CN101926512A - 一种网状沟槽截留嘴棒 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种网状沟槽截留嘴棒，它由丝束芯棒(1)及外层包裹的成型纸(6)组成，丝束芯棒与成型纸之间设有一层包裹丝束芯棒的内层纸(2)，内层纸(2)上设有交错排列呈网状(砖墙式)结构的向内凹陷的横向沟槽(3)，沟槽的两边分布系列小孔(4)。本发明的优点在于：沟槽向中心压缩丝束芯棒，使中心密度增加，迫使部分烟气流过小孔进入横向沟槽，由于空间突然放大，横向沟槽起到冷井的作用，部分烟气被冷凝。如此反复经过多道沟槽以及烟气反复从小孔出入，烟气的流径呈波浪型，流程和时间延长，烟气反复的被“扩散沉积”、“密集流动”、“小孔放大”等降焦机制作用，烟气中的粒相物大幅度截留。

Description

一种网状沟槽截留嘴棒

技术领域

本发明涉及烟草产品，特别涉及一种香烟的滤纤维型嘴棒。

背景技术

纤维型嘴棒去除烟气中微粒物质的机理就是机械性过滤，其过滤效率与烟气中微粒的大小(质量和直径)、微粒的运动速度、微粒在纤维丝中的扩散程度(分布状况和停留时间)有关。由于微粒通过嘴棒的时间很短(0.04秒)，微粒的直径很小(0.2微米)，而纤维丝的直径(20微米)却比微粒的直径大100倍。因此，嘴棒的纤维对微粒造成的机械过滤(截留)率很小。

纤维型嘴棒机械性过滤就是使微粒在流径中不断和纤维碰撞，形成惯性冲击。由于微粒的运动速度和微粒的质量都不大，运动产生的冲量就不会大，因此，惯性冲击对卷烟嘴棒效率的贡献也很小(约占总去除率的2％)。

微粒的无序运动引起与纤维的碰撞即形成扩散沉积。研究表明，低质量微粒的运动比高质量者要多一些，在低流速时因扩散引起的过率作用才普遍，这是由于微粒在滤嘴中停留的时间延长了，使微粒具有更多的机会向纤维丝中扩散。由扩散沉积造成的微粒去除率约占总去除率的65％。

当微粒非常紧密流过纤维并与之相碰撞就会发生直接拦截作用，这种机制与微粒的大小有关，而与微粒的流速无关。这种由直接拦截作用去除的微粒大约占总去除率的30％-35％。

目前，烟支普遍采用加装纤维型嘴棒来减轻吸烟对人体的危害，常规纤维型嘴棒中的丝束一般都是直束分布的，由于受加胶和卷制过程机械特性的影响，滤嘴的吸阻分布是不均匀的，一般是中心小，周围大。因此，烟气在滤嘴中大都沿着滤嘴的中心快速流动，很少向四周扩散，丝束的机械性过滤效应基本发生在滤嘴的中心区域，丝束的机械性过滤效率因烟气分布不均，而大打折扣。为提高纤维型嘴棒的截留效率以满足人们对健康的要求，同时又满足人们对吸烟需求，必须改变原有滤纤维型嘴棒结构，以达到更好地减少烟气有害成分及降低焦油含量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服已有的纤维嘴棒存在的截留效率不高的缺陷，进行结构改进，以提高纤维型嘴棒对烟气的截留效率。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种网状沟槽截留嘴棒，它由丝束芯棒及外层包裹的成型纸组成，其特征在于丝束芯棒与成型纸之间设有一层包裹丝束芯棒的内层纸，内层纸上设有沿丝束芯棒周向彼此紧挨着的交错排列的横向沟槽，每个横向沟槽的两侧面以及两端面分别设有一组小孔。横向沟槽的两侧面的小孔数量可以再1-500个范围，横向沟槽的两端面的小孔数量可以再1-50个范围，小孔孔径为0.01-1.0MM。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

所述的横向沟槽呈砖墙式交错排列的网状结构。沟槽的纵向截面形状可以为梯形、矩形、圆形或V形。

内层纸包裹丝束芯棒后，丝束芯棒上即形成了与内层纸相适的沟槽。内层纸为烟草行业常用的纤维素纸，也可以是其它类型的卷烟用纸，沟槽横截面形状可以是V形、矩形、梯形、半圆形以及其它形状。

内层纸通过压槽机构压成所需沟槽后与外层纸同步进入烟枪，将丝束芯棒包裹成滤纤维型嘴棒，由于丝束芯棒中有增塑剂三醋酸甘油酯的作用，使丝束按内层纸形状成型，同时丝束芯棒与内层纸及外层纸之间形成凹凸结构，其沟槽两侧面上的小孔孔径为0.01-1.0MM，烟气经小孔进入沟槽，横向穿过沟槽的空腔，经另一侧的小孔再流入纤维丝束中，不断地反复延续这样的过程。烟气每一次流过小孔，都受到“流体动力学小孔放大原理”的机制作用，而被分散和冷却，被冷却的烟气粒相物被分别沉积在沟槽中和纤维丝束中，而被滤嘴截留。由于，沟槽的空腔的温度与滤嘴内部有一定的温差，沟槽的空腔犹如“冷井”，流经的烟气会部分被冷却，而沉积在沟槽中。烟气在滤嘴中的流经呈破浪型。用水松纸将上述纤维型嘴棒与烟支粘为一体，从而形成一体的整体高效全面截留香烟。

本发明的优点在于：

1、烟气总是向阻力小的区域流动，由于沟槽向内挤压丝束芯棒，使其密度增加，烟气自然穿过小孔向阻力小的沟槽中流动。并不断反复的按这样的路径流动，形成破浪型烟气流经。

2、烟气经小孔引流，不断的在纤维丝束中和沟槽的空腔中穿梭，而被不断的扩散和积聚。烟气每一次的被扩散和积聚，都受到“扩散沉积”和“密集流动”机制的作用而被滤嘴截留。

3小孔放大原理的应用，创造了一个崭新的纤维型滤嘴降焦机制，与“扩散沉积”和“密集流动”两个降焦机制联合应用，可以最大限度的提高纤维型滤嘴的降焦效率。流体动力学的“小孔放大原理”(气流流出小孔时呈扇形放大)在滤嘴中的应用，可以有效的冷却烟气粒相物中的分子量小、挥发性强、对人体有害成分化合物。因此本技术又有明显的减害作用。

沟槽似“冷井”(沟槽与滤嘴中心温差很大)，流过沟槽的烟气粒相物会被“冷井”冷凝而沉积下来。减少了再流入纤维最大烟气量。因此沟槽亦可称之新的降焦机制——“冷井降焦机制”。

因此，本发明专利，发展和创新了纤维型滤嘴的减害降焦机制。

4、通过在滤嘴中设置各类吸阻压差区域，科学的布设“扩散沉积”和“密集流动”降焦机制，巧妙的利用“小孔”串接各吸阻压差区域，引导烟气按设计路径流动，让无序的烟气有序地、反复地接受降焦机制的作用。同时烟气的流程被延长，流过滤嘴的时间被延迟，并实现烟气在滤嘴中的最充分的扩散、分布。

5、沟槽的道数、深浅、宽窄，沟槽串联段数，小孔孔径的大小、小孔的数目、小孔的分布状况等，成为纤维型滤嘴减害降焦效率的设计要素。应用多因素优化设计手段，可以有机的、科学的设计滤嘴的技术特性和参数，从而最大限度地、更高效地满足不同卷烟对减害降焦的需求程度。

6、内层成型纸上的“小孔”可以“离线”，也可以采用在线采激光、静电或机械打孔的方式制造。

为了更加详细地说明本发明，下列附图提供了一个最佳实施例。

附图说明：

图1是本发明的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的I部放大图。

具体实施方式：

如图1、图2所示，本发明提供的一种网状沟槽截留嘴棒，它由丝束芯棒1及外层包裹的成型纸6组成，丝束芯棒与成型纸之间设有一层包裹丝束芯棒的内层纸2，内层纸2上设有沿丝束芯棒彼此紧挨着的交错排列的横向沟槽3，即横向沟槽呈交错排列的网状结构，每个横向沟槽的两侧面上分别设有一组500个小孔4，小孔孔径为0.01-1.0MM。横向沟槽的截面形状可以为半圆形或U型也可以是V型。由图1、图2可以看出，沿丝束芯棒周向排列紧挨着相邻的横向沟槽3之间形成横向凸筋5。

如图3所示，沿丝束芯棒轴向排列紧挨着相邻的横向沟槽3之间形成横向凸筋7，凸筋7两侧面(即横向沟槽的两侧面)上分布由小孔4，横向沟槽向中心压缩丝束芯棒，使中心密度增加，迫使部分烟气流过小孔4进入横向沟槽，由于空间突然放大，横向沟槽起到冷井的作用，部分烟气被冷凝。如此反复经过多横向沟槽以及小孔，烟气中的微粒被大幅度截留。

Claims (2)

1.一种网状沟槽截留嘴棒，它由丝束芯棒(1)及外层包裹的成型纸(6)组成，其特征在于：丝束芯棒与成型纸之间设有一层包裹丝束芯棒的内层纸(2)，内层纸(2)上设有沿丝束芯棒周向彼此紧挨着的交错排列的横向沟槽(3)，每个横向沟槽的两侧面以及两端面分别设有一组小孔(4)。

2.根据权利要求1所述的一种网状沟槽截留嘴棒，其特征在于：所述的横向沟槽呈交错排列的网状结构。

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