一種新型煙用濾嘴棒的製備方法
2023-05-21 15:35:01 1
專利名稱：一種新型煙用濾嘴棒的製備方法
技術領域：
本發明涉及煙用濾嘴棒，尤其涉及一種將不同類型的絲束或不同規格的絲束同時加工，形成一支濾嘴棒的製備方法，屬菸草機構技術領域。
背景技術：
絲束是指將纖維按一定規定集合成束，捲曲成皺形伸縮的連續帶狀物。現在捲菸濾嘴棒絲束使用的材料主要有二醋酸纖維絲束和聚丙烯纖維絲束兩種。但單獨醋酸纖維絲束製作捲菸濾嘴其原料緊張、且成本較高；單獨使用聚丙烯纖維絲束製作濾嘴，因存在影響捲菸煙氣的過濾和吸味的缺點，且使用過程中會造成一定的環境汙染。聚乳酸纖維絲束正好彌補在上述兩種原料、價格、環保方面的缺陷，但目前在聚乳酸絲束單獨製備嘴棒方面，由於沒有合適的增塑劑(增塑劑是一種能使聚合材料更加柔軟或更具可塑性的化合物，為了是濾嘴與捲菸能在加工時適當配接，同時也防止濾嘴在抽吸時被壓扁。因此在濾棒製造工藝中，有必要添加增塑劑，使絲束固化並增加一定的硬度，在常規醋酸纖維濾嘴在生產時，行業裡都是添加了增塑劑，從而達到固化的效果)，讓聚乳酸絲束達到快速固化的效果，所以無法單獨使用聚乳酸絲束製備捲菸嘴棒。目前的濾嘴棒加工工藝，還沒有將不同類型絲束合併同時製作一支濾嘴棒的技術。為了解決聚乳酸纖維與醋酸纖維同時摻用，即不同類型的絲束或不同規格的絲束同時加工，提供一種新型複合嘴棒加工方法。正是在這種背景下，發明了一種新型煙用濾嘴棒的製備方法。目前的濾嘴棒加工工藝還不具備將不同絲束同時加工的能力。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術不足，發明一種將兩/多種類型或兩/多種規格的絲束同時加工成捲菸濾嘴棒的製備方法，其製得的濾嘴棒可以直接為捲菸生產所使用。本發明的另一個目有在於發明一種將醋酸纖維與聚乳酸纖維兩種不同類型的絲束，按照一定的比例摻用同時加工，形成一支濾嘴棒，其製得的濾嘴棒在產品質量及捲菸成品感官評價方面均能符合要求。本發明新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備是在原有AF2濾嘴棒成型機中的第一絲束開松裝置部位上方，再安裝一套與AF2濾嘴棒成型機電機相連且可自行調控轉速的第二絲束開松裝置，兩種不同類型或者不同規格的絲束各自通過一個/ 一套絲束開松裝置對絲束03)進行有效開松，分別開松後的兩根絲束03)最後再送到AF2濾嘴棒成型機的輸送輥09)上，共同經過一個喇叭嘴後使兩根絲束混合/合併，最終製成相互混合包裹呈一條濾嘴棒。第二絲束開松裝置由開松器、預拉輥06)、螺紋輥(XT)構成，束狀絲束03) 原料經氣流展開器展開呈捲曲的片狀/面狀絲束輸送到第二絲束開松裝置開松器中， 捲曲的片狀/面狀絲束經開松器後再送到預拉輥(沈)，預拉輥06)產生一個預拉力，將捲曲的絲束03)原料拉開，再送到螺紋輥07)後，經過螺紋輥07)開松後的絲束，傳送至 AF2濾嘴棒成型機中的第一絲束開松裝置的輸送輥( )，共同進入一個喇叭嘴後兩根絲束混合、包裹及上膠，形成一條絲束濾嘴棒。原AF2嘴棒成型機開松的輸送輥上裝有旋轉編碼器(16)，用於檢測AF2成型機的轉速，通過伺服電機連接，將此轉速反饋給新增的開松裝置，從而達到與AF2成型機同步的目的。所述的兩種絲束是聚乳酸纖和維醋酸纖維，其中聚乳酸纖維質量百分比佔 10-90%，而醋酸纖維質量百分比佔10-90% ；絲束中的單絲線密度是指一根900米長度單絲的質量，絲束線密度是指一束900 米長度絲束的質量；絲束截面形狀均為「Y」型；兩種絲束的捲曲數、捲曲度和水分均是統一的指標。氣流展開器的內部形狀是一個開了窄槽的強制低壓吹風裝置，截面尺寸收縮造成出口處較大壓強，槽在長度方向呈「人」字形，開口方向與絲束的流動方向相反，槽上方2毫米處有一蓋板，絲束從間隙中穿過，氣流把絲束強制吹松，使之橫向增寬。預拉輥06)是一組輥筒，上輥為金屬輥，下輥則在金屬輥芯外包著聚氨酯材料。螺紋輥07)是前、後二組輥筒，二組輥筒軸線互相平行，每組輥筒中的上輥是由不鏽鋼製成的螺紋輥，下輥是大橡膠輥，為鋁芯外包聚氨酯材料的輥筒，兩個螺紋輥咖旋向相同，均為右旋螺紋，螺距相同，且均為主動輥。前螺紋輥螺紋頂面寬度與螺紋溝槽寬度相同，那麼頂面和溝槽面積各佔表面積的二分之一；後螺紋輥頂面寬度約是前螺紋輥頂寬的二分之一。本發明方法主要針對原有的濾嘴棒成型機開松環節，再增加一套可調控的絲束開松裝置，使不同類型或者不同規格的絲束分別通過兩套開松裝備進行有效開松，並通過最後的輸送輥及喇叭嘴最終合併，加工成同一支濾嘴棒。在絲束開松過程中，為了達到好的開松效果，必須根據絲束的伸展性能，調節各輥之間的線速度，調節壓緊輥與餵進輥、比率輥之間的壓力，調節預拉伸輥之間的壓力，只有速度，壓力調節到最佳時，絲束開松效果才能發揮到最佳。絲束的特性根據其對濾棒性能的影響分為主要特性和一般特性。主要特性指絲束的單絲線密度(單纖度)、絲束線密度(總纖度)、和截面形狀；一般特性指絲束的捲曲數、 捲曲度和水分。根據絲束單絲線密度(單纖度)、絲束線密度(總纖度)、截面形狀等絲束特性的不同絲束可分成不同的規格。本發明的優點主要體現在不同的絲束通過該方法彌補相互的缺點，並進一步優勢互補。其一、行業正常使用的醋纖絲束價格較貴，通過該方法，可將價格較便宜的聚乳酸纖維絲束共同參配使用，最終降低生產成本；其二、聚乳酸纖維絲束目前沒有適合的增塑劑可將其固化定型，通過與噴灑過增塑劑的醋纖絲束均勻合併，可將聚乳酸纖維絲束共同固化， 易於加工使用。
圖1為本發明使用的現有AF2濾棒成型機的外形示意圖。圖2為本發明使用的現有AF2濾棒成型機的主要結示意構圖。
圖3為採用本發明兩套開松裝置共同混合包裹成一條濾嘴棒的工作流程示意圖。圖4為本發明一條捲曲狀絲束，通過氣流展開器、預拉輥和螺紋輥後，絲束從捲曲狀打開的過程示意圖。圖5為本發明氣流展開器的結構示意圖。圖中1.帶操作元件的控制箱；2.吹氣裝置；3.主傳動機構與制動系統；4.壓力供氣系統；5.迴轉紙架與換紙系統；6.煙槍；7.接縫熱上膠裝置；8.內線冷上膠裝置； 9.刀頭與自動出刀裝置；10.濾棒輸出(分煙輪、轉向輪)裝置；11.中間輪；12.輸出輪 13.輸出裝置；14.高部位輸出傳動裝置；15.冷卻裝置；16-旋轉編碼器；21-氣流展開器； 22-導向環；23-第二條絲束；24-展開後的絲束；25-第一條絲束；26-預拉輥；27-螺紋輥， 28-上膠箱；29-輸送輥；30-捲曲狀絲束；31-部份打開的捲曲狀絲束；32-打開狀絲束。
具體實施例方式本發明是按聚乳酸纖維的質量百分比為10-90%，而醋酸纖維的質量百分比為 10-90% ；相互摻用同時加工，製成一支濾嘴棒。本發明的單絲線密度是指一根900米長度單絲的質量，絲束線密度是一束900米長度絲束的質量；截面形狀均為「Y」型；兩種絲束的捲曲數、捲曲度和水分均是統一的指標。本發明所述的第一絲束開松裝置是現有AF2/KDF2嘴棒成型機中的開松裝置。步驟一第二絲束開松裝置的製作根據AF2/KDF2嘴棒成型機開松速比及有關的技術要求，在AF2嘴棒成型機開松環節部位上方，另外增加一套與AF2嘴棒成型機電機相連，且可自行調控轉速(通過旋轉編碼器16)的第二絲束開松裝置。該第二絲束開松裝置要求1、應具有實際應用價值，能進行單獨開松、單獨調控及獨立進行生產功能。2、在AF2嘴棒成型機在同步運轉時，能根據AF2嘴棒成型機開松調控的需要，進行同步調控。3、新型單獨開松裝置的綜合質量應不低於現有開松裝置。2、新增第二絲束開松裝置工作部分2. 1由於新增開松裝置的設計全是按照AF2嘴棒成型機開松系統1進行製作的，所以其開松器、預拉輥、螺紋輥的結構及工作原理與現有AF2嘴棒成型機開松系統完全一樣， 同樣是經過開松器、預拉輥、螺紋輥進行開松，最終經輸送輥後，傳送至AF2嘴棒成型機的輸送輥，共同進入喇叭嘴，生產同一支濾嘴棒。2. 2原AF2嘴棒成型機開松系統的輸送輥上裝有旋轉編碼器16，用於檢測AF2嘴棒成型機的轉速，通過伺服電機連接，將此轉速反饋給新增的第二絲束開松裝置，從而達到與AF2嘴棒成型機同步的目的。2. 3在絲束開松過程中，為了達到好的開松效果，必須根據不同絲束材料的伸展性能，調節各輥之間的線速度，調節壓緊輥與餵進輥、比率輥之間的壓力，調節預拉伸輥之間的壓力，只有速度，壓力調節到最佳時，絲束開松效果才能發揮到最佳。步驟二 混配嘴棒的生產過程濾棒成型工藝
濾棒成型的工藝任務是將符合質量要求的絲束加工成為能滿足捲菸及生產要求的濾棒，一般濾棒成型工藝如下1.備料將絲束包打開並放置在指定位置，將絲包放在絲束行進的中心線上，且鋪絲方向與成型機方向一致。同時將成型紙、熱熔膠、內粘接線膠、增塑劑準備到位。2.絲束開鬆通過氣流展開器21、開松器25、預拉輥沈、螺紋輥27的作用後，一條束狀絲束23完全開松，變為展開後的絲束24。3.施加增塑劑通過增塑劑施加系統向完全展開的絲束均勻施加增塑劑。4.卷製成型將施加過增塑劑的絲束收攏，通過煙槍部分時被成型紙包裹，形成圓筒狀濾條。5.切斷濾條在刀頭部分被分切為一定長度的濾棒。6.裝盒濾棒通過裝盤機收集整理，分裝入小盒。7.貯存固化裝盒後的濾棒放置若干小時自然固化，以達到最佳硬度。8.裝箱裝盒後的濾棒小盒分裝入外包裝大盒，運往卷接工序。1. 1開松器的工作原理絲束的捲曲波形沿橫向排列，AF2嘴棒成型機通過氣流展開器和螺紋輥開松器來實現絲束的開松。氣流展開器的內部形狀是一個開了窄槽的強制低壓吹風裝置，截面尺寸收縮造成出口處較大壓強，槽在長度方向呈「人」字形，開口方向與絲束的流動方向相反，槽上方2毫米處有一蓋板，絲束從間隙中穿過，氣流把絲束強制吹松，使之橫向增寬。氣流展開器21是利用旁通式鼓風機產生的低壓氣流，把絲束23均勻地鋪展到所需要的寬度，消除一切可能出現在絲束中的假捻，施加恆定的張力，有利於螺紋輥開松器加工。氣流展開器分為三級，第一氣流展開器安裝在升降臂上，第二氣流展開器安裝在預拉輥前，第三氣流展開器安裝在螺紋輥開松器後。第一、二、三級展開器的「人」字形窄槽長度逐級增大，使絲束逐級變寬，從而進一步加強絲束的開松性能。附圖為氣流展開器工作示意圖。絲束23通過三級展開器後，進入上膠箱28，噴灑增塑劑後，經輸送輥吸入喇叭嘴進行嘴棒成型。1. 2預拉輥、螺紋輥的工作原理螺紋輥開松器包括預拉輥沈和前、後螺紋輥27，作用是將橫向捲曲排列打亂後加以開松，顯著提高纖維束的疏鬆程度，有利於均勻地施加增塑劑。預拉輥沈是一組輥筒，上輥為金屬輥，下輥則在金屬輥芯外包著聚氨酯材料。預拉輥對本身無動力驅動，夾持住經第一、二級氣流展開後的絲束，使絲束穩定運行後進入螺紋輥開松器。輥間夾緊力可作調節，適應不同參數絲束的開松要求。前、後螺紋輥是二組輥筒，軸線互相平行。每組輥筒中的上輥是由不鏽鋼製成的螺紋輥，下輥是大橡膠輥，為鋁芯外包聚氨酯材料的輥筒。兩個螺紋輥旋向相同，均為右旋螺紋，螺距相同，且均為主動輥。前螺紋輥螺紋頂面寬度與螺紋溝槽寬度相同，那麼頂面和溝槽面積各佔表面積的二分之一。當前螺紋輥轉動並與橡膠輥夾緊時，右旋螺紋頂面作順時針方向轉動，在前螺紋輥和預拉輥之間的絲束在橫向的不同部分受到不同的拉力時，有一部分絲束既受到前螺紋輥頂面的拉伸作用，又受到預拉輥的阻滯作用，橫向捲曲被拉伸開松；另一部分絲束落在前螺紋輥的溝槽裡面而沒有受到拉伸，但由於前螺紋輥的螺紋頂面隨輥體高速旋轉，沿軸線方向作橫向移動時又把原來處於螺紋溝槽內的部分絲束拉伸開松。纖維在前螺紋輥和預拉輥間不同位置上的捲曲形狀，就反映出纖維絲在螺紋作用下的運動情況，絲束帶中相鄰的纖維絲就以這種方式形成縱向的相對偏移，捲曲部分被彼此錯開而打亂其排列。後螺紋輥頂面寬度約是前螺紋輥頂寬的二分之一。絲束帶經前輥拉伸後，在前、後輥間通過時，各條纖維絲交替夾入前、後輥頂面，或落入螺紋的溝槽部分，或交替夾入輥頂或溝槽內，後螺紋輥的螺紋頂面在沿輥的軸線轉動並作橫向移動的同時，將纖維絲拉伸並向前送出。後輥的轉速高於前輥的轉速，相鄰的單絲經過交替拉伸和放鬆後，就會產生微小的縱向偏移而改變捲曲的位置，獲得開松並均勻展開的絲束帶，接著傳送到第三氣流展開
ο附圖4為絲束通過預拉輥和螺紋輥後的工作狀態。最終，絲束經第三級開松器進入上膠箱，均勻地塗灑增塑劑，經輸送輥對輸往喇叭嘴，將絲束均勻地收束後送入同步運動的濾紙上，然後進入成型煙槍進行嘴棒成型。最後， 通過濾嘴棒分切，就得到所需要的不同長度的濾嘴棒。
權利要求
1.一種新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於在原有AF2濾嘴棒成型機中的第一絲束開松裝置部位上方，再安裝一套與AF2濾嘴棒成型機電機相連且可自行調控轉速的第二絲束開松裝置，兩種不同類型或者不同規格的絲束各自通過一個/ 一套絲束開松裝置對絲束03)進行有效開松，分別開松後的兩根絲束03)最後再送到AF2濾嘴棒成型機的輸送輥09)上，共同經過一個喇叭嘴後使兩根絲束混合/合併，最終製成相互混合包裹呈一條濾嘴棒。
2.根據權利要求1所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於第二絲束開松裝置由開松器(21)、預拉輥(沈)、螺紋輥(XT)構成，束狀絲束03)原料經氣流展開器 (21)展開呈捲曲的片狀/面狀絲束輸送到第二絲束開松裝置開松器中，捲曲的片狀/面狀絲束經開松器後再送到預拉輥( )，預拉輥06)產生一個預拉力，將捲曲的絲束原料拉開，再送到螺紋輥(XT)後，經過螺紋輥(XT)開松後的絲束，傳送至AF2濾嘴棒成型機中的第一絲束開松裝置的輸送輥( )，共同進入一個喇叭嘴後兩根絲束混合、包裹及上膠，形成一條絲束濾嘴棒。
3.根據權利要求1所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於原AF2嘴棒成型機開松的輸送輥上裝有旋轉編碼器(16)，用於檢測AF2成型機的轉速，通過伺服電機連接，將此轉速反饋給新增的開松裝置，從而達到與AF2成型機同步的目的。
4.根據權利要求1所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於所述的兩種絲束是聚乳酸纖和維醋酸纖維，其中聚乳酸纖維質量百分比佔10-90%，而醋酸纖維質量百分比佔10-90% ο
5.根據權利要求1或4所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於絲束中的單絲線密度是指一根900米長度單絲的質量，絲束線密度是指一束900米長度絲束的質量；絲束截面形狀均為「Y」型；兩種絲束的捲曲數、捲曲度和水分均是統一的指標。
6.根據權利要求1所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於氣流展開器的內部形狀是一個開了窄槽的強制低壓吹風裝置，截面尺寸收縮造成出口處較大壓強，槽在長度方向呈「人」字形，開口方向與絲束的流動方向相反，槽上方2毫米處有一蓋板，絲束從間隙中穿過，氣流把絲束強制吹松，使之橫向增寬。
7.根據權利要求2所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於預拉輥06) 是一組輥筒，上輥為金屬輥，下輥則在金屬輥芯外包著聚氨酯材料。
8.根據權利要求2所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於螺紋輥(XT) 是前、後二組輥筒，二組輥筒軸線互相平行，每組輥筒中的上輥是由不鏽鋼製成的螺紋輥， 下輥是大橡膠輥，為鋁芯外包聚氨酯材料的輥筒，兩個螺紋輥(XT)旋向相同，均為右旋螺紋，螺距相同，且均為主動輥。
9.根據權利要求8所述的新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，其特徵在於前螺紋輥螺紋頂面寬度與螺紋溝槽寬度相同，那麼頂面和溝槽面積各佔表面積的二分之一；後螺紋輥頂面寬度約是前螺紋輥頂寬的二分之一。
全文摘要
本發明涉及一種新型煙用濾嘴棒的製備方法及設備，尤其是將不同類型的絲束或不同規格的絲束同時加工，形成一支濾嘴棒的製備方法，屬菸草機構技術領域。其特徵在於在原有AF2濾嘴棒成型機中的第一絲束開松裝置部位上方，再安裝一套與AF2濾嘴棒成型機電機相連且可自行調控轉速的第二絲束開松裝置，兩種不同類型或者不同規格的絲束各自通過一個/一套絲束開松裝置對絲束進行有效開松，分別開松後的兩根絲束最後再送到AF2濾嘴棒成型機的輸送輥上，共同經過一個喇叭嘴後使兩根絲束混合/合併，最終製成相互混合包裹呈一條濾嘴棒。本發明的優點主要體現在不同的絲束通過該方法彌補相互的缺點，並進一步優勢互補。
文檔編號A24D3/10GK102488327SQ20111035910
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者劉惠民, 包旭東, 張建華, 朱雄偉, 楊松, 桂永發, 牟定榮, 王曉輝, 王濤, 趙獻忠 申請人:紅塔菸草(集團)有限責任公司