CN107072292A - 用于滤嘴制造的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于吸烟制品的滤嘴棒，其包括由具有夹带的固化增塑剂的滤嘴材料形成的挤压成型的硬化管状元件，和设置在管状元件内的填充材料的连续芯。还公开了一种用于制造这样的滤嘴棒的设备，该设备包括管道，其具有用于接收滤嘴丝束材料和增塑剂的入口，和出口。管道在入口和出口之间逐渐变细。心轴至少部分地安置在管道内并相对于管道固定。心轴是中空的并包括延伸通过心轴的内部通道，可通过该内部通道输送填充材料。通道包括在心轴的远侧端部处的出口，可通过该出口排出填充材料。加热区域被构造为加热滤嘴材料。该设备被构造成使得通过管道输送的滤嘴丝束材料和增塑剂在心轴周围被压缩成管状棒，并且通过心轴的内部通道供给的填充材料从通道出口排出以填充管状棒的孔。管状棒在加热区域中被加热以至少部分地固化增塑剂，以产生连续滤嘴棒，该滤嘴棒包括硬化滤嘴材料的管状棒与填充材料的连续芯。还公开了一种制造这样的滤嘴棒的方法。

Description

用于滤嘴制造的设备和方法

技术领域

在本说明书中，描述了用于滤嘴制造的设备和方法，且尤其是用于制造具有填充芯、用于与吸烟制品一起使用的滤嘴的设备和方法。

背景技术

用于制造吸烟制品滤嘴的设备和方法是已知的，其包括连续的烟枪带（garniturebelt），该烟枪带通过逐渐变细的烟枪管道或“舌状物”输送被供给到滤棒包裹物的连续带上的滤嘴丝束材料。在烟枪舌状物内，烟枪带围绕滤嘴丝束材料包裹滤棒包裹物，并将该材料压缩成随后能被切割成期望长度的连续的筒形包裹棒。

发明内容

在该说明书中，描述了一种用于吸烟制品的滤嘴棒的实施例，滤嘴棒包括由具有夹带的固化增塑剂的滤嘴材料形成的挤压成型的硬化管状元件，和设置在管状元件内的填充材料的连续芯。

滤嘴材料可包括用增塑剂硬化的醋酸纤维素丝束。滤嘴棒优选地不包括围绕管状元件的任何外部包裹物。

芯的填充材料可包括醋酸纤维素，并且在实施例中可包括颗粒气溶胶改性材料。在替代性实施例中，填充材料可包括烟草或烟草衍生物。

本发明还提供一种用于吸烟制品的滤嘴，其包括如上所述的滤嘴棒，和第二滤嘴段，第二滤嘴段与滤嘴棒轴向对准并且通过围绕滤嘴棒和第二滤嘴段的滤棒包裹物而连接到滤嘴棒。

本发明还提供一种吸烟制品，其包括烟草棒和连接到所述烟草棒的一个端部的如上所述的滤嘴棒或滤嘴。

本发明还提供一种用于制造用于吸烟制品的挤压成型的滤嘴棒的设备，该设备包括：管道，所述管道具有入口和出口，所述入口被构造为接收滤嘴丝束材料和增塑剂，所述管道在所述入口和所述出口之间逐渐变细；心轴，其至少部分地安置在所述管道内并相对于所述管道固定，其中，所述心轴是中空的并且包括延伸通过所述心轴的内部通道，可通过所述内部通道输送填充材料，所述通道包括在所述心轴的远侧端部处的出口，可通过所述出口排出所述填充材料；以及构造成加热滤嘴材料的加热区域；所述设备被构造成使得通过所述管道输送的滤嘴丝束材料和增塑剂在所述心轴周围被压缩成管状棒，并且通过所述心轴的内部通道供给的填充材料从通道出口排出以填充所述管状棒的孔，并且管状棒在加热区域中被加热以至少部分地固化所述增塑剂，以产生连续滤嘴棒，该滤嘴棒包括硬化滤嘴材料的管状棒与填充材料的连续芯。

中空心轴的内部通道可包括在朝向心轴的远侧端部的方向上变窄的逐渐变细部分。

中空心轴的外部尺寸可包括在朝向心轴的远侧端部的方向上变窄的逐渐变细部分。

在心轴的外表面和管道的内表面之间的距离可沿着管道的长度的至少一部分在朝向心轴的远侧端部的方向上减小。

心轴的远侧端部可位于管道的出口的下游。心轴可完全延伸通过管道的长度。替代性地，心轴的远侧端部可定位在管道内。心轴可延伸到加热区域中。

管道可包括第一部分和第二部分，其中，第一部分从入口到第二部分逐渐变细，并且第二部分具有恒定的横截面，并且其中，心轴的远侧端部安置在第二部分内。

心轴的远侧端部可安置在加热区域内。

心轴可与管道同轴安置。

加热区域可包括用于加热滤嘴材料和增塑剂的蒸汽供应。加热区域可包括围绕管道的一部分形成的蒸汽室，并且管道可包括蒸汽通气口，以允许供应到蒸汽室的蒸汽进入管道中从而直接加热滤嘴材料。

设备可还包括相对于挤压成型的连续滤嘴棒的输送方向在加热区域下游的后固化处理站，并且后固化处理站可被构造为进一步使挤压成型的连续滤嘴棒的外表面变得光滑。

后固化处理站可包括被构造为加热连续滤嘴棒的外表面的电加热器。电加热器可被构造为将连续滤嘴棒的外表面加热到100-200摄氏度之间。

后固化处理站可被构造为熔化连续滤嘴棒的外表面上的增塑剂，以便熔化的外表面能随后凝固为光面精整。

后固化处理站可包括喷覆站，喷覆站包括喷射喷嘴和连接到喷射喷嘴的液体处理源，以将液体处理喷射到连续滤嘴棒的外表面上以形成光滑的外覆层。从喷射喷嘴喷射的液体处理可包括增塑剂，并且可包括三醋酸酯。

设备可还包括切割站，其被构造为将连续挤压成型的滤嘴棒切割成分立的滤嘴棒。

本发明还提供一种制造用于吸烟制品的挤压成型的滤嘴的方法，所述方法包括以下步骤：将滤嘴丝束材料和增塑剂供给到管道的入口中，所述管道在入口和出口之间逐渐变细；输送滤嘴丝束材料通过管道并围绕中空心轴（其至少部分地安置在管道内并相对于管道固定），使得滤嘴材料被压缩成管状棒；沿着延伸通过中空心轴的内部通道输送填充材料；将填充材料从在心轴的远侧端部处的内部通道的出口排出，以用填充材料填充管状棒的孔；以及加热管状棒以至少部分地固化增塑剂，以产生连续滤嘴棒，该滤嘴棒包括硬化滤嘴材料的管状棒与填充材料的连续芯。

所述方法可包括在管道的出口的下游处从在心轴的远侧端部处的内部通道出口排出填充材料。所述方法可包括在管道出口的上游处从在管道内的心轴的远侧端部处的内部通道出口排出填充材料。

所述方法可包括在设备的加热区域中使用蒸汽加热滤嘴材料和增塑剂。

所述方法可包括在用填充材料填充管状棒的孔之前，在加热区域中加热滤嘴材料以至少部分地固化增塑剂。

所述方法可包括在用填充材料填充管状棒的孔之前，压缩滤嘴丝束材料以至少部分地形成管状棒。

所述方法可包括提供醋酸纤维素丝束作为填充材料。

所述方法可包括提供预成形的滤嘴棒通过心轴作为填充材料。

所述方法可包括提供烟草作为填充材料。

所述方法可还包括对连续滤嘴棒实施后固化处理，以为连续滤嘴棒提供比在从加热区域排出时存在的表面纹理更光滑的外表面。

后固化处理可包括用电加热器加热连续滤嘴棒的外表面并使外表面变得光滑。

后固化处理可包括充分加热外表面，以使连续滤嘴棒的外表面上的增塑剂熔化，并且随后凝固该熔化的外表面为光面精整。

所述方法可包括将连续滤嘴棒的外表面加热到100-200摄氏度之间。

后固化处理可包括将液体处理喷覆到连续滤嘴棒的外表面上，以形成光滑的外覆层，并且可包括将增塑剂喷射到连续滤嘴棒的外表面上，增塑剂可包括三醋酸酯。

所述方法可还包括将连续挤压成型的滤嘴棒切割成分立的滤嘴棒。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参照附图来描述实施例，在附图中：

图1示意性地示出了用于制造滤嘴棒的设备的第一实施例的横截面；

图2示出了图1中以虚线圈出的设备的第一部分的放大视图；

图3示出了图1中以虚线圈出的设备的第二部分的放大图；

图4示出了沿线X-X通过图1和图2的设备的横截面；

图5示出了使用图1的设备制造的滤嘴棒的第一实施例的沿图1中所示的线Y-Y的横截面视图；

图6示出了包括由图5中所示的滤嘴棒制成的滤嘴的吸烟制品的第一实施例；

图7示出了包括由图5中所示的滤嘴棒制成的滤嘴的吸烟制品的第二实施例的横截面视图；

图8示意性地示出了用于制造滤嘴棒的设备的第二实施例的横截面；及

图9示出了使用图8的设备制造的滤嘴棒的第二实施例的沿图8中所示的线Z-Z的横截面视图。

具体实施方式

现在参考图1，第一实施例的设备10被示出为用于制造滤嘴棒，并且包括具有入口12和出口13的管道11。管道11包括：第一部分11a，其横截面为圆形并从入口12到中间点15变窄；和具有恒定圆形横截面的第二部分11b，其从中间点15延伸到出口13。经由压缩空气端口14向管道11提供压缩空气源（由箭头'C'所示），在使用中，压缩空气源有助于将滤嘴丝束材料16推入并通过管道11。

心轴17安置在管道11内并且包括细长的筒形构件，其具有在轴向方向上延伸通过心轴17的中心的中空通道18。通道18包括在心轴的近侧端部处的入口18a和在心轴17的相对的远侧端部处的出口18b。心轴17延伸通过管道11的第一部分11a和第二部分11b两者。心轴17的远侧端部安置成超过管道11的出口13。心轴17固定地固定在设备10中以便相对于管道11固定。

管道11的第二部分11b具有圆形横截面的中心孔19，如从图4能够看到。管道11的第二部分11b的孔19的横截面沿其长度是恒定的。

加热区域20结合并围绕第二管道部分11b的一部分设置。加热区域20包括围绕第二管道部分11b并具有蒸汽入口22的封闭室21。第二管道部分11b包括多个蒸汽通气口23，其在使用中允许提供到室21的蒸汽进入第二管道部分11b的孔19中。干燥蒸汽源（未示出）连接到蒸汽入口22，以将热的干燥蒸汽供应到室21。

切割站24设置在管道11的出口13的下游并且包括切割刀片25。

在使用中，滤嘴丝束材料16（诸如与增塑剂混合的醋酸纤维素丝束）被供给到管道11的入口12中。滤嘴材料16与增塑剂（诸如三醋酸酯）以按重量计约17％的比例混合，尽管在本发明的范围内还可使用增塑剂的其他比例，诸如按重量计在4％至50％之间。具有夹带的增塑剂的滤嘴丝束使用通过压缩空气端口14提供的压缩空气的射流被输送通过第一管道部分11a。丝束材料16围绕心轴17传递，并且当其穿过逐渐变细的第一管道部分11a时被压缩成筒形的滤嘴棒26。丝束材料16围绕心轴17形成并且因此被压缩成具有中空芯的管状滤嘴棒26。同时，填充材料27被供给到心轴17的通道18的开口端部18a中并且被输送通过通道18。在图4中以横截面示出由围绕心轴17压缩的滤嘴丝束材料16形成的且包含填充材料27的该滤嘴棒26。

当管状滤嘴棒26围绕心轴17穿过第二管道部分11b时，大约170摄氏度的干燥蒸汽被供应到室21并且穿过蒸汽通气口23并进入滤嘴棒26中。蒸汽渗透并加热滤嘴棒26。滤嘴棒26还通过与本身被蒸汽加热的第二管道部分11b接触而被加热。供应的热量固化或基本上固化滤嘴丝束材料16中夹带的增塑剂，使得连续滤嘴棒26硬化以形成刚性的连续滤嘴棒。硬化的连续滤嘴棒离开加热区域20并通过出口13离开管道11。

填充材料27通过心轴17中的通道18被输送并从出口18b排出到滤嘴棒26的中空芯中。这导致具有填充材料的连续芯27的硬化的连续滤嘴棒28。

在硬化的连续滤嘴棒28离开管道11的出口13之后，其传递到切割站24，在切割站24处切割刀片25将硬化的连续滤嘴棒28切割成独立长度的分立的滤嘴棒29，该分立的滤嘴棒29具有填充有填充材料27的连续芯。这些可以是适合与单个烟草棒结合使用以制成单个吸烟制品的尺寸的单一长度滤嘴棒29。替代性地，分立的填充芯的滤嘴棒29可以是“2节（2-up）”、“4节”棒或者是将在成品吸烟制品中连接到烟草棒的单个长度滤嘴的倍数的其他长度。这样的多个长度的滤嘴能被供应给后续的吸烟制品制造机器，以在后续处理步骤中被切割成长度。

在图5中以横截面示出了使用上述设备和方法制造的本发明的分立的芯填充的滤嘴棒29。滤嘴棒29是基本上柱形的并且沿其长度在横截面上是连续的。滤嘴棒29包括硬化丝束材料16的外部管状部分30和填充材料27的芯31。

使用上述设备和方法制造的芯填充的滤嘴棒29足够坚硬且坚固，不需要施加任何外部滤棒包裹物层来维持其形状和结构完整性。因此，滤嘴棒29能被直接提供给随后的吸烟制品制造过程，并且不需要外部滤棒包裹物意指该制造过程比已知的滤嘴制造过程更简单、更快速、更有效且更具成本效益，在已知的滤嘴制造过程中执行后续的滤嘴棒包裹步骤，这需要额外的机械和材料。滤嘴棒29还能够被制造为关于它们的中心轴线精确对称，即，横截面为精确地圆形。这至少部分地是因为可由已知包裹的滤嘴的叠置滤棒包裹物接缝引起的任何椭圆变形得以避免。

图6示出了并入如上所述的分立滤嘴棒29的吸烟制品40的一个示例性构造。（尽管如上所述的，在吸烟制品中，滤嘴段可以是从多个长度滤嘴棒29切割的一部分，但是吸烟制品40内的滤嘴棒段在本文中将被称为“滤嘴棒29”）。吸烟制品40包括烟草棒41，其中滤嘴棒29邻接烟草棒41的一个端部并通过接装纸42连接到该端部，该接装纸42覆盖烟草棒41和滤嘴棒29之间的接合处。在示例性吸烟制品40中，设置有通气孔43以当用户在使用中抽吸吸烟制品40时，允许环境空气被吸入到滤嘴棒29中以增加通气。同样在示例性吸烟制品40中，芯31在吸烟制品40的端部处是可见的。这能为消费者提供吸烟制品40的类型及其相关滤嘴性能和/或风味的视觉指示。

在一个实施例中，供给到心轴17的通道18的入口18a中的填充材料27可以是松散的滤嘴丝束材料，诸如醋酸纤维素。松散的丝束材料可以在压力或力作用下被输送通过通道18，和/或可通过输送下游外部滤嘴材料16而被牵拉通过心轴17，该外部滤嘴材料16包围松散的丝束材料。通道18可被构造为朝向出口18b逐渐变细，使得当丝束材料被输送通过通道18时其被压缩。从而，所得到的连续滤嘴棒28的芯31可包括压缩的滤嘴丝束材料。包括填充材料27的滤嘴丝束材料可包括夹带的增塑剂，其可包括三醋酸酯，并且其可以呈上述的按重量计的比例。然而，可使用不同的比例。尤其，可在填充材料中使用较低比例的增塑剂，使得滤嘴棒29的芯31比外部管状部分30更柔软且对抽吸通过滤嘴棒19的烟气更具渗透性。

完全延伸通过管道11的心轴17可有利地实现滤嘴丝束材料16在管道11内的固化或部分固化，而不使热量影响在心轴17的通道18内的填充材料27。同样，管状滤嘴棒26可在填充材料27被引入到其中空芯中之前至少部分地被硬化。然而，本发明不旨在受限于所示的实施例，其中心轴17完全延伸通过管道11。在替代性实施例中，心轴17的远侧端部可安置在出口13上游的管道11内。在这样的实施例中，填充材料27将被排出到管道11内的管状滤嘴棒26的中空芯中。心轴17的远侧端部可安置在加热区域20内，或者可安置在加热区域20的下游但在管道11的出口13的上游。

在压力下被供给和/或呈压缩材料的芯填充材料27可有利地促进将连续滤嘴棒26形成为期望形状。这是由于压缩的填充材料27在形成外部管状部分30的周围滤嘴丝束材料16上施加向外的力。尤其，在上述替代性实施例（其中心轴17的远侧端部安置在管道11内）中，该力有助于按压滤嘴丝束材料16抵靠第二管道部分11b的孔19的内壁，并且因此促使滤嘴丝束材料16与管道11的内壁紧密符合地硬化。这也有助于将在连续滤嘴棒26的外表面上的滤嘴丝束材料16的纤维按压平整，从而有助于改善所得到的硬化滤嘴棒29的圆度和光滑度。

在本发明的替代性实施例中，填充材料27可以是烟气改性材料，并且可包括例如颗粒材料（诸如香料或活性炭）。这些可被仅作为填充材料27被提供，或者可被夹带在载体材料中，例如夹带在醋酸纤维素丝束中。此外，填充材料27可包括夹带的香料。香料可以以固体颗粒材料（诸如香料颗粒）被提供，或者可以以吸收到载体材料（诸如醋酸纤维素丝束）中的液体被提供。

在本发明的上述实施例的任一个中，如果填充材料27包括诸如醋酸纤维素丝束的滤嘴材料，则填充材料27的丝束可以是与形成外部管状部分30的滤嘴材料16的丝束相同的成分，或可具有不同的成分。如果填充材料27是不同成分的醋酸纤维素丝束，则这可为芯31提供与外部管状部分30不同的过滤特性。例如，芯31可具有比外部管状部分30更大或更小的抽吸阻力。可选择芯31与外部管状部分30的相对抽吸阻力来控制在使用中被抽吸通过滤嘴棒29的每个部分的烟气的量。例如，如果芯31具有比外部管状部分30更低的抽吸阻力，则较大比例的烟气流可流动通过芯31而不是通过外部管状部分30。因此能够控制该比例以确定（例如）可能被夹带在烟气流中的香料的量，或者穿过活性炭颗粒的烟气流的比例。外部管状部分30的硬化和增塑剂的水平增加能够给予外部管状部分比内芯31增加的抽吸阻力。

在示例性实施例中，外部管状部分30可包括含有按重量计10％至20％增塑剂的醋酸纤维素，并且芯可包括含有按重量计3-8％的增塑剂的醋酸纤维素。

被硬化的外部管状部分30在消费者吸烟期间为吸烟制品40、50提供结构强度。这能够帮助避免吸烟期间滤嘴的变形，并且还在吸烟期间对向消费者在滤嘴上的任何“咀嚼”行为提供触觉阻力。

在本发明的替代性实施例中，填充材料27可包括烟草或再造烟草。烟草填充材料可因此向穿过滤嘴棒29的芯31的烟气流的比例赋予烟草香味。

在本发明的另外的实施例中，填充材料27可以是着色的，并且因此可与外部管状部分30的滤嘴丝束材料16形成对比。这可为用户提供对滤嘴和/或滤嘴棒29的风味性质的视觉指示。例如，具有薄荷醇风味的填充材料27可着色为绿色。此外，可提供一系列吸烟制品，其提供一系列吸烟性质，例如风味类型或强度的不同过滤性质。这样的各种不同的吸烟制品的滤嘴棒29的芯31可以以特定颜色的不同明暗、或不同颜色着色，以指示所述不同的性质。芯31的着色的填充材料27还可在吸烟制品40、50的吸烟期间通过掩饰或至少部分地隐藏由在被抽吸通过滤嘴的烟气中夹带的并由滤嘴保留的烟气组分引起的褪色来减少填充材料27的着色。这在如下实施例中可能是有利的，其中，芯31的抽吸阻力低于外部管状部分30的抽吸阻力，使得被抽吸通过滤嘴的烟气的主要比例被抽吸通过芯31。

在上述的吸烟制品40中，单个分立的滤嘴棒29被设置成邻接烟草棒41，并且因此滤嘴棒29的芯31在吸烟制品40的嘴端部处可见。这可提供上文所述的优点。然而，可预见并入了上述芯填充的滤嘴的吸烟制品的替代性实施例。这样的吸烟制品可包括多段滤嘴。吸烟制品50的第二实施例在图7中以横截面示出。与吸烟制品40的第一实施例相似的特征保留相同的附图标记。第二实施例的吸烟制品50包括多段滤嘴51，其包括如上所述的滤嘴棒29那样的第一滤嘴段29和与第一滤嘴段相邻的第二滤嘴段52。第二滤嘴段52包括诸如醋酸纤维素的材料的塞子，优选地不含夹带的颗粒添加剂或不同填充材料的芯。

滤棒包裹物53围绕第一和第二滤嘴段29、52延伸。滤嘴51通过接装纸42连接到烟草棒41。滤嘴51被安置成使得第二滤嘴部分52安置在吸烟制品50的嘴端部处，并且第一滤嘴段29安置在第二滤嘴段52和烟草棒41之间。第二实施例的吸烟制品50在下述情况下可能是有利的，其中，第一滤嘴段29的芯31包括颗粒材料，其在如上所述的被夹带在载体材料中，或仅作为芯材料。例如，如果芯31包括夹带在醋酸纤维素丝束中的炭颗粒或烟草。在这种情况下，当用户在使用中抽吸吸烟制品50时，第二滤嘴段52防止颗粒材料从第一滤嘴段29的芯31中出来并进到用户的嘴中。它还可为吸烟制品50的嘴端部提供常规的外观，即具有连续滤嘴材料的平坦端面的滤嘴端部。这可能有益于使用如上所述的芯填充的滤嘴实现提供改进的过滤和/或风味递送功能，而不向消费者呈现与其常规优选的吸烟制品视觉上不同的吸烟制品。

第二实施例的设备110在图8中示出，并且与第一实施例的设备10类似。第一和第二实施例的设备10、110之间的相似特征保留相同的附图标记并且将不再重复详细描述。第二实施例的设备110具有的不同之处在于，设备110包括相对于连续滤嘴棒26的输送方向安置在加热区域20的下游的后固化处理站111。后固化处理站111安置在切割站24的上游。

后固化处理站111被设置成在连续滤嘴棒26已在第二管道部分11b中形成并在加热区域20硬化之后又进一步使其的外表面变得光滑。滤嘴丝束材料16用于生产滤嘴棒29，该滤嘴棒29可包括缠绕在一起的许多分立的细丝。在第一实施例的设备中形成硬化的连续滤嘴棒28时，细丝的一些端部可保持从滤嘴棒28的外表面直立并且看起来像纤细的直立“毛发”。因此，后固化处理站111旨在在连续滤嘴棒28上提供进一步的处理，以消除这些毛发并使最终的分立滤嘴棒29具有更光滑的外部光洁度。

后固化处理站111包括中心通道112和电加热器元件113。中心通道112可以与管道11连续，使得连续滤嘴棒26直接从管道11的出口13传递到后固化处理站111的中心通道112中。

在使用中，当连续滤嘴棒26从管道11的出口13通过，已穿过加热区域20并被固化或至少部分被固化时，它进入后固化处理站111中。电加热元件113加热滤嘴棒26，使得滤嘴棒26的最外表面的丝束材料和增塑剂熔化。这也使得直立在滤嘴棒26的最外表面上的任何纤细毛发也会熔化。当具有填充芯28的硬化滤嘴棒离开后固化处理站111时，熔化的外表面冷却并硬化，从而在连续滤嘴棒28周围形成薄并光滑的外覆层。

在后固化处理站111之后，根据先前所述的设备10的第一实施例，滤嘴棒28在切割站24处被切割成分立的滤嘴棒129。

图9示出了沿着图8中所示的线Z-Z的滤嘴棒129的第二实施例的横截面。与第一实施例的滤嘴棒29一样，第二实施例的滤嘴棒129包括具有填充材料27的连续芯31的外部管状部分30。然而，滤嘴棒129还包括如上所述的由熔化和硬化的丝束和增塑剂形成的薄且光滑的外覆层130。

第二实施例的设备110被构造有滤嘴棒26的输送速度和加热元件113的功率，使得只有滤嘴棒26的薄的外表面在后固化处理站111中熔化并且热量不会渗透很远通过滤嘴棒26的厚度。这使滤嘴棒26的大部分本体不受后固化处理的影响。加热过程优选地将滤嘴棒27加热到100-200摄氏度之间。该范围由于下述是最佳的：足够热以实现增塑剂和丝束的熔化，但不会过热以使滤嘴棒26过热，这可能导致滤嘴棒的本体内的材料熔化而不是仅熔化薄的外层，这将导致滤嘴不可用，因为滤嘴棒26的内部熔化将使其不可渗透。

替代性实施例的设备（未示出）可包括安置在加热区域20的下游且在切割站24的上游的后固化处理站111的不同构造。仍然可以提供后固化处理站的这种替代性构造以使连续的带槽滤嘴棒26的外表面变得光滑。然而，替代包括用于加热和熔化连续滤嘴棒26的外表面的加热元件，后固化处理站可在室内包括一个或多个喷射喷嘴，连续滤嘴棒26被输送通过室。在使用中，喷射喷嘴可用液体覆层喷射连续滤嘴棒26的外表面，该液体覆层可硬化以在连续滤嘴棒26周围形成薄且光滑的层。液体覆层可包括增塑剂并且可包括三醋酸酯。替代性地，覆层可包括液体聚合物，诸如聚丙烯。在后固化处理站的替代性构造之后，根据前述设备10、110的第一和第二实施例，连续滤嘴棒26可在切割站处被切割成分立的滤嘴棒。这样得到的滤嘴棒可以是如图9中所示的滤嘴棒129，其具有光滑的外覆层130。

在第二实施例的设备110中，电加热元件113被描述为加热滤嘴棒26，使得滤嘴棒26的最外表面的丝束材料和增塑剂熔化，和/或还熔化直立在滤嘴棒26的最外表面上任何纤细毛发。然而，本发明不限于这种构造和操作方法，并且设备110可被构造和操作成使得加热元件113不会使滤嘴棒26的外表面中的增塑剂明显熔化，而是仅软化和物理地平整滤嘴棒上的任何直立毛发，以“熨烫”作用行事。在这样的操作方法中，将不会存在通过熔化和硬化的丝束和增塑剂在滤嘴棒26的外表面上形成的明显固化的覆层。然而，最终的滤嘴将具有光滑的外表面。在这样的操作方法中，对于滤嘴棒26通过后固化处理站111的给定输送速度，加热元件113的温度可被控制为低于将熔化滤嘴棒26中的增塑剂的温度。

在上述第一实施例的设备10中，心轴17的远侧端部安置在管道11的出口13的下游。这种布置可有利地促进上述滤嘴棒29的恒定横截面的形成。这可能是由于一旦管道11已到达其最窄点，填充材料27就仅被引入到滤嘴棒26的外部管状部分30的芯中，使得外部管状部分30的滤嘴材料16在填充材料27被引入之前被充分压缩。同样，在其中心轴17的远侧端部安置在管道11内的替代性实施例中，由填充材料27施加的任何向外的压力因此作用在经压缩的滤嘴材料16上。然而，本发明不限于该构造，并且心轴可替代地以远侧端部在管道11的第一逐渐变细部分11a中终止。

第二实施例的设备110的后固化处理站111可与管道11一体地形成，或者替代性地可以是与管道11分离的设备，并且定位成与管道11邻接，使得连续滤嘴棒26直接从管道11的出口13传递到后固化处理站111的中心通道112中。此外，在本发明的范围内，后固化处理站111可与管道11的出口13间隔开，使得连续滤嘴棒26在离开管道11的出口13之后不会立即传递到后固化处理站的中心通道112中。

设备10、110和用于滤嘴制造的方法避免使用常规的烟枪带和滤棒包裹物，因此避免了常规滤嘴途径制造的增加的复杂性和材料以及因此相关成本。此外，在能够高速生产的过程中，在滤嘴棒29、129中设置有填充材料的连续芯。这样的设备10、110还避免了对于复杂的移动机构的需要，诸如在制造其他类型的滤嘴（其在滤嘴芯内具有间隔的元件）中可能需要的那些。可将胶囊或其他元件以规则间隔间歇性地***在滤嘴芯内的这样的机构是复杂的，并且可能需要复杂的控制***以准确地保持对齐，从而确保所产生的滤嘴是一致的并且具有以正确间隔***的芯元件。因此，这样的机构在生产和维护方面是昂贵的。

在上述设备10、110中，加热区域20在管道11的一部分周围形成。这可有利地允许紧凑的设备构造。然而，本发明不旨在受限于这样的构造，并且在替代性实施例中，加热区域20可设置在单独的管道部分处，经压缩和挤压成型的连续滤嘴棒26被供给到该管道部分中。后一替代性构造可有利地便利维护设备，因为加热区域可与其中滤嘴材料被压缩成连续滤嘴棒的管道部分分离，从而实现更容易进入和清洁。

心轴17可包括便于将填充材料27通过通道18从入口18a输送到出口18b的器件。这样的器件可包括联接到心轴17的压缩空气供给，以便以与松散滤嘴丝束材料16如何被输送通过管道11相似的方式使压缩空气与填充材料27一起穿过通道。心轴17可包括延伸通过其侧壁的一个或多个压缩空气端口（未示出），用于将压缩空气供应到通道18中。然而，本发明不限于这样的构造，并且填充材料27可通过被夹带在输送通过管道11的滤嘴丝束材料16中而被抽吸通过心轴17。

心轴17的通道18被示出为在入口18a和出口18b之间逐渐变窄。然而，本发明不旨在受限于这样的构造，并且心轴17内的通道18可沿其长度具有恒定的横截面。

此外，心轴17的外表面被示出为从入口18a端部变窄。然而，本发明不限于这样的构造，并且心轴17可沿其长度具有恒定的横截面。

本发明的设备10、110的有利构造包括管道11沿心轴17的长度的至少一部分逐渐变窄。也就是说，在心轴17的外表面与管道11的内表面之间的距离在滤嘴丝束材料16的输送方向上沿着管道11的长度的至少一部分减小。这有助于在从心轴17的通道18内引入填充材料27之前压缩滤嘴丝束材料16并且至少部分地使滤嘴丝束材料16形成为中空管状部分30。

上述设备10、110和本发明的方法包括将填充材料27引入到外部管状部分30的中空芯中。尽管填充材料27可能是松散的，诸如纤维丝束或颗粒材料，但本发明不旨在受限于这样的填充材料27。在本发明的实施例中，预期填充材料27可包括预成形的细长连续滤嘴棒，以形成分立的滤嘴棒29、129的芯31。然后，滤嘴丝束材料16将围绕预成形的细长滤嘴棒形成。用作填充材料27的这样的预成形的滤嘴棒可具有如在已知的超细长吸烟制品中的尺寸。在这样的实施例中，预成形的细长滤嘴棒可通过由周围滤嘴丝束材料16的输送被牵拉通过来被输送通过设备10、110。在所有实施例中，连续滤嘴棒28可通过下游输送驱动器（未示出）（诸如，一个或多个从动辊、轮或带）牵拉通过管道11。

本发明的设备10、110的有利构造和方法以及由此形成的滤嘴棒29、129的特征在于芯31和外部管状部分30各自由大体均匀的材料形成，尽管这些材料每个均为单独的材料。也就是说，芯31的材料不与外管状部30的材料混合或掺杂，并且在滤嘴棒29、129的每个部分之间存在清晰的边界。除了提供独特且清洁的外观，这还允许精确地控制本发明的滤嘴棒29、129的过滤特性和性能。这可能有利地通过在将填充材料引入到管状滤嘴棒26的芯中之前固化或至少部分固化滤嘴丝束材料16被促进。这可通过将心轴17的远侧端部安置在加热区域20内或下游来实现。

在本发明的设备10、110的实施例中，心轴17延伸到加热区域20中。也就是说，心轴17的远侧端部可安置在加热区域20内或下游。例如，心轴17可以延伸到蒸汽室21内的管道11的区域中和/或在或超过形成在管道11中的蒸汽通气口23中的至少一个处。这可有利地使形成外部管状部分30的滤嘴丝束材料16在引入填充材料27之前至少部分固化。这可有利地有助于避免在成形期间外部管状部分30的塌陷。完全延伸通过加热区域的心轴17可有利地在引入填充材料27之前使得能够改善围绕心轴的外部管状部分30的硬化，且因此提供芯31的改善的圆度。

上述本发明的设备10、110和方法包括将在大约170摄氏度的干燥蒸汽供应到室21以穿过蒸汽通气口23并进入滤嘴棒26中。然而，本发明不限于该具体温度，并且干燥蒸汽的温度可在本发明的范围内变化。例如，在100-200摄氏度之间，和可以在120-190摄氏度之间，以及可以在150-180摄氏度之间。此外，蒸汽的温度可被选择成与夹带在滤嘴丝束材料16中的增塑剂的量和/或还与通过管道11的滤嘴丝束材料16的输送速度成比例。

在本发明的设备10、110的有利构造中，管道11和心轴17是细长的并且包括相应的中心轴线，并且管道11和心轴17同轴。这可有利地实现对称且均匀的滤嘴棒29、129的形成。

在上述吸烟制品50的第二实施例中，多段滤嘴51包括围绕第一和第二滤嘴段29、52延伸的滤棒包裹物53。这有利地辅助制造，因为多段滤嘴可在单独步骤之前被组装，在单独步骤中其被连接到烟草棒以制成吸烟制品。而且，在于单独组装步骤中与烟草棒结合以生产吸烟制品之前，多个长度的多段滤嘴（例如2节或4节棒）可被生产为具有通过滤棒包裹物连接的滤嘴段。然而，本发明不旨在受限于这样的吸烟制品的构造，并且预期第一和第二滤嘴段29、52可轴向对准并只通过接装纸42连接在一起且连接到烟草棒41而不需要还包括滤棒包裹物。该后一种构造可有利地通过在单个组装过程中将烟草棒、及第一和第二滤嘴段全部都用接装纸结合在一起，来减少吸烟制品组装步骤的数量。

如本文所使用的，术语“吸烟制品”包括可以点燃抽吸的的产品（诸如香烟、雪茄和小雪茄），无论是否基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代物，以及加热不燃烧产品和其他尼古丁递送产品诸如包括电子香烟的气溶胶发生装置。吸烟制品可设置有用于由吸烟者抽吸气体流的滤嘴。在旨在用于与加热不燃烧产品和其他尼古丁递送产品一起使用的实施例中，上面说明书中对“烟气”和“烟气改性材料”的参考应被解释为涵盖除烟气和材料的燃烧产物之外的其他气溶胶和吸入剂。

为了解决各种问题并提高现有技术，此公开的整体通过说明示出了其中可实践（多个）所要求保护的发明且提供卓越的滤嘴的各种实施例，以及用于制造滤嘴的设备及方法。本公开的优点和特征仅为实施例的代表性示例，且并不是详尽的和/或排他的。它们被呈现仅是为了辅助理解和教导所要求保护的特征。将理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面并不视为是对由权利要求所限定的公开内容的限制或对权利要求的等效物的限制，并且可利用其他实施例以及可在不背离本公开的范围和/或精神的情况下做出修改。各种实施例可适当地包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成：所公开的元件、部件、特征、部分、步骤、器件等的各种组合。另外，本公开包括目前未要求保护但未来可要求保护的其他发明。

Claims (44)

1.一种用于吸烟制品的滤嘴棒，所述滤嘴棒包括由具有夹带的固化增塑剂的滤嘴材料形成的挤压成型的硬化管状元件，和设置在所述管状元件内的填充材料的连续芯。

2.根据权利要求1所述的滤嘴棒，其中，所述滤嘴材料包括用增塑剂硬化的醋酸纤维素丝束。

3.根据权利要求2的权利要求1所述的滤嘴棒，其中，所述滤嘴棒不包括围绕所述管状元件的任何外部包裹物。

4.根据任一前述权利要求所述的滤嘴棒，其中，所述芯的所述填充材料包括醋酸纤维素。

5.根据任一前述权利要求所述的滤嘴棒，其中，所述填充材料包括颗粒气溶胶改性材料。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的滤嘴棒，其中，所述填充材料包括烟草或烟草衍生物。

7.一种用于吸烟制品的滤嘴，其包括根据任一前述权利要求所述的滤嘴棒，和第二滤嘴段，所述第二滤嘴段与所述滤嘴棒轴向对准并且通过围绕所述滤嘴棒和所述第二滤嘴段的滤棒包裹物连接到所述滤嘴棒。

8.一种吸烟制品，其包括烟草棒和连接到所述烟草棒的一个端部的根据任一前述权利要求所述的滤嘴棒或滤嘴。

9.一种用于制造用于吸烟制品的挤压成型的滤嘴棒的设备，所述设备包括：

管道，所述管道具有入口和出口，所述入口被构造为接收滤嘴丝束材料和增塑剂，所述管道在所述入口和所述出口之间逐渐变细；

心轴，所述心轴至少部分地安置在所述管道内并相对于所述管道固定；

其中，所述心轴是中空的并且包括延伸通过所述心轴的内部通道，可通过所述内部通道输送填充材料；

所述通道包括在所述心轴的远侧端部处的出口，可通过所述出口排出所述填充材料；和

构造成加热滤嘴材料的加热区域；

所述设备被构造成使得通过所述管道输送的滤嘴丝束材料和增塑剂在所述心轴周围被压缩成管状棒，并且通过所述心轴的所述内部通道供给的填充材料从所述通道出口排出以填充所述管状棒的孔，并且所述管状棒在所述加热区域中被加热以至少部分地固化所述增塑剂，以产生连续滤嘴棒，所述连续滤嘴棒包括硬化滤嘴材料的管状棒与填充材料的连续芯。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述中空心轴的所述内部通道包括在朝向所述心轴的所述远侧端部的方向上变窄的逐渐变细部分。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的设备，其中，所述中空心轴的外部尺寸包括在朝向所述心轴的所述远侧端部的方向上变窄的逐渐变细部分。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备，其中，所述心轴的外表面和所述管道的内表面之间的距离沿着所述管道的长度的至少一部分在朝向所述心轴的所述远侧端部的方向上减小。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的设备，其中，所述心轴的所述远侧端部位于所述管道的所述出口的下游。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的设备，其中，所述心轴完全延伸通过所述管道的所述长度。

15.根据权利要求9至12中的任一项所述的设备，其中，所述心轴的所述远侧端部定位在所述管道内。

16.根据权利要求9至15中的任一项所述的设备，其中，所述心轴延伸到所述加热区域中。

17.根据权利要求15或当从属于权利要求15时的权利要求16所述的设备，其中，所述管道包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分从所述入口到所述第二部分逐渐变细，并且所述第二部分具有恒定的横截面，并且其中，所述心轴的所述远侧端部安置在所述第二部分内。

18.根据权利要求9至12、15或当从属于权利要求15时的16至17中的任一项所述的设备，其中，所述心轴的所述远侧端部安置在所述加热区域内。

19.根据权利要求9至18中的任一项所述的设备，其中，所述心轴与所述管道同轴安置。

20.根据权利要求9至19中的任一项所述的设备，其中，所述加热区域包括用于加热所述滤嘴材料和增塑剂的蒸汽供应。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述加热区域包括围绕所述管道的一部分形成的蒸汽室，并且所述管道包括蒸汽通气口，以允许供应到所述蒸汽室的蒸汽进入所述管道中从而直接加热所述滤嘴材料。

22.根据权利要求9至21中的任一项所述的设备，其还包括相对于所述挤压成型的连续滤嘴棒的输送方向在所述加热区域下游的后固化处理站，所述后固化处理站被构造为进一步使所述挤压成型的连续滤嘴棒的外表面变得光滑。

23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述后固化处理站包括被构造为加热所述连续滤嘴棒的所述外表面的电加热器。

24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述电加热器被构造为将所述连续滤嘴棒的所述外表面加热到100-200摄氏度之间。

25.根据权利要求23或权利要求24所述的设备，其中，所述后固化处理站被构造为熔化所述连续滤嘴棒的所述外表面上的所述增塑剂，使得所述熔化的外表面能够随后凝固为光面精整。

26.根据权利要求22所述的设备，其中，所述后固化处理站包括喷覆站，所述喷覆站包括喷射喷嘴和连接到所述喷射喷嘴的液体处理源，以将所述液体处理喷射到所述连续滤嘴棒的所述外表面上以形成光滑的外覆层。

27.根据权利要求26所述的设备，其中，从所述喷射喷嘴喷射的所述液体处理包括增塑剂，并且可包括三醋酸酯。

28.根据权利要求9至27中的任一项所述的设备，其还包括切割站，所述切割站被构造为将所述连续挤压成型的滤嘴棒切割成分立的滤嘴棒。

29.一种制造用于吸烟制品的挤压成型的滤嘴的方法，所述方法包括以下步骤：将滤嘴丝束材料和增塑剂供给到管道的入口中，所述管道在所述入口和出口之间逐渐变细；将所述滤嘴丝束材料输送通过所述管道并围绕中空心轴，所述中空心轴至少部分地安置在所述管道内并相对于所述管道固定，使得所述滤嘴材料被压缩成管状棒；沿着延伸通过所述中空心轴的内部通道输送填充材料；将所述填充材料从在所述心轴的远侧端部处的所述内部通道的出口排出，以用所述填充材料填充所述管状棒的孔；以及加热所述管状棒以至少部分地固化所述增塑剂，以产生连续滤嘴棒，所述滤嘴棒包括硬化滤嘴材料的管状棒与填充材料的连续芯。

30.根据权利要求29所述的方法，其包括在所述管道的所述出口的下游从在所述心轴的所述远侧端部处的所述内部通道出口排出所述填充材料。

31.根据权利要求29所述的方法，其包括在所述管道出口的上游从在所述管道内的所述心轴的所述远侧端部处的所述内部通道出口排出所述填充材料。

32.根据权利要求29至31中的任一项所述的方法，其包括使用蒸汽在所述设备的加热区域中加热所述滤嘴材料和增塑剂。

33.根据权利要求32所述的方法，其包括在用所述填充材料填充所述管状棒的所述孔之前，在所述加热区域中加热所述滤嘴材料以至少部分地固化所述增塑剂。

34.根据权利要求29至33中的任一项所述的方法，其包括在用所述填充材料填充所述管状棒的所述孔之前，压缩所述滤嘴丝束材料以至少部分地形成所述管状棒。

35.根据权利要求29至34中的任一项所述的方法，其包括提供醋酸纤维素丝束作为所述填充材料。

36.根据权利要求29至34中的任一项所述的方法，其包括提供预成形的滤嘴棒通过所述心轴作为所述填充材料。

37.根据权利要求29至34中的任一项所述的方法，其包括提供烟草作为所述填充材料。

38.根据权利要求29至37中的任一项所述的方法，其还包括对所述连续滤嘴棒实施后固化处理，以为所述连续滤嘴棒提供比在从所述加热区域排出时存在的表面纹理更光滑的外表面。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述后固化处理包括用电加热器加热所述连续滤嘴棒的所述外表面并使所述外表面变得光滑。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述后固化处理包括充分加热所述外表面，以使所述连续滤嘴棒的所述外表面上的所述增塑剂熔化，并且随后凝固所述融化的外表面为光面精整。

41.根据权利要求40所述的方法，其包括将所述连续滤嘴棒的所述外表面加热到100-200摄氏度之间。

42.根据权利要求38所述的方法，其中，所述后固化处理包括将液体处理喷覆到所述连续滤嘴棒的所述外表面上，以形成光滑的外覆层。

43.根据权利要求42所述的方法，其包括将增塑剂喷射到所述连续滤嘴棒的所述外表面上，所述增塑剂可包括三醋酸酯。

44.根据权利要求29至43中的任一项所述的方法，其还包括将所述连续挤压成型的滤嘴棒切割成分立的滤嘴棒。