縮空氣把纖維束中的纖維開松和相互交織。
3.如權(quán)利要求2所述的一種空氣噴嘴，其特征在于通孔的直徑在0.5至2毫米的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種空氣噴嘴，其特征在于通孔的數(shù)量在2至20個范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的一種空氣噴嘴，其特征在于通孔的相對于纖維束的輸送方向的角度在10°至120°的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的一種空氣噴嘴，其特征在于在鳥嘴部分的自其頂端起20毫米的區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干個窄縫。
全文摘要
一種生產(chǎn)香煙過濾嘴的空氣噴嘴，包括傳送部分和鳥嘴部分，傳送部分由具有收斂頂端的喇叭筒套構(gòu)成，在它們之間形成第一空氣室，而在它們的頂端區(qū)域之間還形成了與第一空氣室相通的環(huán)形狹縫。一個內(nèi)管同軸地安裝在喇叭筒和筒套組件的前面，形成沿著噴嘴的軸線穿過噴嘴的、把纖維束輸送給過濾嘴機舌片的纖維通道。纖維束由從環(huán)形狹縫噴射到纖維通道中的壓縮空氣所施加的推力加速。內(nèi)管套環(huán)裝在內(nèi)管上形成了第二空氣室。
文檔編號A24D3/02GK1077097SQ9211482
公開日1993年10月13日 申請日期1992年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月9日
發(fā)明者坂井隆, 丸藤孝, 北山博 申請人:三菱麗陽株式會社