在一些實(shí)施方式中，在梳理步驟之后進(jìn)行加捻的任選的步驟122。絲條可任選 加捻，這可為絲條增加另外的強(qiáng)度。加捻機(jī)器為已知和市售可得的，例如，得自O(shè)erlikon Saurer (Kempten/Krefeld，德國(guó)）的 Volkmann 和 Allma 加捻機(jī)器；和得自 Savio Macchine (Milano,意大利）的Gemini和Cosmos加捻機(jī)器。其它機(jī)器及其使用方法描述于 例如 Coll-Tortosa 的美國(guó)專利號(hào) 4, 581，886 ;Phillips 等人的 5, 758, 483 ;和 Nakayama 等 人的6, 076, 346,其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。任選賦予絲條的加捻程度可變化，但是通常足 以為絲條提供一些程度的另外的強(qiáng)度。注意到太多的加捻可負(fù)面地影響最終加工的過(guò)濾器 的機(jī)械過(guò)濾能力。
[0072] 在"拉伸"或"牽伸"過(guò)程中，經(jīng)由步驟118,根據(jù)本發(fā)明，隨后通常將絲條（其可 任選加捻或另外加強(qiáng)）進(jìn)一步弄直和拉伸成為拉伸的絲條。牽伸過(guò)程通常導(dǎo)致降低絲條的 重量/碼和提高其長(zhǎng)度。單一絲條可拉伸或者多個(gè)絲條可組合成為一股，其作為單一股拉 伸。在該步驟期間，可將絲條內(nèi)的纖維弄直、排列，可使得絲條的尺寸更均勻，和/或可增強(qiáng) 組分纖維的共混。通常，在梳理后，絲條進(jìn)入拉伸機(jī)，在這里其在至少一對(duì)輥之間經(jīng)過(guò)。示 例性牽伸機(jī)器描述于例如Casablancas的美國(guó)專利號(hào)2, 175, 107 ;Berker的2, 782, 112 ; Whitehurst 的 3,409,946;Fusaroli 的 3,429,010;Herubel 的 3,636,591;Toyoda 的 4, 489, 461 ;Murata 的 4, 551，887 ;Rieter 的 4, 539, 729 ;和 Gunter 的 4, 768, 262,其通過(guò)引 用結(jié)合到本文中。商業(yè)設(shè)備例如可得自Fleissner GmbH(Egelsbach，德國(guó)，絲束拉伸單元） 和 Zhangjiagang Yonxing Machinery Co.，Ltd.(中國(guó)，牽伸機(jī)單元）。
[0073] 牽伸步驟通常提供期望尺寸的絲條，用于在香煙的過(guò)濾器元件內(nèi)加入。因此，牽伸 步驟通常導(dǎo)致改變混合絲條的總纖度。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入和/或通過(guò)牽伸機(jī)器的進(jìn)料速率，可 改變期望的纖度。根據(jù)本發(fā)明，可提供各種總纖度范圍；然而，特別期望約20, 000旦尼爾至 約80, OOO旦尼爾，更通常約30, OOO旦尼爾至約60, OOO旦尼爾的總纖度范圍。
[0074] 在梳理或牽伸步驟之后，可將牽伸的絲條任選卷曲，如在圖1的步驟126中說(shuō)明 的。"卷曲"為單個(gè)纖維或絲條作為整體的紋理或波紋。以卷曲/英寸（cpi)報(bào)告的卷曲頻 率通常為材料主體的間接度量。在一些實(shí)施方式中，卷曲可通常涉及將絲條通過(guò)輥并且進(jìn) 入"填塞箱"或"填塞器箱"，其中摩擦產(chǎn)生壓力，引起纖維扣緊?？商峁└鞣N卷曲度。例如， 在一些實(shí)施方式中，卷曲度可為約10至約30個(gè)卷曲/英寸，例如，約15至約26個(gè)卷曲/ 英寸。
[0075] 已知各種設(shè)備用于該目的，例如在例如Heijinis的美國(guó)專利號(hào)3, 353, 239 ; Dixon 等人的 3, 571，870 ;Hei jinis 的 3, 813, 740 ;Stanley 的 4, 004, 330 ;Abbott 等人 的 4, 095, 318 ;Saleh 的 5, 025, 538 ;和 Sanderson 等人的 7, 152, 288 中提供的，其通過(guò)引 用結(jié)合到本文中。商業(yè)卷曲機(jī)例如可得自DM&E Corporation (Shelby，NC) ;Fleissner GmbH(Egelsbach，德國(guó)）和 Oerlikon Neumag(NeumUnster，德國(guó)）。
[0076] 絲條通常必須具有某些程度的強(qiáng)度（例如，拉伸強(qiáng)度和/或韌度），以能夠經(jīng)歷在 傳統(tǒng)上用于生產(chǎn)香煙過(guò)濾器的隨后的加工步驟。例如，在一些實(shí)施方式中，需要至少約15 鎊的斷裂強(qiáng)度。在一些情況下，如上所述制備的絲條（其可為卷曲或未卷曲的形式）固有 地具有足夠的強(qiáng)度，使其可直接經(jīng)歷步驟120,加入到過(guò)濾器元件中。
[0077] 然而，在某些實(shí)施方式中，使用本領(lǐng)域通常使用的方法，絲條的強(qiáng)度不足以直接加 入到過(guò)濾器元件中。例如，在某些實(shí)施方式中，在最大載荷下，本發(fā)明的絲條（未牽伸的形 式或已經(jīng)歷一些程度的牽伸）的斷裂強(qiáng)度為介于約0. 5至約1. 5鎊之間（例如，介于約200g 至約600g之間）載荷，在最大載荷下的應(yīng)變百分?jǐn)?shù)為介于約20%至約50%之間。在一些 實(shí)施方式中，可適應(yīng)隨后的加工步驟以容納具有低強(qiáng)度的絲條輸入。例如，在一些實(shí)施方 式中，絲條可具有足夠的強(qiáng)度，可將其引入到機(jī)器中，用于以非常緩慢的進(jìn)料速率進(jìn)一步加 工，以確保絲條不會(huì)在過(guò)程中不期望地受到影響（例如，斷裂或拉伸）。
[0078] 在某些實(shí)施方式中，可有利地優(yōu)化絲條生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)步驟和/或?yàn)榻z條 生產(chǎn)過(guò)程增加另外的步驟，以增強(qiáng)絲條的斷裂強(qiáng)度。在一些實(shí)施方式中，增強(qiáng)的強(qiáng)度可允 許絲條在常規(guī)的過(guò)濾器制造機(jī)器上直接加工。例如，在一些實(shí)施方式中，期望介于約10和 約201bs (約4500g至約9100g)之間，例如至少約IOlbs (約4500g)或至少約151bs (約 6800g)的斷裂強(qiáng)度。
[0079] 在一些實(shí)施方式中，如上所述，在加入到過(guò)濾器元件中之前，將絲條加強(qiáng)。在某些 實(shí)施方式中，絲條可直接加強(qiáng)（如圖1的步驟124所示），隨后在步驟120中加入到過(guò)濾器 元件中。在某些實(shí)施方式中，首先將絲條卷曲，如上所述，隨后在將步驟120中加入到過(guò)濾 器元件中之前，經(jīng)由步驟128加強(qiáng)。在一些實(shí)施方式中，可加強(qiáng)絲條，使得其可經(jīng)歷傳統(tǒng)的 加工（例如，高速度加工），用于生產(chǎn)過(guò)濾器元件，具有很少或沒(méi)有適應(yīng)，以容納絲條。眾多 方法已知用于加強(qiáng)這樣的材料。在某些示例性實(shí)施方式中，加強(qiáng)可包括空氣纏結(jié)、包芯紗插 入、變形紗插入、部分增塑或它們的組合，但是可用于加強(qiáng)絲條的其它方法也旨在包括在本 文中。
[0080] 空氣纏結(jié)通常包括使用一種或更多種空氣噴射，設(shè)置用于在絲條處引導(dǎo)空氣。應(yīng) 理解的是，應(yīng)小心控制絲條進(jìn)入空氣纏結(jié)系統(tǒng)的進(jìn)料速率，以確保生產(chǎn)高品質(zhì)纏結(jié)的絲條。 通常，在步驟128已經(jīng)歷空氣纏結(jié)的絲條呈現(xiàn)組成性纖維或細(xì)絲增強(qiáng)的纏結(jié)，具有眾多膨 體部分，在其中纖維或細(xì)絲保持在一起的區(qū)域分離。對(duì)于空氣纏結(jié)的討論和使用的示例性 設(shè)備的描述參見(jiàn)例如Whitener的美國(guó)專利號(hào)4, 570, 312,其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
[0081] 紗插入（包括包芯紗插入和變形紗插入）通常包括在絲條的內(nèi)部或在多個(gè)絲條的 中心加入一種或多種紗。在一些實(shí)施方式中，絲條可圍繞一種或多種紗纏繞。在一些實(shí)施 方式中，一種或多種紗可嵌入絲條內(nèi)。在步驟128處加入到絲條的包芯紗的類型可變化，并 且可為例如本文討論的任何類型的纖維，或者例如，棉紗、彈性紗、聚合紗或醋酸纖維素。紗 可例如經(jīng)由2011年9月23日提交的Sebastian等人的美國(guó)專利申請(qǐng)13/241，399中描述 的方法變形，其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。關(guān)于示例性結(jié)構(gòu)和插入紗的方法的進(jìn)一步討論參 見(jiàn)例如Jupe的美國(guó)專利號(hào)7, 484, 522 ;Mori的6, 370, 858 ;和Sampson等人的美國(guó)專利申 請(qǐng)?zhí)?010/0294288和Hutchens等人的2009/0288672,其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
[0082] 部分增塑通常需要加入增塑劑，即，能軟化絲條的一種或更多種組分的材料。將增 塑劑任選施用于牽伸的絲條，并且在某些實(shí)施方式中，可使用已知的技術(shù)采用傳統(tǒng)的量施 用。例如，增塑劑施用可涉及將增塑劑施用（例如，經(jīng)由噴霧或芯吸施用）于絲條，以生產(chǎn) 增塑的纖維產(chǎn)品。在一些實(shí)施方式中，可在操作128處進(jìn)行增塑劑施用，用于絲束的細(xì)絲最 終彼此結(jié)合的目的，以生產(chǎn)設(shè)置用于在吸煙期間不軟化或塌陷的相對(duì)堅(jiān)固和剛性結(jié)構(gòu)。各 種類型的增塑劑為已知的，并且可根據(jù)本文公開(kāi)的方法使用。例如，甘油基三乙酸酯（三 醋精）、碳蠟、二縮三乙二醇、三縮四乙二醇和四縮五乙二醇的二乙酸酯、二丙酸酯和二丁 酸酯；乙酰丙酸酯、鄰苯二甲酸酯（例如，鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲 酸二辛酯）、磷酸酯（例如，三（β-單氯乙基）磷酸酯、三（2, 3-二氯丙基）磷酸酯和三 (2, 3-二溴丙基）磷酸酯），或它們的組合。在一種實(shí)施方式中，增塑劑可包含1:1重量比 的三醋精和碳蠟。增塑劑的總量可通常為過(guò)濾器材料的約4%至約20% (重量），優(yōu)選約 6%至約12% (重量）。對(duì)于香煙過(guò)濾器設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，與過(guò)濾器元件的 結(jié)構(gòu)結(jié)合使用的其它合適的材料或添加劑容易顯而易見(jiàn)。參見(jiàn)例如Rivers的美國(guó)專利號(hào) 5, 387, 285,其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
[0083] 經(jīng)由步驟120,將可任選卷曲和/或任選加強(qiáng)的混合纖維絲條加入到過(guò)濾器元件 中。該步驟可通過(guò)本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)的技術(shù)完成，例如在例如2011年9月23日提交的 Sebastian等人的美國(guó)專利申請(qǐng)13/241,399中描述的那些，其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。在 某些實(shí)施方式中，混合纖維絲條可經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)棒制造操作，其可包括使?fàn)可斓幕旌侠w 維絲條成形。例如，混合纖維絲條可壓縮或另外成形，以形成連續(xù)的圓柱形棒形狀。
[0084] 用于根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)濾器的系統(tǒng)可不同于設(shè)置用于制造香煙的系統(tǒng)的現(xiàn)有的 實(shí)施方式，在于在這樣的系統(tǒng)（例如，絲束打開(kāi)、卷曲除去和絲束開(kāi)松）中通常所需的分離 操作可能不必要。這是可能的，因?yàn)樵谀承?shí)施方式中，本發(fā)明的方法能采用上述方式組合 短纖維，使得短纖維纏結(jié)（以提供纖維基本上均勻的混合分布）和足夠分離，允許增塑劑有 效滲透混合纖維產(chǎn)品。因此，與本文描述的香煙生產(chǎn)方法組合，在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)100 可提供一種手段來(lái)組合兩種或更多種纖維絲束輸入，同時(shí)避免在混合步驟114之后需要分 離操作（例如，絲束打開(kāi)、卷曲去除和絲束開(kāi)松），由于生產(chǎn)的混合纖維絲條可像絲束開(kāi)松 的絲束。
[0085] 棒制造操作可另外包括將混合纖維絲條切割成為斷片。關(guān)于這一點(diǎn)，絲條可縱向 細(xì)分為圓柱形形狀的過(guò)濾器斷片。在一些實(shí)施方式中，可基于單一香煙的過(guò)濾器元件的期 望的長(zhǎng)度來(lái)選擇過(guò)濾器斷片的長(zhǎng)度。進(jìn)一步舉例來(lái)說(shuō)，在另一實(shí)施方式中，過(guò)濾器斷片可切 割成等于單一香煙的過(guò)濾器元件長(zhǎng)度兩倍的長(zhǎng)度，并且過(guò)濾器斷片可后來(lái)切割成兩個(gè)。例 如，過(guò)濾器斷片可連接煙草的兩個(gè)棒，并且過(guò)濾器斷片可分開(kāi)，以形成兩個(gè)香煙的過(guò)濾器。
[0086] 過(guò)濾器斷片的測(cè)量取決于其具體的應(yīng)用，但是通常用于香煙的過(guò)濾器斷片的長(zhǎng) 度可在約80mm至約140mm范圍，并且周長(zhǎng)為約16mm至約27mm。例如，具有IOOmm長(zhǎng)度和 24. 53mm周長(zhǎng)的典型的過(guò)濾器斷片可呈現(xiàn)約200mm至約400mm水柱的壓降，以17. 5立方 厘米/秒（cc/sec.)的空氣流速測(cè)定，使用包封的壓降測(cè)試儀，作為Model No.FTS-300由 Filtrona Corporation，Richmond，Virginia 銷售。
[0087] 采用生產(chǎn)本發(fā)明的混合纖維絲條的系統(tǒng)的某些實(shí)施方式可關(guān)于允許多種纖維的 組合和關(guān)于降低生產(chǎn)過(guò)濾器元件所需的操作數(shù)量二者提供益處。此外，在生產(chǎn)混合纖維產(chǎn) 品后實(shí)施的操作可與在用于生產(chǎn)吸煙制品的傳統(tǒng)的系統(tǒng)中實(shí)施的那些基本上相同。因此， 可利用現(xiàn)有的香煙生產(chǎn)設(shè)備。例如，增塑的纖維產(chǎn)品可經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)棒制造操作，其中增 塑的纖維產(chǎn)品使用成型紙來(lái)包裹。
[0088] 混合纖維絲條可使用成型紙來(lái)包裹，使得過(guò)濾器材料的每一端保持暴露。成型 紙可變化。參見(jiàn)例如Martin的美國(guó)專利號(hào)4, 174, 719,其通過(guò)引用結(jié)合到本文中。通 常，成型紙為多孔或非多孔紙材料。合適的成型紙材料為市售可得的。孔隙率在約1100 C0RESTA單位至約26000 C0RESTA單位范圍的不例性成型紙可得自Schweitzer-Maudit International,作為 Porowrap 17-Μ1、33-Μ1、45-Μ1、7〇-Μ9、95_Μ9、15〇-Μ4、15〇-Μ9、 240M9S、260-M4 和 26