[发明专利]一种螺旋环绕沟槽截留嘴棒

说明书

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发生碰撞，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，对纤维嘴棒进行结构改进，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：

一种螺旋环绕沟槽截留嘴棒，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，内层纸上设有至少一道环绕丝束芯棒的螺旋沟槽，螺旋沟槽的两侧面上分别均布设有一组密集的引流小孔。

所述的螺旋沟槽的数量，可以在1-20道之间选择，具体参数可以根据降焦要求进行设计。引流小孔的数量可以再每厘米长度上设置1-200个。

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螺旋沟槽。内层纸为烟草行业常用的纤维滤纸，也可以是其它类型的卷烟用纸，螺旋沟槽纵截面形状可以是V形、矩形、梯形、半圆形以及其它形状。它们进行等距或不等距的排列。

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，其沟槽两侧面上的引流小孔孔径为0.01-1.0MM，烟气经引流小孔进入沟槽，然后在阻力较小的沟槽中环绕滤嘴外围流动，流到尽头，再从引流小孔流入滤嘴纤维中。烟气中的粒相物，在流出引流小孔时，在流体动力的作用下流束被扇形放大，既产生冷凝作用，使烟气气溶胶颗粒增大，增大的烟气颗粒在沟槽中流动的速度也随之放缓。当烟气再进入引流小孔时，有许多烟气因颗粒增大而不能再进入引流小孔，能进入引流小孔流出的烟气也更容易被丝束截留。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、螺旋沟槽结构，显著延长了烟气流经滤嘴的路径和时间。使得滤嘴截留烟气的效率进一步提高；

2、引流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“引流小孔放大原理”(气流流出引流小孔时呈扇形放大)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。