空心滤棒及其制造方法.pdf

本发明提供了一种空心滤棒及其复合滤棒，由成形纸包裹空心滤芯而成，空心滤芯的内部具有延滤棒长度方向延伸的多种形状的轴向孔洞，轴向孔洞的内壁光滑。轴向孔洞的形状优选的齿形不一致或者齿的尺寸不完全相同、但旋转对称的齿轮形，滤芯中可以有径向孔洞。同时，提供空心滤棒的制造方法，先喷淋占干醋纤丝束的重量比为13-30%的三醋酸甘油酯，然后用温度为120-160℃的水蒸气喷射加热凝结定型。本发明的滤棒在保证硬度、挺度、吸阻的同时，使用的滤芯材料较少，成本较低。

1.  一种空心滤棒，由成形纸（1）包裹空心滤芯（2）而成，长度为84-144mm，横截面的外圆周长为16-24mm，其特征在于：空心滤芯（2）的内部具有延滤棒长度方向延伸的轴向孔洞，轴向孔洞的横截面为圆形、梅花形、多边形、多角星形（5）、齿轮形（6）、类太极图形（8）、S形（3）或者心形，轴向孔洞的横截面面积占整个滤棒截面面积的20-70%，轴向孔洞的内壁光滑。

2.  如权利要求1所述的空心滤棒，其特征在于：所述的多边形的边长不全部相同，但旋转对称；或者所述的多角星形（5）的顶角角度不全部相同，但旋转对称；或者所述的齿轮形（6）的齿形不一致或者齿的尺寸不完全相同，但旋转对称。

3.  如权利要求1所述的空心滤棒，其特征在于：所述的外圆周长为16-19mm、长度为10-120mm。

4.  如权利要求1、2或3所述的空心滤棒，其特征在于：滤芯中具有多个与轴向垂直的径向孔洞（10），径向孔洞（10）的孔径小于轴向孔洞的孔径。

5.  一种复合滤棒，其特征在于：由权利要求1所述的空心滤棒短切后形成的一根或者数根空心滤棒段，与一根或者数根普通滤棒段相间对接后包裹同一张外围成形纸而成；普通滤棒是普通醋纤滤棒、纸芯滤棒、沟槽滤棒、同轴芯滤棒、加香滤棒、加线滤棒、胶囊滤棒中的一种。

6.  如权利要求4所述的复合滤棒，其特征在于：空心滤棒段与普通滤棒段的长度比例为1:2.5-3.5。

7.  如权利要求4所述的复合滤棒，其特征在于：由两根空心滤棒段与两根普通滤棒段相间对接后包裹同一张外围成形纸而成，每根空心段的长度为5-9mm，每根普通滤棒段的长度为16-26mm。

8.  一种如权利要求1所述的空心滤棒的制造方法，其特征在于：具有下列顺序的制造工艺步骤：
1）采用普通醋纤滤棒使用丝束量的两倍左右的醋纤丝束合并在一起，形成丝线根数更多的大股丝束；
2）在开松辊开松后的大股丝束上，喷淋占干醋纤丝束的重量比为13-30%的三醋酸甘油酯（普通醋纤滤芯中的添加量为干醋纤丝束重量的6.5～8.0%）；
3）以30-160m/min的线速度通过空心滤棒成型模具的挤压，形成内部有空心的空心滤芯（2），在通过模具时空心滤芯的内表和外表同时采用蒸汽压为0.02-0.6Mpa、温度为120-160℃的水蒸气喷射加热，使得三醋酸甘油酯与醋纤丝束粘接并凝结定型形成空心滤芯（2）；
4）然后包裹成形纸，形成空心滤棒。

9.  如权利要求8所述的空心滤棒的制造方法，其特征在于：工艺步骤3）中，空心滤芯（2）的内壁和外壁，经过温度为135-160℃的水蒸气喷射加热和模具挤压定型，能够减小布带纹痕迹和减少表面粗糙度。

10.  如权利要求8所述的空心滤棒的制造方法，其特征在于：工艺步骤3）之后，采用激光枪或者高压水枪在垂直于空心滤芯中心轴线并穿越中轴线的方向，每隔一定间距对从空心滤芯（2）的外表面进行点射打孔，在空心滤棒上形成多个径向孔洞（10）。

空心滤棒及其制造方法
技术领域
 本发明涉及一种滤芯为空心的烟用滤棒。
背景技术
滤棒通常由成形纸包裹滤芯而成，普通滤棒的外圆周长为22-25mm，细支滤棒的圆周长较小。
申请号为201320506371.8的专利提供了一种特型空心复合滤棒；申请号为201320643679.7的专利提供了一种内部有空腔的烟用过滤嘴棒。上述两个专利的滤棒是普通粗细的滤棒，空心或空腔滤芯的结构也比较简单，功能比较单一。
申请号为CN201010245777的专利提供了一种外埋式环绕管柱型截留嘴棒，它由丝束芯棒及外层包裹的成型纸组成，在丝束芯棒外圆周埋设有纵向分布的管芯，由成型纸将管芯包裹在丝束芯棒上，管芯上分布有引流小孔。本发明的优点是：纵向埋入滤嘴丝束中的管芯挤压局部丝束，使密度增加，迫使部分烟气经管芯上的小孔向观芯能扩散流动。烟气流过小孔会被被小孔放大而呈扇形扩散，流速减慢或被冷凝；管芯空腔相似“冷井”，流经管芯的烟气因压强小流速下降而被部分冷凝沉积在管芯中，剩下的烟气流到管芯的尽头再经小孔流入丝束中。该专利的成型比较困难，端面外观不太美观。
发明内容
第一发明目的：提供一种烟气冷凝效果好、端面外形美观多样、滤芯用料少的空心滤棒。
第二发明目的：提供由空心滤棒和普通滤棒加工形成的复合滤棒。
技术方案：
本发明公开了一种空心滤棒，由成形纸包裹空心滤芯而成，长度为84-144mm，横截面的外圆周长为16-24mm，空心滤芯的内部具有沿滤棒长度方向延伸的轴向孔洞，轴向孔洞的横截面为圆形、梅花形、多边形（优选为边长不全部相同，但旋转对称的多边形；优选菱形）、多角星形（优选五角星形、优选为顶角角度和边长不全部相同，但旋转对称的多角星形）、齿轮形（优选齿形不一致或者齿的尺寸不完全相同，但旋转对称的齿轮形）、或者S形、心形、半太极图形（空心滤芯由圆环部分、半太极图形的空心部分、实芯部分构成，空心部分与实芯部分在圆环部分的内部，空心部分与实芯部分环绕着滤棒中心成180度旋转对称，实芯部分与圆环部分连成一个整体），轴向孔洞的横截面面积占整个滤棒截面面积的20-70%，轴向孔洞的内壁光滑。
轴向孔洞为一条或相互平行设置的多条，所有轴向孔洞的横截面面积之和占整个滤棒截面面积的20-70%（优选40-60%，强度、刚性、稳定性和成本能够兼顾）。
本发明的空心滤棒优选是外圆周长为16-19mm（滤棒外径或者端面直径为5.09-5.41mm）、长度为100-120mm的细支滤棒。
轴向孔洞中可以放置不同于滤芯材质的其它纤维状或者颗粒状的过滤材料或者香料。
滤芯中可以具有多个与轴向垂直的径向孔洞（该滤棒或者由该滤棒制成的烟滤嘴被抽吸时，径向孔洞可从成形纸外吸入冷空气以冷凝烟气，而且径向孔洞与轴向孔洞之间流动的烟气和冷空气可以相互回旋，以提高冷凝效果和产生独特的抽吸感觉）。
径向孔洞的孔径一般小于轴向孔洞的孔径，可以采用激光枪打孔或者水枪打孔形成直径为0.2-2mm的径向孔洞。抽吸该滤棒制成的过滤嘴香烟时，烟气相互串通，并吸附外界冷气，烟气温度降得快，减少高温烟气的刺激和危害。本发明同时提供一种上述空心滤棒的复合滤棒，由一根或者数根空心滤棒段，或者一根或者数根空心滤芯段，与一根或者数根普通滤棒段相间对接后包裹同一张外围成形纸而成。
其中，空心滤棒段是短切的空心滤棒；空心滤芯段是短切的空心滤芯。普通滤棒是普通醋纤滤棒、纸芯滤棒、沟槽滤棒、同轴芯滤棒、加香滤棒、加线滤棒、胶囊滤棒中的一种。空心滤棒段与普通滤棒段的长度比例为1:2.5-3.5，空心滤棒段较短，制成滤嘴时靠近人的口部，外形比较美观。
优选复合滤棒由两根空心滤棒段与两根普通滤棒段相间对接后包裹同一张外围成形纸而成，每根空心段的长度优选为5-9mm，每根普通滤棒段的长度优选为16-26mm。
第三发明目的：
提供一种上述空心滤棒的制造方法。
第三技术方案：该制造方法中，具有下列顺序的制造工艺步骤：
1）采用普通醋纤滤棒使用丝束量的两倍左右的醋纤丝束（所采用的丝束单位长度的重量范围0.5-1.2克/mm）合并在一起，形成丝线根数更多的大股丝束。
2）在开松辊开松后的大股丝束上，喷洒重量比为10%-30%的三醋酸甘油酯。
3）以30-160m/min的线速度通过空心滤棒成型模具的挤压，形成内部有空心的空心滤芯，在通过模具时空心滤芯的内表和外表同时采用蒸汽压为0.02-0.6Mpa、温度为120-160℃（温度与速度成正比例关系）的水蒸气喷射加热，使得三醋酸甘油酯与醋纤丝束粘接并凝结定型形成空心滤芯。
可选：空心滤芯的内壁和外壁，经过135-160℃的高温加热和模具挤压定型，能够减小布带纹痕迹和减少表面粗糙度；使得空心通气顺畅，空心滤芯外表光滑，与成形纸贴合紧密，而且减小与成形纸的摩擦，成形纸不易破损。
可选5、采用激光枪或者高压水枪在垂直于空心滤芯中心轴线并穿越中轴线的方向，每隔一定间距对从空心滤芯的外表面进行点射打孔，在空心滤棒上形成多个径向孔洞。
4）然后包裹成形纸，形成空心滤棒。
或者，可选6、空心滤芯先分切成空心滤芯段，与普通醋纤滤棒段或者实芯无纸包（外围无成形纸）滤芯段拼接在一起，外包裹同一张外围成形纸，形成复合滤棒。
有益效果：
该滤棒或该复合滤棒制成的烟滤嘴的烟气冷凝效果好；滤棒端面的外形美观，易于与其它滤棒区别开来；该滤棒在保持标准滤棒应有的硬度、挺度、吸阻的同时，滤棒直径较小，使用的滤芯材料较少，成本较低。该滤棒的制造方法生产效率高，工艺数据可控性强，所称制品的成品率较高，适合大规模工业化生产空心滤棒使用。
附图说明
图1是本发明的一种横截面结构示意图；
图2是本发明的第二种横截面结构示意图；
图3是本发明的第三种横截面结构示意图；
图4本发明的第四种横截面结构示意图；
图5是本发明一种纵向剖面结构示意图。
1--成形纸；2-滤芯；3-轴向孔洞（S形）；4-端面直径；5-轴向孔洞（多角星形）；6-齿轮形孔洞；7-齿；8-轴向孔洞（半太极图形）；10-径向孔洞；21-实芯部分；22-圆环部分。
具体实施方式
实施例1：如图1所示的空心滤棒，由成形纸1包裹空心滤芯2而成，长度为100-120mm，横截面的外圆周长为16-18mm，空心滤芯的内部具有延滤棒长度方向延伸的轴向孔洞5，轴向孔洞5的横截面为S形，轴向孔洞5的横截面面积占整个滤棒截面面积的35-45%。
实施例2：如图5所述的空心滤棒，所述的滤棒端面直径4较小，外圆周长为16-19mm、长度为60mm。滤芯2中具有一个轴向孔洞和多个与轴向垂直的径向孔洞10，径向孔洞10的孔径小于轴向孔洞的孔径。