专利名称:烟草填充料加工方法
本发明涉及到烟草制品的加工方法，特别涉及到在比较低的湿度状态下制造再造的烟草制品和其它烟草填充料的方法。
当烟叶被加工供烟草制品用时，以及在生产烟草制品时会产生大量的烟草屑或烟草末。烟草屑或烟草末可以是以下的形式烟草末(其标准的颗粒尺寸约在20泰勒标准筛号Tylermesh和60泰勒标准筛号之间)，烟草屑(其标准的颗粒尺寸小于60泰勒标准筛号)，烟草茎，或加工过的在烟草制品生产中断或完成后未使用的烟草。由于烟草屑和烟草末是经常有的和大量的，回收和重新利用这类烟草屑和烟草末是非常合宜的。例如，将回收的或再造的烟草制成片状的或丝状的，并将回收的和再造的烟草叶或去筋烟叶混和以形成一合成去筋烟叶是合宜的。由此产生的去筋烟叶可用于香烟的生产(例如在香烟条的生产中)。
各种提供回收的、重新形成的、重新集聚的或再造的烟草的方法是众知的。例如，烟草料可以与较大量的水混和，经加工，然后予以干燥。美国专利1，068，403公布了称为人造烟叶的生产方法，其中烟草茎与水混和以形成浆料，制成浆的茎再被进一步加工。然而，美国专利1，068，403公布的方法需要使用大量的水和不合宜的续后干燥步骤。
美国专利3，053，259公布了回收烟草碎屑或烟草细末的另一种方法。例如烟草材料利用研磨机和球磨机被碾成很小的尺寸;碾碎的烟草被浸湿并与粘合剂混和;形成的混和物通过一表面光滑的轧辊和一带槽轧辊之间传递，细丝状的细片被压力成形或模制。然而公布的方法需要预先挤压物料以及使用较多的水份，特别在不使用粘合剂时更是如此。
另外已知的回收烟草料的方法一般包括用粘合剂连结烟草料，使用带状混和装置或滚筒缓慢地混和混和物，通常还需要相当大量的热和/或水份。然而，它对于以相当快的方式回收烟草料将是合宜的，如果它不需要相当大量的水份和/或热的话。
由于加工回收烟草末制品是一种需要，因此提供一种行之有效的加工方法产生丝状的烟草充料，例如回收烟草是非常合宜的。特别是，为了提供烟草填充料例如回收烟草既不要使用相当大量的水和随后的制品干燥，也不要利用外加热，也不要较长的加工过程的加工方法是合宜的。
一方面，本发明是一种提供丝状烟草填充料的方法，所述的方法包括的步骤由下述几点组成a).提供烟草料，焦化料或将其混和(此后称为“填料”)，b).提供基本上是干的，完全非粘合状的，被活化的粘合剂，c).混和填料和粘合剂，d).使填料和粘合剂经受高速剪切搅拌(ⅰ)存在足够的水份以供粘合剂活化，但是存在的含水量约小于水份和填料总重量的百分之三十，(ⅱ)有一段足够活化粘合剂的时间，e).使经过如此高速剪切搅拌过的填料形成烟草填充料的丝，在另一方面，本发明是一种提供丝状烟草填充料的加工方法，用这种加工方法一种香料与经受如此高速剪切搅拌的填料搀合。
再另一方面，本发明是一种提供丝状烟草填充料的加工方法，所述的方法包括使经受过如此高速剪切搅拌的填料形成烟草填充料的丝，它通过(ⅰ)传送填料通过第一加压轧辊系统的辊隙，该系统具有两个轧辊形成一足够提供对所述填料压缩的辊隙带压力，从而提供经压缩和混和过的填料，其中至少有一个轧辊表面包括一组槽，该组槽沿轧辊纵向延伸，而每一条槽围绕轧辊的周边延伸，其中各槽有一个靠近轧辊表面的最大宽度和一个靠近槽底的最小宽度，(ⅱ)通过把压缩和混和过的填料经第二加压轧辊系统的辊隙传送，在压力下形成丝状烟草填充料，该系统具有两个轧辊形成一足够提供烟草填充料的辊隙带压力。
再一方面，本发明是一种形成丝状烟草填充料的加工方法，所述的方法包括传送上述的经压缩和混合的填料通过第二加压轧辊系统的辊隙，在压力下形成回收的烟草填充料，该系统具有两个轧辊形成一足够提供烟草填充料的丝的辊隙带压力，其中至少有一个轧辊表面包括一组槽，该组槽沿轧辊纵向延伸且各槽在近轧辊表面处有一最大宽度，近槽底有一最小宽度，且其中各槽有一最大宽度和足够的深度以形成烟草填充料;然后从第二加压轧辊系统的轧辊表面卸下烟草填充料，所述的轧辊包括上述一组槽。
除此之外本发明可用行之有效的方法在较短的时间内，使用既不需比较大量的水份，也不需比较大量粘合剂的方法回收烟草。利用这种粘合剂材料，本发明的方法就能在环境温度下使用而不需要使用外界热量。如果愿意的话，本发明的方法能在没有化学和物理预处理的情况下使用。
可以使用回收的烟草填充料的丝和与焦化材料结合的烟草填充料的丝在已有技术中是已知的。例如通过本发明的方法形成的烟草填充料能被干燥，带添加剂处理，与其它烟草制品混和等等。形成的烟草填充料最适用于香烟的制造。
图1是本发明加工方法一实施例的示意图;
图2是本发明加工方法一部分的一实施例的图解说明，表示了两个加压轧辊系统和填料加工成回收的丝状烟草填充料;
图3是利用本发明加工方法的一设备的透视图，显示了推荐的两个加压轧辊系统和从第二加压轧辊系统的一轧辊的轧辊面上回收再生的烟草料的装置;
图4是沿图1 4-4线的一放大的局部的剖面图，显示了一组槽，每条槽围绕轧辊的周边延伸。
在图1中，容器10是一存贮器，筛状容器，容器罐，给料器，或类似的储存烟草料，焦化材料和混和物(此后统称为“填料”)的容器。存放在容器10里的填料通过诸如传送皮带，传送管道，简单的排料或卸料装置之类的输送装置20被送到混和装置15里(详细说明见后面)。通常混和装置是一具有如叶片，刀片之类剪切器具的高速剪切设备，动力源23推动所述的剪切器具。容器25是一输送容器罐，筒等，其中容纳能输送给混和器的粘合剂(详细说明见后面)，它是通过诸如传送皮带，传送管道，简单的排料或卸料装置等等输送装置30传送给混和装置的。容器35是一输送容器罐、筒等，其中容纳以水形式存在的水份，它能通过传送管道，简单的排料或卸料装置等等的输送装置40输送给混和装置。填料，粘合剂和水份的数量和类型以及输送给混和器的方法后面将会进一步叙述。填料，粘合剂和水份在混和装置里经受高速剪切搅拌，产生的填料被输送给丝成形装置45(详细说明见后)，它是通过诸如传送管道，传送皮带，单个的排料或卸料装置等传送装置50被传送的。丝成形装置提供了一种利用干燥成形技术进一步加工填料的手段，以提供烟草填充料的丝。
在本发明中使用的烟草料可以是多样的，一般包括烟草屑，烟草末，烟草薄片，烟草碎屑(这些东西从各种处理过程和香烟生产过程中都能回收到)，湿成形的再造的烟草(例如在干的形式下)的碎屑和/或薄片，干成形的再造的烟草的碎屑和/或薄片，烟叶梗和烟草茎及梗。作为填料使用的烟草料的各种薄片和粒屑的大小基本上没有极限。各种类型的烟草和混和物根据本发明可被当作烟草料使用。
在本发明中使用的焦化材料可以是多样的，一般包括焦化的有机材料如成为碎片和粒屑的焦化木材(例如橡木，胡桃木和其它的硬木)，焦化的椰子壳的薄片，焦化的烟草茎和梗，焦化的花生壳，焦化的橡树叶等等。一般的焦化材料是由纤维素材料而来的并具有少量有机成分。一般用众知的技术提供焦化材料，如在一封闭的或惰性气体(如氮)里加热材料。本发明中使用的焦化材料可以是具有某一大小范围的颗粒形，包括从粉末或粒屑到约长2英寸粗0.25英寸的茎梗。本发明的方法需要使用不经过预先挤压的焦化材料。焦化材料可以以两种形式作为填料使用，一种形式中所有的颗粒大小基本是相等的，另一种形式中的颗粒有一尺寸范围。
此处所用的词“烟草填充料”意味着包括根据本发明的加工方法提供的丝状的成形材料。烟草填充料可由烟草料和/或焦化材料形成。例如，烟草料和焦化材料能被粘合并在本发明的方法中被作为填料使用。烟草料的量相对于焦化材料来说，以重量计，其范围烟草料从零到百分之一百，而焦化材料从百分之一百到零。当烟草料和焦化材料的混和物被使用时最好提供相对于混和物总重的大约百分之二十五到百分之七十五的烟草料和大约百分之二十五到百分之七十五的焦化材料。
本发明加工方法中使用的一种粘合剂(即粘结剂)是能被水或水份活化的最佳的一种粘合剂。合适的粘合剂样品包括羧基甲基纤维素，羧基甲基纤维素钠，羧基羟基甲基纤维素，古柯豆胶，卡拉胶，汉生胶，槐豆胶，hydroxeyiamylose，烟草萃取物，藻酸钠，一种由伯莫柯尔·E270 G·比罗·肯拉伯(Bermocoll E270 G BerolK emlab)商业上销售的粘合剂等等，并把它们混和，例如羧基甲基纤维素与古柯豆胶的一种混和，或汉生胶与槐豆胶的一种混和。
被使用的粘合剂的量相对于填料来说可以是变化的，这是基于粘合剂类型，填料的含水量，提供填料和粘合剂给高速剪切搅拌器时的温度和其它的因素等缘故。一般使用相当少量的粘合剂。最好使用相对于粘合剂，水份和填料总重量少于百分之15或少于百分之10的粘合剂。
填料和粘合剂结合并经受高速剪切搅拌。填料和粘合剂结合的方法可以是多样的和没有特别要求的。例如，填料和粘合剂可以分别成批地添加给提供高速剪切搅拌的装置。最好使用基本干型的粘合剂去与基本干的填料结合，粘合剂弥散(即混和)在填料中，然后可能需要的任何水份或在前或在填料高速剪切搅拌时被加入填料中。
这里所用的词“高速剪切搅拌”意味着包括非常高速的搅拌以提供与填料接触的粘合剂在相当短的时间里的活化，而毋需提供给填料和粘合剂较外界温度高的温度，也毋需提供给填料和粘合剂较填料和水份总重的百分之三十高的水份。标准的高速搅拌的速率超过每分钟800转，最好超过每分钟1100转，如商业上通用的霍巴特(HOBART)HMC-450型混和装置所确定的。高速搅拌可形成剪切器如刀片，叶片，浆形棒，螺旋桨等的高速运动。填料和粘合剂经受高速剪切搅拌的时间可以是不同的并可以如愿意的那样长，但一般小于10分钟，最好在约3分钟到约6分钟之间。一般填料和粘合剂经受高速剪切搅拌时的温度在约华氏65°到约华氏110°的范围内，虽然也可使用其它的温度范围。可以相信，剪切搅拌的高速度可使粘合剂对于填料形成高度的弥散，并且剪切搅拌将提供可以使粘合剂活化的剪切能。
此处所用的词涉及到粘合剂的“活化”意味着包括将潜在的粘附特性引导到粘合剂。这种粘附特性的引导可以通过使用热量，水分，压力，剪切能等来达到。其特点是粘合剂失去了它的基本干的特征而实质上表现为一种能与填料粘合在一起的粘合物。根据本发明经受高速剪切搅拌的填料一般在性质上表现为可成形的，有点稠性的并可以是略微发粘的。
高速剪切搅拌可利用诸如高强度混合器，均质器，混和器，高速剪切挤压机或其它的高速剪切装置等设备来提供。例如，约50克到300克填料可提供作高速剪切混和，这种混和使用的是商业上通用的沃林混和机(Waring Blender)其中速约持续5分钟，高速约持续3分钟，在混和容器的侧面使用刮刀装置定期地刮削以使填料的空隙现象减至最低程度和促进充分的彻底的混和。作为另一个例子，约1公斤到7公斤的填料可提供给高速剪切机混和，这种混和使用的是商业上通用的霍巴特(Hobart)HMC-450型混和机，它具有的时间装置在高速下约持续5分钟。作为另一个例子，提供所需剪切的高速剪切挤压机可以是商业上通用的单螺旋或双螺旋挤压机。
填料的含水量可以是多样的。一般说，低含水量的填料需要一相当大的力，以最终形成烟草填充料的丝;而在高含水量时需要讨厌的较强的能量来干燥处理再造的烟草中的附带的普通的水。一般说，在本发明加工步骤的某些阶段中使用的填料呈现的含水量至少约是以重量计的百分之十二，最好至少是以重量计的百分之十五;含水量的上限要小于以重量计的百分之三十，而一般约是百分之二十五，最好约百分之十八，以上都是相对于填料和总水份的净重来计算的。一般地，大量的水份容许使用少量的粘合剂。最好，填料的含水量在填料和粘合剂接触前和混和开始前不要超过百分之十八。可以相信水份使烟草料软化，等于提供了一种具有相当低的柔韧性的材料，从而在烟草填充料形成过程中只须利用适当的力即可。还比较可行的是，含水量不要太高从而需要对形成的烟草填充料过多的干燥，或引起填料不必要的柔韧并提供相当低强度的烟草填充料。
本发明的加工方法提供了一种行之有效的装置，该装置能把对水和/或温度敏感的香料与烟草填充料结合起来。例如，某些香料如烟草萃取物，香草醛，巧克力，甘草等等能与填料粘合剂和/或水份混和。由于本发明的加工能在环境温度下进行，香料的理想性能就不会因高温引起的分解或化学作用而失去。另外，由于本发明的加工方法是在使用相当少水份的情况下进行的，以及从填料里除去相当少量的液体水，所以在加工过程中只有相当少量的对水份敏感和/或溶于水的香料失落。
图2和图3说明了用于实施本发明加工方法的一部分的丝成形装置45。所述的丝成形装置特别适用于在高速剪切混和装置中经受过高速剪切搅拌的填料，粘合剂和附加香料中形成丝。丝成形装置包括一第一加压轧辊系统和一第二加压轧辊系统，此处所用的词“加压轧辊系统”意味着滚动接触的两轧辊和其间显示的足够的辊隙带压力，使经过那里的烟草料受到压缩，以成一再受压形状。该装置包括轧辊110，该轧辊是第一和第二加压轧辊系统上的一个共同轧辊。第一轧辊系统包括基本上是圆柱形的轧辊110和另一个基本上是圆柱形的轧辊120，它们互相滚动接触。所用的词“滚动接触”意味着两个轧辊对准滚动面基本上平行放置，在滚动面上，沿各轧辊的长度方向互相接触一段距离，这样各轧辊能绕各轧辊的纵轴旋转。形成第一加压轧辊系统的各轧辊被安装成在本发明的加工过程中能充分地保持上面提到的轧辊110和轧辊120的滚动接触。通过轧辊110和120滚动接触，使轧辊110和120各自受到压缩，作用力分别施加于轧辊110和120上。力所作用的方向如图所示分别用箭头112和箭头122表示。通过螺旋顶重器113和123力能提供给轧辊111和121。其它提供力的装置包括液压缸等等。换句话说，提供力的装置可以是压缩弹簧，拉伸弹簧等等。最好，两个压力辊被安装在加压轧辊系统的各轧辊上和安装在靠近轧辊的两端(如图3所示)。一般说，两个这种压力辊的每一个所具有的直径和组合纵向长度小于与其滚动接触的轧辊的直径和纵向长度。提供力的装置安装在各压力辊上。轧辊110和120各自的旋转方向如轧辊内的箭头所示。轧辊的旋转方向是互相相反的以使填料能通过轧辊的辊隙。各轧辊可以使用动力源126(如图3所示)驱动，该动力源可以是不同速度的马达(例如一种具有约从1马力到约5马力的电动机)，该马达通过传动齿轮(未示)转动轧辊。轧辊由支承装置如框架(未示)底盘(未示)等来支承。
第二加压轧辊系统包括轧辊110和另一个实质上是圆柱形的轧辊130，它们相互滚动接触。形成第二加压轧辊系统的各轧辊被安装成在本发明的加工过程中能充分地保持上面提到的轧辊110和轧辊130的滚动接触。通过压力辊例如压力辊111和131分别与轧辊110和130的相互滚动接触，力分别作用在轧辊110和130上。力所作用的方向如图所示分别用箭头112和箭头132表示。力可以通过螺旋顶重器113和133提供给轧辊110和130。其它可提供力的装置包括液压缸等等。压力辊131和提供力的装置133象如上所述的压力辊和提供力的装置安装方法安装。另一方面，提供力的装置可以是压缩弹簧，拉伸弹簧等等。轧辊110和130各自的旋转方向如轧辊内的箭头所示。轧辊的旋转方向是互相相反的以使加工的填料能通过轧辊的辊隙。各轧辊可以使用动力源126(如图3所示)驱动，该动力源通过一组传动齿轮(未示)转动轧辊。轧辊由支承装置如框架(未示)底盘(未示)等来支承。
轧辊互相之间的安装结构如图2所示，轧辊120，110和130的各辊轴(即纵向延伸的轴)形成夹角A。夹角A的数值可以根据各种因素包括各轧辊的直径来确定。一般说，夹角A的范围从小于180°到由辊子的直径限定的一极限角，最可取的范围从大约90°到150°。
在图2和图3所示的推荐的实施例中，轧辊110包括一组沿轧辊纵向延伸的槽，其中各槽围绕轧辊的周边延伸，而轧辊120和130(它们分别与轧辊110滚动接触)具有光滑的(即没有槽的)轧辊面。另一方面，在另一个实施例中，轧辊120和130各有上述的一组在其上纵向延伸的槽，而轧辊110(它分别与轧辊120和130滚动接触)可以具有完全光滑的轧辊面。
这时压力辊作用在轧辊系统各轧辊的端部以提供所需的辊隙带压力给轧辊系统，最可取的是带槽轧辊所有的槽只位于轧辊纵向长度上的压力辊之间的区域内(即轧辊端没有开槽)。
在本发明的加工方法中一般需要的轧辊之间的力可以是多样的，但这些力能完全满足产生足够轧辊辊隙带压力以最终提供烟草填充料，例如回收(即再造)的丝状烟草料。即，足够的辊隙带压力就足以提供剪切，混和，并形成所述的烟草料以满足需要。一般地轧辊之间的力至少约每英寸长度上三千磅，并且大到一万磅，最好在每英寸长度上有约四千磅到六千磅的力，这个力能完全满足产生足够的轧辊辊隙带压力。
一般讲，轧辊是金属材料构成的，如淬火碳钢或淬火合金钢，或其它足以承受压力的材料。各轧辊的大小可以是不同的。一般地，轧辊直径范围从约3英寸到约8英寸，最好约是6英寸到8英寸;而轧辊的长度范围从约6英寸到12英寸，最好约是8英寸到12英寸。形成两个轧辊系统的各轧辊可以有相等的直径，也可以有不同的直径。旋转轧辊的速度范围，例如约从每分钟4转至20转。
图2和图3装置的运转包括通过给料器142(图3显示了部分削去)输送活化的填料140(这些填料充分提供粘合剂的活化作用的条件下已经过高速剪切搅拌等处理)给区域144，它转送填料给轧辊110和120的辊隙。通过第一加压轧辊系统的混和的先成形的填料146被送入区域148，经过它转送填料给第二轧辊系统。离开第一轧辊系统的填料可能有粘在轧辊上的情形，而通过刮削器150可以从轧辊上除去材料。刮削器150可以是一组针状物，一种刷子形状，一种波纹金属片，齿形金属材料，或刀类装置，如一种与轧辊面长度相对安装的刮刀以便除去(即刮掉)轧辊面上的烟草料。最好是，刮削器150的安装与轧辊表面不成切线形状。例如刮削器150对着轧辊120的面环形地安装，其位于轧辊表面的位置相对于轧辊110和120滚动接触的点约在10°到45°弧度内。最好刮削器的安装相对于由轧辊110和120滚动接触点形成的轧辊的切线基本平行(即约15°角内)。刮削器150被连接在装置(未示)的底盘或框架上，以保持面对轧辊面的位置。如果愿意，区域148可作为补充送料区域运用，在那里，填料，特别是小的颗粒尺寸的材料如烟草末和/或烟草屑能被加入从第一轧辊系统上卸下的混和的已成形的进入区域148的填料中去。特别是压缩的混和的填料146可以与区域148里的烟草末和/或烟草屑结合。区域148可以容纳滑道152，这是一个给料器，喂料器或其它的类似装置，以直接输送填料146进入第二加压轧辊系统。在区域148里的填料146在第一加压轧辊系统的压力下已被混和和初步成形，并一般是具有某些烟草填充料性能的软化的、碾碎的或压缩的填料。
填料146通过进入随后的第二加压轧辊系统在压力下进一步形成期待的丝形材料。在图2和图3推荐的实施例中，轧辊110具有上述的一组槽沿纵向延伸并与轧辊120和130两者滚动接触。这样，填料146通过轧辊110和130的辊隙。烟草填充料154离开第二轧辊，并可用刮削器156从轧辊表面除去。刮削器156被连接在装置(未示)的底盘或框架上以保持它对着轧辊面的位置，烟草填充料154通过滑道158或其它卸料装置可以被导离装置然后被收集。
丝状的烟草填充料利用具有针160的刮削器156从带槽轧辊上取下，针160延伸进具有沿轧辊延伸的一组槽的轧辊的各个槽里(如图3所示)。例如，伸进槽里安装的针有助于从槽上除去烟草料。针160被安装在框架162上(如图3所示)。
刮削器156最好安装在轧辊的非切线方向上。例如，对于图2表示的推荐的实施例，刮削器156被安装在对着轧辊110的表面，沿着轧辊表面相对于轧辊中心距离轧辊110和130滚动接触点约成10°到30°。最好，刮削器被安装成相对于轧辊110和130滚动接触所形成的轧辊的切线平行(即在约15°角内)图4表示的一组槽170各有一顶部172和一底部174。这组槽沿着一轧辊(这里指的是轧辊110)一部分纵向延伸。槽170通过利用合适的车床加工在轧辊110上。各槽完全环绕轧辊110。最好各槽与沿着轧辊延伸的其边槽有着完全相同的形状。槽也可以径向方式和螺旋形方式等方式沿着轧辊延伸。最好，槽相对于轧辊的纵轴在横切面上完全环绕轧辊。顶部172可以被削尖或修平(如图4所示)。如是平的，顶部172的一般宽度范围从约0.010英寸到0.015英寸。通常平的顶部172是足够的窄以致不需要过多的力来保持加压轧辊系统的轧辊接触;同时平的顶部172也是足够的宽，以致在标准的轧辊压力下不会变形延伸。底部174可以是尖的，圆的，或平的(如图4所示)。如是平的，底部174标准的宽度范围约从0.003英寸到0.007英寸。通常，底部174是足够窄的以便提供混和运转和增加填料的压缩。平的底部174又是足够宽的以便在加压后允许填料从轧辊的表面区域分离。特别是非常窄的或尖的底部174趋向于将填料夹在槽里面而阻碍从这里卸下填料。槽的深度可以不同而标准的范围约从0.015英寸到0.035英寸。深度是由槽的底部和槽的顶部之间的纵向距离限定的。槽的最大宽度W可以不同而标准的范围约从0.015英寸到0.040英寸。宽度是由跨槽测量的水平距离限定的。槽的齿距P可以不同，并取决于各种因素包括被加压的填料的形状，所述的填料的含水量，槽的形状等等。齿距是由从顶部172的中心到相邻顶部172的中心的水平距离限定的。一般地，一个齿距约在0.02英寸(即约五十分之一英寸)到0.06英寸(即约十六分之一英寸)，最好约是0.03英寸(即约三十二分之一英寸)。槽170的形状可以不同和随不同的因素而定。然而，各槽在靠近轧辊的表面有一个最大的宽度而在靠近槽底有一最小宽度。各槽有倾斜的侧面(即不与轧辊表面垂直)且最好各槽是通常的“V”型。例如，加压轧辊系统具有含有一组槽的一轧辊，各槽有一倾斜的内边，各槽限定的一个角A′约小于100°，它能适合于混合填料;和一加压轧辊系统有一轧辊含有一组槽各有一倾斜的内边，各槽限定一个角A′约大于45°，它能适合于除去压缩的填料。推荐的角度A′约是60°到90°，最好约60°。
根据本发明加工提供的烟草填充料一般提供丝状。一般说，由烟草料提供的成丝状的烟草料表现出一种近似去筋烟叶的结构上的强度。例如，该丝在特征上是粘合的并能在制造香烟的过程中与去筋烟叶一起加压而不会失去结构上的完整。此处所用的词“丝”意味着烟草填充料所成的形状，其中所述材料的长度充分地大于其宽度和厚度。一般讲，丝的厚度接近处理过的或压缩的烟叶。例如，丝的厚度范围约从0.005英寸到0.040英寸，最好约从0.025英寸到0.035英寸。丝的长度可以不同，取决于用来形成丝的装置。宽度可以不同，一般接近于去筋烟叶(即最好每英寸约32切段)。丝的厚度和宽度完全取决于轧辊槽的尺寸。丝能被切割成段并作为香烟生产中的填料使用。
为了进一步说明本发明的各种实施例而提供以下的例子，但不应限止其范围。除非另有说明，所有的份(Part)和百分比是表示重量。
例1使用以下的程序从烟草末里生产丝状烟草填充料。
在装备有一根不锈钢轴和二个金属叶片(各有约8英寸长)的霍巴特(Hobart)-HMC-450高速剪切混和机里放入一公斤(100Parts，即100份)从制烟机里收集来的基本干的烟草末。在容器里放入9份以钠羧甲基纤维素形式的基本上干型的粘合剂和5份古柯豆胶。烟草末和粘合剂各有约百分之六的含水量。混和机摇动约15秒钟以使粘合剂和烟草末混和(即掺合)。粘合剂和烟末的湿度类似于粘土。然后混和机运转并在混和开始的时候将22份的水加入容器里。混合物在高速剪切搅拌器里(即约每分钟1140转)约5分钟。这样被加工的材料类似轻微弄湿的粘土。经受高速剪切搅拌的已形成的填料被进一步加工以提供丝状烟草填充料。
这里提供一种图2、图3和图4所一般描述的丝状成形装置。轧辊120由淬火碳钢所构成，具有一非常光滑的表面，并有5英寸的直径和8英寸的长度。轧辊110有5英寸的直径和同轧辊120相同的长度和组织结构;然而，轧辊110含有沿着所述的轧辊110的圆柱表面径向方式延伸的槽。轧辊110包括沿着轧辊面有5英寸长的槽，而沿着轧辊两端的轧辊面的1.5英寸长度内是比较光滑的。轧辊110一般如图4所示。槽的深度d约0.0155英寸，各槽的齿距P约0.03125英寸，而夹角A′约60°。各槽的顶部是平的，长度约0.01275英寸，各槽的底部是平的，长度约是0.006英寸。轧辊利用变速的传动装置进行运转，如利用可变速的1.5马力的电动机，其速度约每分钟4转，并使轧辊110和130之间的辊隙带压力达到每英寸长为5000磅。分别由轧辊120，轧辊110和轧辊130的中心轴连线组成的夹角A是90°。安装针状的刮削器156以便从轧辊110上除去回收的烟草料。分别与轧辊110，120和130滚动接触的两个压力辊产生的力各自作用在轧辊110，120和130上。每个压力辊均被安置在轧辊110，120和130的各端部。压力辊纵向方向长度约1英寸，直径约2英寸。由螺旋顶重器提供力给压力辊。
已形成的混和物被送入装置，并产出回收的丝状的烟草料。已形成的丝一般具有三角形的或不规则四边形的形状，其尺寸长约1英寸到12英寸，厚约0.024英寸，宽约0.012英寸到0.025英寸。
例2通过以下的程序从焦化材料中生产出丝状烟草填充料。
在例1所述的高速混和机的混和容器内加入1.5公斤(150Parts，即150份)以基本活化的木材(Westvaco Nuchar S.A)状态商业销售的基本干的、粉末状的焦化材料。在容器里放入9份以钠羧甲基纤维素形式的基本干型的粘合剂和5份古柯豆胶。混和机摇动约15秒钟以使粘合剂和焦化材料混和。然后混合机运转并在混和开始时在容器里加入20份水。
经受过高速搅拌的已形成的填料利用例1中所述的加压轧辊系统和例1中所述的基本方法处理5分钟。制成的丝其尺寸和形状如例1中所述的已形成的丝，并呈现出好的延伸强度和柔韧性。
例3通过下述程序从烟草料和焦化材料中生产出丝状烟草填充料。
在例1所述的高速混和器的混和容器里加入约1.13公斤(113Parts，即113份)如例2所述的基本干的，粉末状的焦化材料，和37份来自莫林斯MK9烟草公司(Molins MK9 Cigarette Maker)的风选出的烟叶茎。在容器里放入9份以纳羧甲基纤维素形式的基本干型的粘合剂和5份古柯豆胶。混和器转动约15秒钟以使粘合剂和填料混和。然后高速剪切混和器运转并在混和开始时在容器里加入25份水。
经受过高速搅拌的已形成的填料利用例1中所述的加压轧辊系统和例1中所述的基本方法处理5分钟。制成的丝具有的形状和尺寸与例1中所述的已形成的丝相似。
例4通过下述程序从碎烟草(即来自制烟机的碎屑)的混和中生产出丝状的烟草填充料。
在例1中所述的高速混和器的混和容器里加入0.5公斤(50Parts，即50份)来自莫林斯MK9烟草公司(Molins MK9 Cigarette Maker)的风选出的烟茎，25份长茎和来自制烟机的75份烟草末。在容器里放入9份纳羧甲基纤维素和5份古柯豆胶。混和器转动约15秒钟以使粘合剂和填料混和。然后高速剪切混和器运转并在混和开始时在容器里加入27.2份水。
经受过高速搅拌的已形成的填料利用例1中所述的加压轧辊系统和例1中所述的基本方法处理5分钟。制成的丝具有的形状和尺寸与例1中所述已形成的丝相似。
例5通过下述程序从烟草料，焦化料和水溶香料剂的混和中生产出丝状烟草填充料。
在例1中所述的高速混和器的混和容器里加入1.13公斤(113Parts，即113份)从制烟机里收集来的烟草末，约32份例2中所述的焦化材料，和约2份固体的商用的香料剂。在容器里加入1.5份槐豆胶和1.5份汉生胶。混和器转动约15秒钟以使粘合剂和填料混和。然后高速剪切混和器运转并在混和开始时在混和器里加入25份水。
经受过高速搅拌的已形成的填料利用例1中所述的加压轧辊系统和例1中所述的基本方法加工5分钟。制成的丝具有的大小和形状与例1中所述的已形成的丝相似。
例6通过以下程序从烟草料中生产出丝状烟草填充料。
在例1中所述的高速混和器的混和容器里加入1.5公斤(150Parts，即150份)的来自莫林斯MK9烟草公司的风选出的烟茎和30份喷射出的干的烟草萃取物。混和器转动约15秒钟以使粘合剂和填料混和。然后高速剪切混和器运转并在混和开始时在混和器里加入30份水。
提供给高速搅拌器的已形成的填料利用例1中所述的加压轧辊系统和例1中所述的基本方法加工5分钟。制成的丝具有的大小和形状与例1中所述的已形成的丝相似。
例7通过以下的程序从烟草末里生产中丝状烟草填充料。
在塑料包里混和150份从制烟机里收集来的基本干的烟草末，一份基本干的汉生胶，一份基本干的槐豆胶和10份水。包是手摇的以提供烟草末和粘合剂一种均匀的混合物。混和物从包里卸出并输送给一振动的给料器以便再传送给一单螺旋挤压机。单螺旋挤压机包括一齿距不变的16英寸长的金属螺旋。螺旋的直径是1.5英寸，而沿螺旋长度方向安装的螺旋板有2英寸的齿距。单螺旋挤压机送料给一加压轧辊系统。挤压机和轧辊系统是由美国伊利诺斯州阿默斯特材料加工公司(Material Processing Corporation，Amherst，Illinois USA)提供的一种改进的商用的Tsf-10滚压机。用于轧辊的改进将在后面谈到。烟草料/粘合剂的混和物被传送通过螺旋挤压机，该挤压机用1.5马力约每分钟30转的马达带动。筒体内的温度稳定在约华氏85°。从挤压机里出来的混和物通过一金属模子传送，该模子有长宽分别为0.25英寸和1.5英寸的矩形模子开口。提供给高速剪切的烟草料和粘合剂的混和物从模子里被直接输送入两个轧辊的辊隙里，两个轧辊是滚动接触的并形成一加压轧辊系统。轧辊一般是圆柱形的，直径为6英寸，轴向长度为1.5英寸。两个轧辊利用螺旋顶重器保持滚动接触，在轧辊之间产生的切割力为30，000磅。轧辊之一有一完全光滑的轧辊面。另一轧辊经过机械加工有一组沿轧辊长度方向延伸的槽，每条槽沿着轧辊的圆柱表面相对于轧辊的纵轴完全在横断面上延伸。带槽轧辊的棍面的纵断面图如图4所示。槽的深度约是0.017英寸，各槽的齿距约是0.036英寸而夹角A′约是60°。各槽的顶部是平的，其距离(沿轧辊纵向延伸)约是0.013英寸，各槽的底部是平的，其距离(沿轧辊纵向延伸)约是0.03英寸。轧辊运转时的滚动速度约从每分钟10转到72转。
回收的丝状烟草料由烟草料通过轧辊提供。利用一组延伸进各槽的针从带槽轧辊里刮下回收的材料从而提供了丝。
例8通过以下程序从烟草材料里生产出丝状烟草填充料。
在塑料包里混和68克槐豆胶，68克汉生胶，136克甘油，4534克烟草料和650克水。烟草料是一种40份烟草屑，30份烟草末和30份风选出的茎的混合物。所用的水量足以给生成的混合物提供约百分之二十五的含水量。包是手摇的以便提供一种草料和粘合剂的基本均匀的混和物。混和物从包里卸出并输送给一振动的给料器再输给一单螺旋挤压机。单螺旋挤压机包括一齿距稳定的长16英寸的金属螺旋。螺旋的直径是1.5英寸，而沿螺旋长度方向安装在螺旋板有一2英寸的齿距。单螺旋挤压器送料给一加压轧辊系统。挤压机轧辊系统是由美国伊利诺斯州阿默斯特材料加工公司提供的一种改进的商用的TSf-10滚压机。用于轧辊的改进将在后面谈到。烟草料/粘合剂的混和物被传送通过螺旋压力机，该挤压机用1.5马力约每分钟30转的马达带动。筒体里的温度稳定在约华氏200°从挤压机里出来的混和物通过一金属模子传送，该模子有一长宽分别为0.25英寸和1.5英寸的矩形模子开口。提供给高速剪切的烟草料和粘合剂的混合物从模子里被直接送入两个轧辊的辊隙里，两个轧辊是滚动接触的并形成一加压轧辊系统。轧辊一般是圆柱形的，直径为6英寸，轴向长度为1.5英寸。两个轧辊利用螺旋顶重器保持滚动接触，在轧辊之间产生的切割力为30，000磅。轧辊之一有一完全光滑的轧辊面。另一轧辊经加工后有一组沿轧辊长度方向的槽，其中每条槽沿着轧辊的圆柱表面相对于轧辊的纵轴完全在横断面上延伸。带槽轧辊的辊面的纵断面一般如图4所示。槽的深度约是0.0125英寸，各槽的齿距约是0.036英寸，而夹角A′约是90°。各槽的顶部是平的，其距离(沿轧辊纵向延伸)约是0.008英寸，各槽的底部是平的(或略微弧形的)，其距离(沿轧辊纵向延伸)约是0.003英寸。轧辊运转时的滚动速度约从每分钟10转到72转。
经过轧辊的混和物提供了回收的丝状烟草填充料。
权利要求
1.一种提供丝状烟草充料的加工方法，所述的加工包括以下组成步骤a).提供烟草料和/或焦化材料形态的填料，b).提供基本干的，完全非粘合形态的，能被活化的粘合剂，c).使填料和粘合剂接触，d).使填料和粘合剂经受高速剪切搅拌(i)在有足够的水份提供给粘合剂活化的情况下，但在含水量小于水份和填料总重的百分之三十的情况下，和(ii)有一段足够的时间使粘合剂活化，e).烟草填充料的丝由经过如此高速剪切搅拌的填料形成。
2.根据权利要求
1所述的加工方法，其中香料被加进经受如上所述的那种高速剪切搅拌的填料中，其后经过如此高速剪切搅拌的填料形成烟草填充料的丝。
3.根据权利要求
2所述的加工方法，其中所述的香料是水溶的和/或对温度敏感的。
4.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的烟昔填充料的丝由经过如此高速剪切搅拌的填料形成，是通过(ⅰ)传送填料通过具有两个轧辊的第一加压轧辊系统的辊隙，该两轧辊形成一足够提供对所述填料压缩的辊隙带压力，因而提供所述的经压紧和混和的填料，其中至少一个轧辊面包括一组槽，所述的一组槽沿轧辊的纵向延伸，而每一条槽围绕轧辊的周边延伸，其中各槽在近轧辊表面处有一最大宽度，而在近槽底有一最小宽度，然后(ⅱ)通过传递压缩的混和的填料通过具有两个轧辊的第二加压轧辊系统的辊隙，这两个轧辊形成一足够的辊隙带压力以提供烟草填充料，形成烟草填充料的丝。
5.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的烟草填充料的丝由经过如此高速剪切搅拌的填料形成，是通过(ⅰ)输送填料通过具有两个轧辊的第一加压轧辊系统的辊隙，该两个轧辊形成一足够提供对所述填料压缩的辊隙带压力，因而提供经压紧和混和的填料，其中至少一个轧辊面包括一组槽，该组槽沿轧辊的纵轴延伸，而每一条槽围绕轧辊的周边延伸，其中各槽在近轧辊表面处有一最大宽度，而在近槽的底部有一最小宽度，然后(ⅱ)通过传送压缩的，混和的填料通过具有两个轧辊的第二加压轧辊系统的辊隙，该两个轧辊形成一足够提供烟草填充料的辊隙带压力，在压力下形成烟草填充料的丝，然后(ⅲ)通过传递压缩的，混和的填料经过具有两个轧辊的第二加压轧辊系统的辊隙，该两个轧辊形成一足够提供烟草填充料的辊隙带压力，在压力下形成烟草填充料的丝，其中轧辊的至少一个轧辊面包括一组槽，所述的一组槽沿着轧辊纵向延伸，而每一条槽围绕着轧辊的周边延伸，其中每一条槽近轧辊表面处有一最大宽度而在近槽底处有一最小宽度，而其中每一条槽有一足够提供烟草填充料的宽度和深度，然后(ⅳ)从第二加压轧辊系统的轧辊面上卸下烟草填充料，所述的轧辊包括上述的一组槽。
6.根据权利要求
1所述约加工方法，其中经受如此高速剪切搅拌的烟草填料呈现的含水量约在填料和总水份的净重的百分之十五到百分之十八之间。
7.根据权利要求
1所述的加工方法，其中经受如此高速剪切搅拌的烟草填料存在的含水量约在填料和总水份的净重的百分之十四到百分之二十五之间。
8.根据权利要求
5所述的加工方法，其中每一条所述的槽一般呈“V”型。
9.根据权利要求
5所述的加工方法，其中所述的烟草填充料是由一组伸入轧辊槽里的针卸下的。
10.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的填料是烟草料。
11.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的填料是焦化材料。
12.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的填料是烟草料和焦化材料的混和物。
13.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的粘合剂是可以被水份活化的。
14.根据权利要求
1所述的加工方法，其中粘合剂的量相对于粘合剂，水份和填料净重的总重至少约是百分之十五。
15.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的填料和粘合剂在约华氏65°到110°的温度范围里经受高速剪切搅拌。
16.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的填料和粘合剂经受混和先于经受高速剪切搅拌。
17.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的高速剪切搅拌由霍巴特HMC-450型混和机提供，它提供一大于约每分钟800转的搅拌速度持续约3分钟。
18.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的高速剪切搅拌由霍巴特HMC-450型混和机提供，它提供一大于约每分钟1000转的搅拌速度持续约3分钟。
19.根据权利要求
4所述的加工方法，其中所述的辊隙带压力范围从约每英寸长3，000磅到每英寸长10，000磅。
20.根据权利要求
1所述的加工方法，其中所述的高速剪切搅拌由一螺旋挤压机提供。
专利摘要
以丝状提供的烟草填充料，通过烟草料和/或基本干型的焦化材料与基本干型的粘合剂的接触，然后在比较低的含水量情况下使混合物经受高速剪切搅拌，如此加工过的材料使用干燥成型技术进一步处理以提供再造的烟草料的丝和焦化材料的丝。烟草填充料的丝在香烟生产中是有用的。
文档编号A24B15/18GK87100527SQ87100527
公开日1987年8月19日 申请日期1987年1月26日
发明者小威廉·哈里·格雷夫斯 申请人:R·J·雷诺兹烟草公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan