专利名称：燃烧速率改进的香烟的制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有改进燃烧速率的香烟和用于制造这种香烟的香烟制造设备。
背景技术：
本发明对香烟的改进包括对香烟纸卷包材料的改变，从而使香烟中的烟草柱邻接形成高扩散区同轴带和低扩散区同轴带的条形包装。这种部分双层包装的香烟表现出改进的燃烧速率，从而使香烟的标准发烟燃烧速率可以按照所需的结果进行改变，如需要其或者自动熄灭或者显著地变慢燃烧。
图1是本发明的燃烧速率改进的部分双层卷烟纸香烟的透视图；图2是在图1中所示的燃烧速率改进的具有部分双层卷烟纸的香烟的展开的外部卷包材料的展开的香烟纸的透视图；图3是本发明的燃烧速率改进的香烟的端视图；图4是本发明的燃烧速率改进的香烟用部分双层卷烟纸的透视图；图5是本发明的部分双层卷烟纸设计的另一可选实施例；图6是本发明的燃烧速率改进的香烟的另一可选实施例的前视图；图7是本发明的燃烧速率改进的香烟的另一可选实施例的部分剖视图；
图8是本发明使用的制烟机中香烟纸供料机的透视图；图9是本发明的制烟机的附属部区(garniture area)的端部剖面图；图10是本发明使用的制烟机的香烟卷烟纸成形点的另一可选实施例的透视图；图11是本发明使用的香烟卷烟纸成形的另一可选实施例的侧视图；图12是具有安装在附属部上面的松卷辊的用于本发明的香烟卷烟纸成形的制烟机的前视图；图13是安装在图12所示的本发明的香烟机上的松卷辊的近矩观察的侧视图；图14是具有外部松卷机的本发明香烟卷烟纸成形用的制烟机的另一可选实施例；图15是在图14所示的纸转向装置的近矩观察的视图；图16是本发明的纸转向装置的另一可选实施例；图17是另一可选实施例的松卷装置和稳定器的侧视图；和图17A是在图17所示的实施例的稳定器的前视图。
具体实施例方式
在图1中示出了燃烧速率改进的香烟并也可以将其描述为部分双层卷烟纸的香烟10。如这里所见，本发明的部分双层卷烟纸的香烟10装入标准的烟草柱13，该柱从露出端延伸至过滤嘴15。外接限定烟草柱13的是香烟纸12的外卷。外卷香烟纸12的内层是分离的部分内卷层或条14a和14b。分离的部分内卷层14a和14b通过改变香烟10的燃烧特性，起到烟草柱13的燃烧速率改进剂的作用。从图1所示的实施例可见，内卷层条可以是与烟草柱13同轴的和基本上可以延伸出烟草柱的长度从露出端延伸至过滤嘴15。通过插入分离的部分内卷层14a和14b，在这个实施例中它们与烟草柱13同轴延伸，可以通过以下的方式改进香烟的燃烧速率，即根据烟草的充填密度、外卷烟纸12的孔隙率和外卷烟纸的添加剂、分离的部分内卷层14a和14b的宽度、内卷层14a和14b的孔隙率、和内卷条的添加剂可以调节燃烧速率。另一种选择是，可以缩短内卷层使其没有延伸到烟草柱13的整个长度或者可以在变化的方向上进行延伸。因此，根据这里提出的各种因素的组合，与其它因素一起，可以实现本发明的部分双层卷烟纸香烟10的燃烧速率的许多变化。
如在图1中所示，本发明的具有改进燃烧速率特征的部分双层卷烟纸香烟10包括带有第一和第二分离的部分内卷条14a和14b的外卷烟纸12。外卷香烟纸12可以是具有正常孔隙率的纸，它一般具有15-80Coresta单位(CU)的孔隙率。与外卷香烟纸12组合定位的至少一层部分内卷层可以改进香烟10的燃烧速率特性。如图所示，第一和第二部分内卷层14a和14b被设置在烟草柱13的相对侧上。为了沿着烟草柱13的整体提供基本相当的燃烧速率特征，部分内卷条14a和14b可以大致延伸至过滤嘴15和与烟草柱13同轴。
如图4的实施例所示，部分内卷层14a和14b从烟草柱13的一端延伸至另一端，并且可定位以使得根据所需的燃烧速率特征，它们或者是互相等距分布或者是定位在另一可选位置处。
转到图3，清楚可见本发明的部分双层卷烟纸香烟10按照内卷层或条14a和14b的位置具有交替的高扩散区21和低扩散区22。如可以见到的那样，存在的至少一个高扩散区21允许增加CO和氧气透过由外卷烟纸12形成的阻挡层进行渗透，而同时维持正常的排气。在组合中，由每个部分内卷层14a和14b的圆周部分限定的低扩散区22有可能阻塞大部分或全部的通过其中的气体流入和流出，这是直接与内卷层14a和14b与外卷层12相结合的孔隙率相关。高扩散区21和低扩散区22的共线区可以表现出高于14 Coresta孔隙率的共线高扩散区和低于8 Coresta孔隙率的共线低扩散区。
如各图所示，燃烧速率改进的香烟的结构是这里描述的部分双层卷烟纸香烟10，它使用标准的外卷香烟纸12，该纸在一般的香烟中是27毫米宽。如在图2和图4中另一个实施例所示，沿着外卷的内部定位放置分离的部分内卷层14a和14b，它们可以基本上沿着外卷12的长度进行延伸。虽然香烟纸的外卷可以具有标准的孔隙率和结构，但这个实施例的部分内卷具有第一和第二条14a和14b，它们每个可具有4毫米宽和小于8 Coresta单位的孔隙率。因此，组合起来，所述两个内卷层或条14a和14b可以外接限定约8毫米的本发明的部分双层卷烟纸香烟10的圆周，但是相对标准的香烟尺寸可以围绕达到15毫米的烟草柱的圆周进行延伸。根据提出的各种变量，例如每张纸的孔隙率，部分内卷和外卷的任何组合都可以起到作用，但感觉到通过加入覆盖小于约75％或优选地小于约60％和甚至更优选地小于约35％的外卷圆周的内卷，可以实现良好的燃烧速率特征和对烟气特性和气味的有限影响。这是整个香烟的功能并根据外卷的圆周可以改变。但是，存在各种改变以便使用本设计的发明方面来达到相同的有利结果，且这样的描述并不被感到是限制性的而仅是示例性的。
另一种可选方案是，可以使用许多不同的结构提供如这里提出的燃烧速率改进的香烟。可以理解，按照所需的特性和改变的燃烧速率可以设置单层内卷层或多层内卷层。因此，如前所述，可以使用低孔隙率内卷段和高孔隙率外卷段的各种组合，以提供可能需要的各种线性燃烧速率。因此，根据外卷和部分内卷条孔隙率的组合和其它因素一起可以如希望的那样减小6.0毫米/分的典型线性燃烧速率并且如果有需要的话，线性燃烧速率可以很容易地减小到小于4毫米/分。这包括低孔隙率单个内卷条的组成或使用具有各种结构材料替换内卷条，所述结构材料包括再生烟草、低孔隙率纸、带型烟草、聚合物基材料、其它纸或材料。可以用燃烧改良剂或其它材料涂覆内卷条，所述材料将会产生沿着烟草柱的至少一个低扩散区。作为例子，可以用藻酸钠作为阻燃剂涂覆该纸以便减少该纸的孔隙率并提供足够的特性，从而使外卷孔隙率、烟草充填密度、内卷圆周的复盖率和条的数目、内卷孔隙率和其它因素的整体组合致使香烟具有所需的燃烧速率。
如在图4-7中所示，为了产生低孔隙率区域，可以利用各种实施方式。如在图4中所示，打开的标准外卷烟纸12带有许多内卷烟纸或内层条16a、16b、16c和16d的衬里。这些条可以沿着外卷烟纸12的内部等距放置和远离边缘和接缝定位，在制烟机的附属部中滚动时外卷烟纸在接缝处自身粘合。如图所示，可将全部条16a-16d送料到附属部中和装设在邻近烟草柱的外卷烟纸的内部上。部分内卷条的放置将燃烧速率改变至所需的水平，从而能显著地降低该速率以便造成或者明显地减小静态燃烧速率或者在所需的间隔内自熄灭。
如在图5中所示，为了产生低孔隙率区，可以使用与外卷烟纸12的边缘相比具有非线性侧17的内层作为部分内卷烟纸。如这里所示，内卷层17可以是波浪形，从而使低孔隙率区的位置沿烟草柱轴的位置而变化。这种低孔隙率区的非线性位置可以允许香烟在静态燃烧时的不同定位并确保与香烟的位置无关实现所需的静态燃烧速率。
在图6中示出了本发明的改进燃烧速率的香烟的另一个实施例。如在图中可见，通过加上部分双层卷烟纸的内卷层18限定高扩散区21和低扩散区22，所述内卷层18在外卷烟纸12的内部外接限定烟草柱13的一部分。如图中所示，部分内卷层18围绕烟草柱13的周边延伸大约一半。但是，为了通过提出的燃烧速率的改进达到合适的线性燃烧速率可以应用许多不同的构形。部分双层卷烟纸的内卷层18可以包括具有小于7 Coresta单位的低孔隙的标准香烟纸或者用燃烧速率改良剂涂覆的香烟纸，或者可以是另一种可选的结构，如有或没有添加剂的带型烟草片，它一般有低的Coresta单位值，通常小于5和更优选地小于3。利用带型或再制烟草片作为部分双层卷烟纸内卷层18的第二个好处是内卷的着色可以与烟草柱13的相似和不用提供沿着低扩散区22延伸的对比变白区。此外，可以使用聚合物膜或其它材料作为部分双层卷烟纸内卷层18。在图6中所示的部分双层卷烟纸内层为2-14毫米宽可能是优选的，或者另一种选择是，为了获得所需合适的燃烧速率的改进，小于外卷烟纸圆周的75％可能是优选的，其中将线性燃烧速率保持在足够低的水平，优选地低于4.0毫米/分。
如在图7中所示，公开另一可选实施例，其中使用多个内卷条19大体包围在外卷12内部上的烟草柱13。可将多个内卷条19送料进入到外卷12附近的附属部中并当烟草柱13在制烟机中成形时包围住烟草柱。所述多个条19可以包括单个送料进入到制烟机中的低孔隙率香烟纸或者是单条或多条送入到与附属部相邻的制烟机中并切割成合适的条宽度。如在图7中所示，使用多个内卷条19和使其沿着烟草柱13的长度大体上同轴地延伸。优选地，所述多个条19沿着烟草柱整个长度延伸以致改进沿着整个烟草柱的燃烧速率，而与香烟的定位无关。感觉到通过提供如在图7中所示的多个条19，可以产生更加均匀的香烟燃烧速率的改进。
可以理解，内卷层基本上沿着烟草柱13的长度延伸使得它们是共轴的，这样的方式比垂直于烟草柱13的轴线交替布置的环具有明显的好处。这种沿着烟草柱的长度交替布置的垂直环可以产生烟草柱13的非线性燃烧速率。因此在这种存在围绕烟草柱的外接环的设计中，根据所述环所在点的纸的孔隙率，它与环之间无调节的纸的孔隙率不同，使线性燃烧速率在低线性燃烧速率到高线性燃烧速率之间可变。这种非线性燃烧速率事实上可能是所不希望的，这是由于烟草柱在环之间连续自由燃烧相当长的一段时间不会产生合适的燃烧速率的改进，而所述改进可能取决于经过整个烟草柱长度的燃烧。还有，在有低孔隙率环的点处，当烟草柱燃烧通过低孔隙率环之上时，吸烟者可以对香烟吹气。在这样的点处，人们想到当香烟燃烧通过这些环中的一个时，香烟的排气可能会显著地改变因而增加CO和其它化合物。因此，本发明的部分双层卷烟内层通过在烟草柱整个长度上提供已公知的标准排气克服了这些问题，同时还改进了沿着整个共轴长度的燃烧速率。
在本发明的改进燃烧速率的香烟10的设计中，可能需要装设远离外卷12缝的内卷层，不管它是多个条还是一个单层。在香烟制造中已公知，如在图1中所示，由制造者将外卷12的侧边缘24重叠形成缝23。在典型的香烟制造中，在折叠外卷和形成烟草柱13之前先沿着一个边缘24施加粘合剂。在本发明的改进燃烧速率的香烟10的制造中，所希望的是使部分内卷层远离缝的部分以便确保合适地形成外卷12并且部分内卷层不会影响烟草柱的形成或外卷层的粘接。因此，如在各实施例中所示，所示的部分内卷层被放置在远离侧边缘24的地方，从而使内卷部分将不会影响外卷12的缝，也不会影响在典型的制烟机中附属部内烟草柱的形成。因此，本发明的改进燃烧速率的香烟就可以在标准的制烟机中生产，仅需要对纸供料装置进行很小的改动，因而不需要在附属部内进行任何改动。还很清楚，在这里所示出的任何实施例中，可以将各条用另有可选地放置在香烟的外部并且用粘合剂或其它手段将其保持在卷烟纸上，从而仍然形成高和低孔隙率的共线区。
如在图8中所示，在此对用于制造这里所述的具有燃烧速率改进的香烟的样品设计进行说明。纸供料组件80包括两个纸供应源，外卷烟纸筒37和内卷烟纸或内条筒32。外卷烟纸筒37可以包括标准孔隙率的外卷香烟纸，所述纸具有标准的宽度，在通常情况下所述宽度可在19-27毫米之间变化和所述纸可以通过多个辊和张紧引导件供料给制烟机。在如图所示的实施例中，可将部分内卷和外卷层组合起来形成复合的香烟纸36，其中在附属部内外卷和内卷层接收烟草。可以将外卷层30放在部分内卷条34、35下面，所述内卷条由内卷条筒32或其它纸源供给。内卷条筒32可以比外卷烟纸更窄，因为它旨在仅仅覆盖外卷烟纸30内表面的一部分。内卷条筒32可以是铺开的并且通过辊供给进料且刚好在附属部前面形成复合香烟纸36之前用刀将其切成所需的条。形成本发明的香烟内卷烟纸部分的条34、35可具有与外卷烟纸30显著不同的燃烧速率特征。因此，通过在本发明的机器中装设双筒可以提供在孔隙率、内含物和其它特征方面的变化。可以装设切条机33以将内卷纸切成两条或多个条。
如在图8中所示，内卷条筒32的纸可以有4-15毫米宽，可将它切成两条。可以调整内卷和外卷层孔隙率和燃烧特性的合适组合以便产生燃烧速率的适当改进，所希望的是该种改进在整根香烟和烟草柱内能产生标准的线性燃烧速率。
如在图8中所示，公开的纸供料组件80包括多个张力辊用于提供外卷烟纸30和部分内卷烟纸条34、35合适的供料，以便生产出复合的香烟卷纸36。可能会意识到，宽度较小的筒32在将切开的纸供纸附属部时会造成更多的问题。为了防止内卷条34、35在到达附属部前撕裂，必须使条34、35适当张紧。此外，由于香烟制造工艺本质上是一种停止和前进的工序，因此外卷烟纸筒37和内卷条筒32适当张紧是必要的。因此，为了提供所述两层适当的张紧和复合，部分内卷条34、35可刚好在附属部前与外卷烟纸30复合，或者如在图8中所示可以刚刚在切开之后进行复合。
转到图9，图中示出了在制烟机中的附属部的剖面。附属部40是制烟机内的工作区，在该区中香烟成卷和成形。通常在外卷烟纸30和附属部40之间存在一条带，但这里为了说明的目的没有示出。如图中所示，附属部40具有用于形成烟草柱和香烟的弯曲部。该弯曲部在由制烟机内烟草供料器41放置烟草之后围绕烟草折叠外卷烟纸30。在进入到附属部之前，内卷条34、35与外卷烟纸30紧密配合，从而使复合的香烟卷烟纸36与烟草一起折叠和成形，而同时香烟卷烟纸已经在适当位置中成形。这样的设计允许灵活地组合外卷层和部分内卷层的各种特性。本发明的具有改进燃烧速率的香烟的一列式成形和加工的另一个好处在于这是一种不会影响实际香烟速率或成形的在线方法。因此，在附属部内，生产香烟杆不需要显著的改动，所述香烟杆在制烟机中后面的工作站内被切成合适的长度并加上过滤嘴。
如在图9中所示，将内卷条34、35送料进入附属部内外卷烟纸30的内表面上，从而当制烟机生成香烟和烟草柱时，它们处于适当的位置处。在本实例中，如在图3中所示，内卷条34、35被定位与外卷烟纸30的缝成90°角且可相互间等距放置以便为香烟提供平滑的和连续的燃烧速率改进。可以将内卷材料放置在外卷烟纸30的内侧且优选不用粘结剂，但是可以使用其它的位置保持材料。香烟在附属部40内的成形和将烟草压实到烟草杆中保持了内卷条34、35的位置。
转到图10，图中示出了纸供料组件82的另一可选实施例。在该实施例中，将外卷烟纸12从标准位置送料到锥形辊(bulletroller)57，该辊将香烟卷烟纸引导至附属部60用于生成香烟。在这种情况下，外卷烟纸12可以是标准的27毫米宽的香烟纸且具有正常的孔隙率以及其它典型添加剂。如图中所示，复合的部分双层卷烟纸36是由外卷烟纸12和两条内卷条34、35复合形成，所述部分双层卷烟纸可以在附属部之前复合而成。
可以看到，在由旋转切断机51切割或切条之前，来自筒的内卷烟纸32被送料至导辊58。旋转切断机可包括旋转刀52和刀架53。在这样的构造中，所希望的是使香烟内部8毫米宽的复合部分覆盖有部分双层内卷，可以提供内卷32，所述内卷被切成一半形成相等的4毫米宽的条34、35。这些条可由旋转切断机51形成并且在部分内卷条34、35与外卷纸12在辊57处复合之前用分离辊55、56将这些条分开。当然可以将内卷烟纸32切成更窄的条用于叠加到外卷烟纸上。
这样设计的好处在于可以装设旋转切断机51用于将纸切成所需的宽度。在处理窄条时存在各种问题从而需要导辊和张力辊，问题是在形成窄条之后必须小心地防止内卷纸32和各个条34、35撕裂。因此，为了防止窄的内卷条34、35难度很大的处理，将旋转切断机51装设在相当接近或邻接附属部60的点处可能是有益的。
在图10中所示出的纸供料组件82中，示出旋转切断机51用于将原有的卷材32形成条34、35。在所有的这些实施例中可以使用许多不同的切割装置或切条器，如静止刀具、激光、如所述的旋转刀、射水切割器、轻触切断或微穿孔成形装置。此外，可以提供预先成形的卷材，所述预先成形的卷材被预先切割成单个条，然后在通过各种处理装置送料到附属部中之前可以将所述条分开。为了将合适的内卷烟条送料到附属部中与外卷烟纸复合，可以使用许多不同的实施例。尽管这里公开的各种各样的实施例提出特定的结构来实现将内卷条送料到附属部，但是可以提供许多实施例用于内卷条的成形和将它供给附属部与外卷烟纸进行复合。感到这些变型都落入本申请的教导范围内并且通过这里提出的纸送料组件的特定实例不能理解为存在任何不必要的限制。
如在图11中公开的那样，提供一个附加实施例84，其中制烟机74可具有外部的卷筒单元70、71。外部卷筒单元70可具有筒30，所述筒30用于供给要被供料到附属部77中的外卷纸。筒30提供卷材12，所述卷材被供料到附属部中并与形成内卷条的卷材32进行复合。外部卷筒单元71可具有材料32的筒，将该材料供料给刀机构75用于切条。为了减小各个窄的内卷条的处理长度，将切条器或切割机构75直接定位在附属部77附近。如图所示，制烟机74具有附属部77和由驱动轴73驱动的附属部带78，在香烟生产的过程中该带通过附属部供给纸和烟草材料，从而使烟草杆和香烟与其中形成的内卷条一起成形。
可意识到，为外卷和内卷材料两者装设外部的卷筒单元70、71，能够更容易在线处理纸并且准备好将部分内卷条整合到制烟机74中。此外，外卷筒30和内卷筒32的外部位置对制烟机74的结构不需要太大的改变，这是因为各筒可与制烟机74隔开，且除了导辊和张力辊外，在围绕附属部77的区域处不需要很大的改变。此外，制烟机目前装设外部的卷筒单元，所述外部的卷筒单元可被设置用于复合本发明的外卷和部分内卷条以便产生所需的合适的燃烧速率改进。
在使用中，外部单元71可装配有带型材料的卷轴用以代替香烟纸标准卷筒。由于在带型中存在材料的不均匀性，因此可以使用卷轴。可以使用具有带型监测功能的卷轴，其中材料为8毫米宽并且通过导辊被送入到制烟机74中以便使带型材料的移动最小因为该卷轴是放松的。该材料可以刚好在与处于锥形辊上的外卷烟纸材料连接之前切开，所述锥形辊通常是可在附属部的开始部分或前端找到的辊。可以装设多个导辊和张力辊以便适当地将该材料供给附属部并将其与外卷材料复合。
可以设计本发明的改进燃烧速率的香烟在外卷和内卷纸特征上具有各种变化。如前面解释的那样，标准外卷设计是这样的，使得一般的外卷烟纸具有线性展开的宽度27毫米和一般的孔隙率在15和80Coresta单位之间。通常理解，大大地减小外卷烟纸的孔隙率改变了香烟的排气和线性燃烧速率。通过给香烟加上部分内卷可以获得正常或一般香烟的标准燃烧速率的改进。该部分内卷可以是单个内卷部分或者可以是多个内卷条，如各图中所示出的那样。部分内卷烟纸可具有孔隙率显著减小的纸特征，从而使内卷纸具有小于8 Coresta单位的孔隙率。如果使用单个内卷条，对于如用前面描述的或如图6中所示出的带型或其它的纸来说，内卷层可具有2-15毫米之间的宽度。内卷层的孔隙率可以在0-8 Coresta单位之间任意调节。
实例应用这里描述的发明技术和结构使用部分条卷或部分内卷香烟的结构制备出多个产品样品。在该样品中，使用没有部分内卷条的对照香烟，它具有在4.3-4.7毫米/分之间的线性燃烧速率。如下面表中详细列出的那样，部分内卷条使用不同的材料，所述材料范围从标准处理的纸到带型烟草材料。
具有两个带型内卷条的香烟样品，所述内卷条具有小于5 CORESTA单位(CU)的带型材料孔隙率
表1具有两个用藻酸钠处理或涂覆的测试烟草条的香烟样品，所述烟草条具有小于5 CORESTA单位的内条纸的孔隙率
表2具有带型条的两个样品的详细烟气排气量的香烟样品
表3在所列出的样品中，很清楚给香烟加上的部分内卷在线性燃烧速率和自熄灭方面与对照香烟比较具有确定的影响。使用本发明的香烟的线性燃烧速率直接受到影响并且证明线性燃烧速率的降低高达40％。采用的内卷条宽度为至少4毫米，试验样品给出至少90％的自熄灭率。采用多个4毫米或更宽的带型烟草材料条可以看到很高的自熄灭率，但是采用较低重量的纸，如标准的香烟纸，不会总是出现产生高水平的自熄灭。宽度较窄的条具有不同的结果，使用其它可选的添加剂或增加条数可能会改进所述结果。参考10层上香烟的自熄灭的涉及用于香烟点燃倾向的NIST试验。
在内卷条由较重的纸制成的实施例中，二级内卷材料卷筒的位置成为一个问题。由于在筒上卷较厚材料的单一窄条的线性容量较低，得到的卷筒可能比标准27毫米宽的外卷单一层卷筒要重和宽得多。用增加尺寸和重量的内卷筒来实现在线高速，显然优选地是不要将尺寸过大的内卷筒直接放置在制烟机中目前的纸位置上，如现有技术已知的标准双层卷烟纸的香烟制造机器。在使用大的单位重量的纸的情况下，如用带型烟草片作为内卷条有单位重量，例如100gsm和0Coresta，将该材料卷到单一层条卷筒上是不切实际的。在将这样的材料卷到单一层卷筒时，仅卷上1500-3000线性英尺材料之后单一层条卷筒就变得不稳定。由于宽度窄在卷入材料外边缘上的任何横向力都极易造成卷筒散开。一个解决办法是将窄条材料卷在横卷的卷筒或卷轴92上。如在图12中所示，从而使材料的松开造成松开的条沿着筒的中心轴前后横移。这些较宽和较重的横卷的筒或轴的定位在制烟机中成为问题，这是由于横卷筒的宽度、筒的重量和松卷的条进入制烟机的横向运动。
如在图12中所示，图中与本发明设备组合示出了松卷装置90的另一可选实施例，它稳定横卷筒卷材95进入到附属部77。所示的松卷装置90能在附属部上装载横卷的筒或轴92和将内卷条卷95在稳定的对齐中送到锥形辊98。
可以见到，可以将横卷筒92安装在制烟机中，从而当在制烟机内高速生成香烟时它可以松开。横卷筒92可以在松卷装置90上安装的毂上自由转动。窄的，约12毫米左右或更短的，内卷卷材95从横卷筒92散开，跨过保持在张紧臂93上的张紧杆94，和穿过漏斗或稳定器96。在松开横卷筒92时一个特别的考虑是，当内卷卷材95散开时它往复地跨过筒92的中心轴。在图12和图13表示的实施例中，松卷装置90包括支承臂、张紧臂93和张紧杆94。将张紧臂93安装和附连在支承臂的中心焦点上和根据条95和张紧弹簧97a的张力它可以上升或下降。张紧臂93不是直接地拉紧卷材，能允许卷轴更自由地转动和可以作为卷轴的转插点，以及除了这种纸的张紧之外，当机器停车时它防止横卷筒自由地转动，从而当卷筒要停止时防止它抛射出大量的纸。
当内卷的卷材95从横卷筒92散开时，散开的卷材95跨过张紧杆94移动，因而张紧杆94可能要与筒92一样宽以便接纳散开卷材的横向运动。由于散开卷材95的往复横向运动，在供料给附属部之前必须稳定该条。不能稳定内卷的卷材就可能在制烟机中因不相容的拉紧而造成条的撕裂。如在各图中所示，稳定器96，它在这个实施例中可能与漏斗装置类似，允许沿着它上部的侧向运动但限制该条在下部和较窄的出口部的侧向运动。从漏斗或稳定器装置96出口之后，内卷条围绕中间辊97延伸并被供料给锥形辊98，取决于适当拉紧的需要有可能在它们之间存在许多中间辊。设置在辊97和锥形辊98之间的是切条器或切割装置99，它可以将窄的内卷卷材95切成许多更窄的条，并将它们送料给附属部77中到外卷卷材12的内部或上表面上，从而使内卷条可以邻接香烟的烟草柱。
从各图中容易看清楚，漏斗或稳定器装置96限制内卷卷材的往复运动，从而将卷材95维持在好相不动的状态因此可将窄的卷材切成许多条，最好两条，但可高达四条或更多。每条约为3-6毫米宽，取决于制成的香烟所需的发烟燃烧特征。
如前所述，这里公开的松卷装置90对用重的内卷条材料的各实施例可能是必要的。用这样重的材料，已经发现在标准的单层卷筒上仅卷到1500英尺就是该材料可以放到这样的卷筒上在高速下可适当工作的最大长度，这是由于上面提到的不稳定问题。但是如这里公开的那样使用横卷筒92，约可以存储6,000至120,000线性英尺的材料和退卷松开用于在线的环境中。如果使用大尺寸的横卷筒，可能有必要为松卷装置92进一步使用外部的松卷马达或驱动装置，从而使它的松卷与附属部带78和外卷条12同步，与自由转动的毂相反。为了减小企图使这样大重量的筒自由转动而没有辅助装置所产生的拉力，这样的松卷马达也可能是必需的。
在图13中可见，张紧臂可以由于弹簧97a作用围绕中心轴点转动，从而减轻在卷材95上的拉力和将不会造成象纸类材料的直接撕裂。另外，稳定器装置96可以是任何类型的装置，只要它限制内卷条95的侧向运动和不必如图示的漏斗形状。可以应用其它重要的设计和实施例，以便提供与装置96等价的稳定特性，从而可将内卷条95送料到中间辊97或如果需要直接供料给切条器99或者锥形辊。打算将这样的替代设计都包括在这里公开的整个结构内和感到对稳定器装置96的与附图中公开的机构不同的各种修改都是在这里的提议范围之内。例如，稳定器装置96可以用滚筒代替，滚筒使内卷条转动90°使得跨过横卷筒92的横向运动被转换成围绕二级辊97的转动，因而防止沿着二级辊97轴线的任何轴-长度方向的运动。
图17示出了本发明使用的另一个实施例的稳定装置110。如图中所示，横卷筒92用的松卷装置90可以与三角形的盘子110成一整体，盘子限制内卷卷材95的窄带的侧向运动。在图17和图17a中表示的稳定器装置或三角形的盘子110，在它较宽的上端接收从横卷筒92供料来的内卷卷材。如前面所述，在横卷筒92松卷时，内卷卷材95往复地跨过筒92的轴。稳定装置110较宽的上端接收这种往复的侧向运动而在它的更窄的下出口端限制这样的运动，从而一旦除去内卷卷材95任何运动的主要部分就可将内卷条供料到制烟机中和很可能是到中间辊97。如图所示，可将三角形盘子或稳定器装置110安装在附属部区上面直接在松卷装置90下面或附近。如图示，设计的盘子或稳定装置110用于减小由横卷筒和制烟机组合造成的侧向运动的量，努力稳定松开的内卷卷材95的运动，从而使条95进入到制烟机和附属部内的定位和张紧正常化以便允许高速生产。因此，如在图17和17a中所示，三角形盘子允许在上端有宽的进入区，它的宽度正好配合内卷卷材离开筒92的往复横向运动，并在其下出口部企图限制该材料，从而在制烟机内几乎没有侧向运动。可将盘子或稳定器装置110直接安装在松卷装置或邻接制烟机，只要内卷条95在进入到制烟机或切条装置之前经过它。
如在图14、15和16中所示，当使用较大的内卷条横卷筒101时可以使用松卷装置100的补充实施例。如图14的示意图所示，较大的横卷筒101安装在松卷装置100的毂106上。该毂可以是有动力装置的毂由动力电动化的辅助装置102驱动，而辅助装置间接与外卷卷材12和附属部带78的速率同步。这种同步是通过张紧臂上的光电二极管或传感器进行，光电二极管或传感器按照卷材的松驰程度因而也是其中的张力经常调节电动化辅助装置的速度。当内卷卷材从筒101上松开时，预计内卷条95沿着筒的轴线作往复运动。因此，该材料可以通过纸转向或改向装置103，为了稳定材料窄条95的运动该装置有第一辊105和第二辊104。因此，当松开的条往复路过材料大的横卷筒或卷轴101时，往复运动将沿着第一辊105和第二辊104转移。但是，一旦内卷条95延伸至制烟机和特别是到切条器99时，所有的侧向运动都被除去和使窄的内卷卷材稳定。如图示，使用纸变向装置103或者能完全除去由沿着筒101横向松卷造成的更窄的内卷卷材95的往复运动，或者以这样的方式转动材料95使得往复运动被转换成围绕中间辊97的转动运动。因此，通过转动解开的内卷材料95约90°能防止沿着中间辊97轴线的运动，从而使往复的侧向运动被转换成围绕轴97的往复转动运动因而保证稳定内卷条对锥形辊98或切条器99的定位。
还可以见到，可将卷材供给切条器99，从而在将卷材供料到锥形辊98和与外卷纸12复合之前，将卷材切成多个更窄的材料条，优选地是两条但可以是四条或更多。
转到图15，变向装置103可以包括第一和第二辊，它们向下延伸与垂直轴成位移角X。每个辊可位移偏离垂直轴约45°。松开的内卷条在到达变向装置103之前的往复运动将沿着横卷筒101的轴线长度移动。因此，第一辊105可能需要足够长以便容纳这样的运动，从而使该材料将适当的地沿第一辊105上下地移动。这样沿着第一辊105的横向运动可能还会部分地转移到在第二辊104上的运动。但是，可以期望内卷条95足够的稳定性从而在到达切条器99之前将纸稳定。
在图16中示出了另一个实施例，其中使用单个辊107具有与垂直轴约45°的向下位移角X。该辊107允许窄的材料条95前后横移，这是由筒101松开材料的往复运动造成的，和如要求那样转动该条。辊107可能需要有足够的长度以便满足这些横向往复运动但不必与横卷筒101同一宽度，因为它从筒接收该条成一角度。
如图16中公开的，当使用单个辊时，该辊可能不需要定位在制烟机外面，如其它实施例所示那样可将该辊垂直偏离制烟机。因此，从变向或改向装置106出口的窄的内卷卷材可以进入到直接邻接地切条器99的中间辊，从而可将它送料到锥形辊98。为了进一步稳定该材料在进入切条器99之前可能需要中间辊97来接收窄的内卷卷材。这样的设计可以允许用来支承和松开很大的横卷筒101，它匹配或增加旋转在正常的单层外卷筒30上的材料长度。
这里描述的横卷筒101和92可以包括带型烟草基质材料的卷轴，它的宽度在8至12毫米之间或更小，根据所需的条数和其它因素，从而可将一组各自分离的纸条送料到邻接外卷条12的锥形辊98。设想如这里概述的那样，宽度为4毫米或更小的各个内卷条可起到适当的作用以便充分地调节香烟的燃烧速率，并且对主流和侧流两者还可增强烟气的味道或改变烟气的特征。通过使用带型材料，由于纸的重量和孔隙率还可以实现与自熄灭相关联的特殊利益。这样的带型材料可以包括约22％的藻酸钠但它的范围可在7％至30％之间，和还有约7％到22％的丙三醇用于合适的特性。横卷筒的直径可以是10、12、20英寸或更大，这取决于为适当地供料给制烟机所必需的线性要求和制造要求。如在使用重量很重的横卷筒的任一实施例中表示的那样可以使用电动化辅助装置或动力松卷的马达102，马达辅助装置与制烟机成整体，从而使横卷筒解开的速度与被送到制烟机和附属部中的外卷烟纸材料12的速度相匹配。
在依然使用本发明概念的同时，很清楚在内卷和外卷孔隙率之间的变化、内卷的宽度、内卷所用的材料和其它因素将很容易改进香烟的燃烧速率。一般来说这些变化被认为落入本申请的教导范围之内，在此描述了在线添加部分内卷层以便适当地改进香烟的燃烧速率。
权利要求
1.一种用于制造具有许多窄的内卷条的香烟的设备，包括第一卷材的第一供料路径，所述第一卷材形成香烟的外卷；第二卷材的第二供料路径，所述第二卷材形成所述香烟的内卷条；定位在所述第二供料路径中以将所述第二卷材切成许多条的切条器；所述设备具有支承所述第二卷材的横卷筒的松卷装置，所述松卷装置具有稳定器，所述第二卷材从所述筒延伸通过所述稳定器到所述切条器。
2.如权利要求1所述的用于制造具有许多窄的内卷条的香烟的设备，其特征在于，所述松卷装置安装在锥形辊的上面并在其附近，所述锥形辊接收所述第一卷材和所述第二卷材。
3.如权利要求1所述的用于制造具有许多窄的内卷条的香烟的设备，其特征在于，所述松卷装置具有用于可转动地支承所述横卷筒和张紧臂的支承臂，所述张紧臂具有张紧杆，所述第二卷材在所述张紧杆上延伸通过。
4.如权利要求1所述的用于制造具有许多窄的内卷条的香烟的设备，其特征在于，所述稳定器是漏斗型装置。
5.如权利要求1所述的用于制造具有许多窄的内卷条的香烟的设备，其特征在于，所述稳定器是限制盘。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述限制盘是具有宽的上端和窄的下端的三角形的盘子。
7.一种用于制造具有减弱的点燃倾向的香烟的制烟设备，包括来自筒的第一卷材的第一供料路径，所述第一卷材形成香烟的外卷；来自横卷筒的第二卷材的第二供料路径，所述第二卷材形成所述香烟的内卷条；定位在所述第二供料路径中以将所述第二卷材切成多条的切条器；可转动地支承所述横卷筒的松卷装置，所述松卷装置具有安装在所述横卷筒附近的三角形盘子，所述第二卷材的所述第二供料路径从所述横卷筒延伸跨过所述三角形盘子到所述切条器。
8.一种制造部分双层卷烟纸的香烟的制烟机，包括附属部带和邻近所述附属部带第一端的锥形辊；供给香烟的外卷到所述锥形辊和所述附属部带的第一材料筒；提供内卷卷材到所述锥形辊和所述附属部带的第二材料筒；松卷装置可转动地安装所述第二材料筒，所述内卷卷材从所述第二筒延伸出并围绕在张紧臂上的张紧杆；具有宽的上端和窄的下端的稳定器，所述内卷卷材从所述宽的上端延伸到所述窄的下端；与所述锥形辊相邻的切条装置，所述切条装置将所述内卷卷材切成许多条。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述稳定器是漏斗形的稳定装置。
10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述稳定器是三角形盘子。
11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述松卷装置的所述张紧杆和张紧臂包括改向装置，所述内卷卷材从所述第二筒延伸出并围绕所述改向装置延伸到中间辊。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述松卷装置还包括用于转动所述第二材料筒的动力驱动马达。
13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述改向装置具有以预定角度向下延伸的第一辊。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述预定角度为约45度。
15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述改向装置具有第一和第二辊，所述内卷材料围绕所述第一和所述第二辊二者延伸。
16.一种与材料的横卷筒组合在一起的制烟机，包括用于可转动地安装所述横卷筒的松卷装置，所述横卷筒具有卷在其上的内卷卷材；在附属部带第一端的锥形辊；外卷卷材卷在外卷筒上，所述外卷卷材供料给所述锥形辊；切条装置设置在所述锥形辊和所述横卷筒之间；其特征在于，所述内卷卷材具有预定的宽度，所述宽度小于所述外卷卷材的预定宽度。
17.如权利要求16所述的联合装置，其特征在于，所述松卷装置还包括可转动的毂和稳定器装置，所述内卷卷材延伸通过所述稳定器装置。
18.如权利要求17所述的联合装置，其特征在于，所述稳定器装置是一个具有开口上端和窄出口端的漏斗，所述内卷卷材延伸通过所述漏斗。
19.如权利要求17所述的联合装置，其特征在于，所述稳定器装置是具有宽的上和窄的下端的三角形的盘子。
20.如权利要求16所述的联合装置，其特征在于，所述松卷装置可转动地安装所述横卷筒邻近改向装置，所述内卷卷材从所述横卷筒延伸出并围绕所述改向装置延伸到所述切条装置之前的中间辊。
21.一种制造具有内卷条的香烟的装置，包括具有附属部带和切条装置的制烟机；卷在外卷筒上的外卷卷材，所述外卷卷材供给所述制烟机的所述附属部带；卷在横卷筒上的内卷卷材，所述内卷材料通过所述制烟机上的所述切条装置；具有预定宽度的卷在所述横卷筒上的所述内卷卷材，所述预定宽度小于所述外卷卷材的预定宽度。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述横卷筒具有至少10英寸的直径。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述横卷筒安装在松卷装置上所述附属部带上面，所述松卷装置安装在所述制烟机上，张紧臂和张紧杆，所述内卷卷材从所述横卷筒延伸出围绕所述张紧杆延伸到所述切条装置。
24.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述内卷卷材是由带型烟草制成。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述带型烟草包含约7％到30％的藻酸钠和约7％到22％的丙三醇。
26.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述横卷筒安装在松卷装置上，所述松卷装置具有变向装置，所述外卷卷材从所述横卷筒延伸出，围绕所述变向装置延伸到所述制烟机上的所述切条装置。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述松卷装置还具有动力松卷马达，所述马达可操作地连接到将所述横卷筒安装在其上的毂上。
28.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述内卷卷材的宽度是12毫米或小于12毫米。
29.一种与材料横卷筒组合在一起的制烟机，包括用于可转动地安装所述横卷筒的松卷装置，所述横卷筒具有卷在其上的内卷卷材，所述内卷卷材从所述横卷筒延伸到张紧杆上并延伸通过稳定装置；在附属部带第一端的锥形辊；卷在外卷筒上的外卷卷材，所述外卷卷材供给所述锥形辊；设置在所述锥形辊和所述横卷筒之间的切条装置；其特征在于，卷在所述横卷筒上的所述内卷卷材具有12毫米或更小的预定宽度。
30.一种与材料横卷筒组合在一起的制烟机，包括用于可转动地安装横卷筒的松卷装置，所述横卷筒具有卷在其上的内卷带形烟草卷材，所述内卷卷材从所述横卷筒延伸到张紧杆上并延伸通过稳定装置；在所述制烟机上附属部带第一端处的锥形辊；卷在外卷筒上的外卷卷材，所述外卷卷材供给所述锥形辊并具有约27毫米的宽度；设置在所述锥形辊和所述横卷筒之间的切条装置，所述内卷卷材从所述横卷筒延伸到所述切条装置和所述锥形辊；其特征在于，卷在所述横卷筒上的所述内卷卷材具有12毫米或以下的宽度，小于3 Coresta单位的孔隙率和大于70GSM的重量。
31.一种与材料内卷筒组合在一起，用于制造具有减弱的点燃倾向的香烟的制烟机，包括附属部区，在所述附属部区第一端的附属部带和锥形辊；用于安装内卷材料筒的松卷装置，所述内卷材料筒具有储存在其上面的内卷卷材；接收所述内卷卷材并允许所述内卷卷材从那里穿过的稳定器装置；具有储存在其上面的外卷卷材的外卷材料筒，所述外卷卷材供给所述锥形辊；其特征在于，所述内卷卷材的宽度是13毫米或更小。
全文摘要
描述了一种用于制造燃烧速率改进的香烟的制烟机。该制烟机允许安装特殊的材料筒，它在尺寸和宽度上与卷烟纸筒的不一样，并且将外卷卷材和窄的内卷卷材两者供给附属部。可以应用切条装置将内卷卷材切成许多单个的条，所述这些条被放置在制烟机附属部区内外卷卷材附近。为了储存大量线性内卷卷材，可从横卷筒获得内卷卷材。
文档编号A24D1/00GK1738550SQ200380108967
公开日2006年2月22日 申请日期2003年11月18日 优先权日2002年11月19日
发明者D·R·希克斯, J·T·万纳 申请人:布朗及威廉森控股公司