菸草加工的製作方法

2023-06-21 08:44:21

專利名稱:菸草加工的製作方法
本發明敘述了加工菸草的設備和方法，具體敘述了在香菸製作過程中將泡沫材料加到填充菸草上。
在製造香菸過程中為了改進成品香菸的某些特性，可以將各種材料加入到填充菸草中。加入到填充菸草中的最常用的材料是香料。加入到填充菸草中的材料重要的是均勻分布在填充菸草中，使一支香菸實質上要完全相同於其後面生產出來的另一支香菸。另外，將材料均勻加入，使第一批一直到最後一批中的每一支香菸具有一致的香菸特性也是重要的。
使加入到填充菸草的材料達到均勻分布的過去的作法需要在填充菸草被送進香菸製造機之前的早期製作過程中處理填充菸草。在早期製作過程中加入材料所引起的問題是，有些材料在進一步加工時可能會損失，特別是當材料容易揮發的時候。另外一個問題是有些材料在香菸製造機中可能會磨去並粘到香菸機上，必須將捲菸機定期停機進行清理。很明顯這種將捲菸機停機進行清理由於清洗需要人工而且損失了生產時間，所以是很浪費的。因為加入到香菸中的許多香料是很昂貴的，所以由於揮發性和由於聚集在香菸機中這兩種情況所造成的香料的損失也是很浪費的。
因此仍然希望在製作過程的後期，最好是在捲菸機上以一種均勻的方式將材料加入到填充菸草。在捲菸機上加入材料的先有技術不能使被加入的材料均勻分布。例如如果按照Nickols的美國專利4，409，995號方法將材料在捲菸機的短舌板部份加入，則加入的材料可能沿菸捲的全長在每單位長度內是均勻分布的，但是有些材料可能集中在菸捲的一側，而不是在整個菸捲的橫截面上均勻分布。如果加入的材料是液體，當以這種方式加入時，則會導致在捲菸紙上產生花紋。
通常僅需要加入少量的材料到填充菸草中去。過去加入這種少量材料，或者是在捲菸機上加入，或者是在較早的菸草處理過程中加入，將加入的材料衝兌成稀溶液加入到填充菸草中去。如果在香菸製造機上加入材料，例如如果按英國專利申請2128873A(UK Patent Application 2128873A)提出的方法加入一該專利公開了將液態粘結劑加到菸草中去一，則過量的液體常常會在捲菸紙上產生上述的斑紋。如果在製造過程的早期加入材料，則加入的溶液一定會在乾燥過程中從填充菸草中揮發出去，這將導致附加的費用。
因此，本發明的目的之一是保證將所選擇的材料加入到已切好的菸草中，使材料均勻分布在整個菸草中，提供一種在接近捲菸製造過程的最後階段將材料加入到菸草中去的捲菸製造方法，也是本發明的目的之一。
本發明的另外一個目的是提供一種在製造過程中將少量材料加入到填充菸草中去，而又不產生過量液體的方法。
本發明包括用泡沫形式的香料或其它材料處理填充菸草。應用泡沫材料後，由於泡沫具有特殊的穿透能力，所以填充菸絲可以被完全地浸透。泡沫密度小，有可能使泡沫材料的應用量足以滲透填充菸絲而又不弄髒捲菸紙。泡沫材料既可以在菸草離開真空帶之前，或菸草從真空帶上掉下來的時候，在捲菸機的菸草筒中加入到填充菸草中去，也可以在菸捲包捲菸紙之前在短舌板上或任何一個合適的位置加入到填充菸草中去。泡沫材料也可以用一空心針管加到成品香菸中去，或者在將填充菸草送到捲菸機之前加入到填充菸草中去。
附圖的簡要敘述圖1示出了適合於按本發明使用的香菸製造機。
圖2是圖1所示出的香菸製造機的煙紙導向部份和短舌板的橫截面圖。
圖3是圖1所示的從上往下看的煙紙導向部份的橫截面圖。
圖4是圖3所示的煙紙導向部份的橫截面圖。
圖5是按照本發明另一個實施例的香菸製造機的菸草筒部份的橫截面圖。
圖5A是示於圖5的從右向左看的菸草筒的導向塊部份橫截面圖。
圖6是按照本發明的又一個實施例的香菸製造機的修整部份(ecreteur section)的橫截面圖。
圖7是按照本發明再一個實施例的香菸製造機的修整部份橫截面圖。
圖8是按照本發明的附加實施例的香菸製造機的修整部份橫截面圖。
圖9是按照本發明的一種替代實施例的香菸製造機的修整部份橫截面圖。
圖10是示於圖9的切割輪的立體圖。
圖11是本發明在香菸包裝成盒之前將泡沫材料加入的另一種替代實施例的立體圖。
現在根據本發明，附圖中公開了許多本發明的有代表性的實施例，其中有些是優先選用的。雖然在所有以下的說明中討論的泡沫材料是一種粘合性泡沫，但是已經發現實際上可以應用任何泡沫材料，比如應用成膜劑，或交聯劑，粘結劑，燃燒添加物，酪素或香料，藉此增加材料在菸草中分布的均勻性。
雖然在本說明書中所述的特定的香菸製造機是由莫林斯公司生產的MK8型捲菸機，但是實際上在許多工廠生產出售的香菸製造機上都可以將泡沫材料加到填充菸草或任何合適的菸草代用品中。另一方面，泡沫材料也可以加到像雪茄這樣的菸捲產品中，或甚至加到非菸草的菸捲產品中。
圖1示出了MK8型捲菸機的制香菸設備，它總的用數字8表示。如圖所示，捲菸機8包括一菸草筒10，菸草T從菸草筒中被吸到由滾筒14和16驅動的帶有孔眼的真空帶12上，由真空帶攜帶的菸草T被傳輸到修整部份或調整刀具18上，修整部份18根據以香菸重量或密度為基礎的控制信號，進行向著或離開傳輸的菸草的運動，以改變在真空帶12上傳輸的菸草量。
在滾筒14的左邊，捲菸機8包括一細長的設備件20，如圖4所示，其上有一開口槽19，開口槽以普通園柱體的形狀縱向延伸。
無末端的設備帶或傳送帶22，被送入到設備件的上遊菸草入口21，並在傳動輪24作用下，越過導輥24a-24e，通過設備件20。捲菸紙26從紙帶盤28，越過導輥28a、28b和24d被送進入口21，送到設備帶22上。當除去加在真空帶上的真空時，菸草便從真空帶12上掉到捲菸紙26上。當設備帶22進入設備件槽19時，設備件便使設備帶成形為普通的半園柱體形狀，隨之將捲菸紙，以及從真空帶12掉在菸草紙上的菸草也成形為同樣的形狀。泡沫發射噴口68，如圖2所示是安裝在設備帶22的上邊，靠近菸草從真空帶12上被釋放下來的地方。
短舌板30更詳細地示於圖2，它有一個裝在託架34上的壓腳32。壓腳32如圖1所示，它和設備件20一起動作，使填充菸草成形為普通的園柱形，以作成菸捲27。為此，在壓腳32上加工了一縱向延伸的普通半園柱體形的開口槽，並使這個槽的普通半園柱形開口正對著設備件20的半園柱形槽的開口，成為互補。當菸草在成形為菸捲的時候，泡沫發生器50通過管道51和壓腳32將泡沫粘合劑送到菸草。
當已成形的菸捲27離開短舌板30時，一小段香菸紙將從紙卷中切向伸出來。示於圖1的塗膠輪40將把粘合劑加到這一小段伸出來的煙紙上，摺紙部件42將這一小段上膠的煙紙摺疊到捲菸紙的另一端上面，然後由部件44加熱封口。現在封口的連續不斷的菸捲將穿過核心密度計46，然後由菸捲切割機構48進行切割。
現在參考圖2，它示出了短舌板30和煙紙導向部分的縱向截面。泡沫發生器60將泡沫粘合劑通過管道61供給裝在設備帶22上邊的噴口68。菸草T由真空帶12傳輸到設備帶22上邊的一個位置。當真空帶12上的真空被解除之後，菸草便落到設備帶22攜帶的煙紙26上。從噴口68噴出的泡沫，當它落向煙紙26時便均勻分散到疏鬆的菸草上。
再回到圖1，當菸草用設備帶22傳輸通過捲菸機8時，設備帶22連同設備件20使菸草成形為普通園柱形。當菸草經過具與設備件20的形狀互補的園柱形的短舌板30的下面時，菸草進一步被壓縮並形成菸捲。當菸草通過短舌板30的壓腳32下面時，泡沫發生器50通過管道51將另外的泡沫粘合劑加到菸草中。粘合性泡沫可以只用噴口68，或者只用管道51加入到菸草，在疏鬆的菸草的都能達到合適的分散。但是用噴口68和管道51同時將泡沫粘合劑加入菸草，更能保證泡沫粘合劑完全滲透菸捲。
圖3示出了圖2所示的從上往下看的煙紙導向部份的縱向橫截面，從此圖可以更清楚看出粘合性泡沫管道61和噴口68相對於設備件20中心線的位置。
圖4示出了從菸草筒10對著短舌板30的方向看，沿圖3的Ⅳ線截開的噴頭68和設備件20的橫截面。
一般說，按本發明所用的泡沫粘合劑將包括氣體和液體粘合劑。液體粘合劑可能包括起泡劑或泡沫穩定劑，或粘結劑，例如成膜材料或交聯劑這樣的粘結劑，或它們的混合劑，液體粘合劑可以有乳化劑，也可以沒有乳化劑。
一般說，對本發明適合的並能應用於本發明中的成膜材料的種類，包括從聚糖類及其衍生物選出的聚合物或樹脂、熱塑性塑料薄膜成形劑及其類似材料、以及從天然產品，如菸草得到的糊劑或其它衍生物、或它們的提取物、或從培養的菸草細胞中得到的細胞外材料，細胞外材料既可以帶細胞本身，也可不帶細胞本身。
在美國專利4341228中公開了典型的聚糖，聚糖衍生物以及人造薄膜成形劑，並根據此處的參考摻合在一起。也可以使用像矽酸鹽、膨潤土等這樣的粘結劑。
典型的起泡劑包括皂角苷、酪蛋白酸鹽、水鮮蛋白、肥皂、十二烷基硫酸鈉、聚甘油脂、乳酸酯以及它們的混合物。
如圖5所示，粘結性泡沫也可以在菸草從菸草筒抽到真空帶上的時候被加入到菸草。當菸草被抽上去並聚集在真空帶上時，泡沫粘合劑便從泡沫發生器50通過管道51加到噴口58上。雖然噴口可以放在距真空帶12不同的距離，但是已經發現，放在距真空帶12約一英寸的距離，泡沫粘合劑可以均勻分布在菸草中。噴口58與真空帶12的距離，將根據泡沫是如圖5所示平行注射在真空帶12上，還是垂直射到真空帶上而改變。當平行注射到真空帶上時，噴口可以放得近一點。
圖5a示出了從右向左看的示於圖5的菸草筒10的真空帶導向區的橫截面圖。菸草T在氣動的作用下按箭頭64所指的方向向上移動並聚集在真空帶12上。空氣流如箭頭65所示繼續向上。真空帶12將排列在一個方向的菸草傳送到煙紙中。管道51將泡沫粘合劑通過真空帶導向塊62運送到接近真空帶12的中心線位置。沿著真空帶12的中心線位置，管道51向下遊彎折，或者向著捲菸紙彎折，使得管道51平行於真空帶12和真空帶導向塊62。已經發現，在平行於真空帶12運動的方向上噴射泡沫粘合劑，如圖5所示，菸草堆集在噴口58的四周，這使菸草筒10的部件免於粘結上泡沫材料。
泡沫粘合劑按上述方式通過噴口在菸草筒部份被加入到菸草。採用實驗室的「泡沫發生系統」產生泡沫粘合劑，這種系統可以從北卡羅來納州斯坦來的Gaston地區染料機械公司購買。這種類型的泡沫發生器採用攪拌器或旋轉定片來使氣體，在本例中是空氣，和液體粘合劑混合，以產生泡沫粘合劑。調整液體粘合劑對氣體的混合比，可以改變泡沫粘合劑的密度。對於泡沫粘合劑密度允許的比值是0.02克/毫升至0.30克/毫升。在來試驗中所用的粘合劑密度為0.08克/毫升，這相應於液體對空氣的體積比是1∶1.25。所用的液體粘合劑含25%的糊精，2%的甲基纖維素，1.5%的十二烷基硫酸鈉，餘下是水。泡沫粘合劑的流速依賴於捲菸機的速度和希望加入的比例。在本例中，當捲菸機的速度為每分鐘生產2000支香菸時，含28.5%固體的泡沫流速被調整到80克/分，以得到粘合劑加入重量約為1.5%。
下表中標記「普通香菸」一欄下面的數據是用於比較的數據，其值是不用泡沫粘合劑而用常規方法製造的香菸的典型值。
＊牢度是這樣測定的，將15支煙分成6、5、4支三組，放在有一固定區域梯形底座的支架上。將裝有香菸的支架這樣放在壓縮機下，使壓縮機板直接同4支組香菸的中心40毫米部份接觸。開始用100克重的板壓香菸到0.04毫米的值，直到香菸在位置上穩定。此時用電磁鐵將另外1400克力的重量加上去。在30秒後，壓力值被自動記錄下來，這一值即代表香菸的牢度。
＊＊香菸的碳濃度表示為百分數，它等於從100支香菸中提出的總的碳除以被測試的香菸數100。這樣進行測試使點燃的香菸燃燒3英寸長一段，以每分20-21段的速度燃燒一分鐘。然後再向香菸吹氣，使過程再重複一分鐘。然後再繼續進行第三次、第四次。在第四次試驗結束後，將碳已經掉下的所有香菸數記下來，如果至少三分之二的碳已經掉下來，則碳可以認為是已經除去了。
＊＊＊端部鬆散程度這樣測試，將水平取向的50支香菸翻滾三分鐘。然後將撒下的菸草收集起來稱重。
從上面的數據可以看出，在第1行和第2行的香菸重量大致相同，而加有粘合性泡沫的香菸具有較大的牢度、較大的碳濃度和較小的端部鬆散度。將第1行和第3行比較可以看到，加有粘合性泡沫的香菸輕一些，但牢固度與常規香菸差不多，碳含量大約相等，但端部的鬆散度得到明顯改善。
圖6示出了將泡沫材料加到菸草中的另一種方法。在此法中，分流葉片63在所示的方向以這樣一種速度轉動，使葉片63外緣的線速度在接觸點上大於或等於在真空帶12上菸草的傳輸速度。為使泡沫材料從泡沫發生器50通過管道51和噴口58被加到菸草層裡，分流葉片將流動的菸草流分開。另外的泡沫可以通過壓腳32加入。
另一種替代的將泡沫材料加入到流動的菸草中的方法示於圖7。傳輸帶74在圖示的方向這樣運動，使裝在傳送帶74上的針管76穿透流動在修整器18下遊的菸草流。為了轉動，傳送帶74裝在滾筒70上，並由傳動輪72帶動。泡沫材料通過在貯存容器78上的針管76被加到菸草中。額外的泡沫材料可以通過貯存容器79上的針管76加到菸草中，因此在不同的地段將泡沫材料加到了運動的菸草帶上。空氣貯存器80將空氣或其它氣體通過針管76吹出來，以清洗注射泡沫材料的針管。貯存容器78、79和80不隨傳送帶74轉動。
圖8還示出了另外一種將泡沫材料加入到在修整器下遊的運動的菸草層中的方法。在此實施例中，針管裝在轉動的噴口82上。泡沫材料從貯存容器78通過針管76加到菸草中。空氣貯存容器80供給氣體以清洗噴口。貯存容器78和80不隨噴口82轉動。
圖9示出了香菸製造機修整部份18的橫截面圖。切割輪84裝在修整器18的下遊，它在如圖所示的方向以這樣的速度轉動，使輪的外周轉動快於懸掛在真空帶12下的菸草的速度。當切割輪84轉動時，泡沫材料通過管道90供到區域92。管道90和空氣管道88被固定位置，因此當切割輪轉動時，這兩根管道便通過不同的區域，由管道90和88供給的區域92的大小可以改變，並且管道的相對位置根據切割輪的速度也可以改變。泡沫材料通過區域92，然後穿過開口86離開切割輪84。空氣由管道88供給，用以清洗切割輪上過量的泡沫。在這種裝置中，泡沫材料是在要捲菸時菸草堆積在捲菸紙26上以前，大致沿著菸草的中心線被加入到流動的菸草流中的。圖10示出了切割輪84的立體圖。
圖11示出了在捲菸包裝成盒以前將泡沫材料加到成品香菸中去的裝置立體圖。泡沫材料是通過管道94加到聯管箱96並通過針管98加進去的。將針管98連同聯管箱96一起移動。使針管98在香菸的近似中心線分別插入到一組香菸中，當針管從香菸中抽出來的時候才將泡沫加入到香菸中去，以便沿著菸捲在其近似中心線上將泡沫均勻加進去。這就是在捲菸過程的最後階段將泡沫材料加進去的方法。當加入的材料具有很強的揮發性時，比如加入薄荷醇時，這種方法也是特別有用的。因為材料加入之後，緊接著就將香菸包裝在基本上不透氣的煙盒中，所以材料不會因蒸發而損失。
將泡沫材料加入到香菸中，如本文所述，可以採用各種不同的方法，可以將泡沫材料加入到被傳送的菸草層中去，或加入到成品香菸中去。然而泡沫材料，不管是粘合材料還是其它任何材料，都可以在香菸離開了捲菸機後未進行包裝以前的任何時候被加入到成品香菸中去。另外，泡沫材料可以在製造過程中任何方便的時候加入到菸草，甚至在未進入捲菸機以前將材料加進去。
權利要求
1.一種製造香菸的方法，在這種方法中，一束連續的菸草流被成形為菸草卷，然後菸草卷被裹在煙紙中，方法的特徵在於，液體添加泡沫可以在菸捲被包裹煙紙以前被加入到菸草中去，也可以在包裹煙紙以後加進去。
2.按照權利要求
1所述的方法，其特徵在於，在香菸被包裝成盒以前，將添加泡沫通過香菸的一端注入到成品香菸中去。
3.按照權利要求
1所述的方法，其特徵在於，添加泡沫被加入到正被傳送的菸草流中。
4.按照權利要求
3所述的方法，其特徵在於，添加泡沫包括菸草酪素或香料。
5.按照權利要求
3所述的方法，其特徵在於，添加泡沫包括一種粘結劑。
6.按照權利要求
5所述的方法，其特徵在於，粘結劑包括一種成膜劑，最好是聚糖、聚糖衍生物，或是從菸草中得到的物質，例如菸草的提取物。
7.按照權利要求
5所述的方法，其特徵在於，添加泡沫包括一種交聯劑。
8.按照權利要求
5所述的方法，其特徵在於，添加泡沫是一種泡沫粘合劑。
9.按照權利要求
8所述的方法，其特徵在於，泡沫粘合劑包括一種液體粘合劑同空氣的混合物，或同起泡劑的混合物。
10.按照權利要求
2至9任何一項所述的方法，其特徵在於，添加泡沫是在菸草進入捲菸機之前被加入到已切好的填充菸草中的。
11.按權利要求
2至9任何一項所述的方法，其特徵在於，添加泡沫是當菸草通過捲菸機的時候被加入到菸草中的。
12.捲菸設備包括提供運動菸草流的裝置，這個設備包括一個入口菸草筒(10)以容納已切好的填充菸草(T)、一個修整部分(18)和一個設備件(20)、一個可動的設備帶(22)和適合於將填充菸草成形為香菸卷的短舌板(30)，設備的特徵在於，產生液體添加泡沫的裝置(50、60)和將泡沫材料加到運動菸草流的裝置(51、58、68、70-82、84-94)。
13.按照權利要求
12所述的設備，其特徵在於，在上述捲菸機的菸草筒部份(10)將添加泡沫加入到菸草的裝置(58)。
14.按照權利要求
13所述的設備，泡沫是在帶導向塊(62)區域加入到菸草，最好在基本上平行於帶導向塊的方向加入到菸草。
15.按照權利要求
12所述的設備，其特徵在於，當菸草正撒落到運動的設備帶(22)上時將添加泡沫加入到菸草的裝置(68)。
16.按照權利要求
12所述的設備，其特徵在於，在修整器(18)和設備件(20)之間將添加泡沫加入到菸草的裝置(58)。
17.按照權利要求
12-16任何一項所述的設備，其特徵在於，在菸草正被短舌板(30)壓縮的時候將液體添加泡沫加入到菸草的裝置(51)。
18.按照權利要求
16所述的設備，其特徵在於，加入泡沫的裝置包括裝在傳送帶(74)上的針管(76)。
19.按權利要求
16所述的裝置，其特徵在於，加入泡沫的裝置包括裝在轉動噴口(82)上的針管(76)。
20.按照權利要求
16所述的設備，其特徵在於，加入泡沫的裝置包括一個分流葉片(63、84)，分流葉片被作成在菸草(T)流中有一開孔，通過這一開孔在菸草流中釋放出泡沫。
專利摘要
公開了將泡沫材料加入到菸草中去的方法和設備，特別與香菸的製造結合起來。例如，泡沫材料可以在捲菸機的導向塊部分在設備件口(21)加入到菸草中，或通過短舌板(30)加入到菸草中，或通過上面兩個地方加入到菸草中，或在菸草筒部分(10)加入到菸草中，在捲菸過程中將泡沫材料加入到菸草導致被加入的材料在香菸中更均勻分布。
文檔編號A24B3/00GK85106273SQ85106273
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月20日
發明者多格拉斯·E·阿爾伯特森, 詹姆斯·O·迪森, 尤吉尼·B·費希爾羅伯特·T·加德利茨, 利維斯·A·哈斯, 蓋斯·迪米特奧思·克裡西斯, 勞斯·L·朗, 查理斯·S·麥克朗, 約西·G·尼泊馬塞諾, 史蒂芬·R·瓦哥納 申請人:菲利普莫裡斯公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan