复原烟草薄片及其制造和使用方法

专利名称：复原烟草薄片及其制造和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种制造复原烟草薄片的方法。更具体地说，本发明涉及制造具有均匀厚度和改善的加工耐受性的复原烟草薄片的方法。
在制造烟草制品(例如纸烟)的过程中，有一部分烟草在加工时变为不适合使用的物料。这通常是由于烟叶的剥落而产生烟草梗和散叶。此外，在烟草的处理、搬动和装运过程中也产生烟草末。过去人们已经利用烟草末、烟草梗和散叶来制造复原烟草薄片，但是效果有好有坏。
一旦制成复原烟草薄片，便可使用整叶烟草的切割相同的方法将该薄片进行切丝，以制造适用于纸烟和其他烟制品的烟草填充料。在将复原烟草薄片加工成填充料的过程中，往往要求薄片能经得起润湿、传送、干燥和切丝。与整叶烟草一样，再生烟草薄片在被切成充料时多少也会出现破碎，从而产生烟草末作为副产物。对于烟草薄片来说，其经受住加工的严峻条件、在加工过程中仅生成最少量烟草末副产物的能力是一种非常合乎需要的特性，这是因为这样可减少烟草的损失并使制造额外的复原烟草薄片以满足不断需求的必要性减少到最低程度。从那个意义上说，制造纸烟和其他烟制品的成本可以降低。
尽管在本技术领域已经有各种各样制造烟草薄片的方法，但是在制造薄片的过程中还是遇到了许多困难。其中有些方法与制造烟卷包装纸的方法相似，即将烟草末制成薄片，以便与原来的烟叶一样使用;也就是说将烟草薄片切丝，使其与其他的切碎烟草混合，在纸烟的制造中用作填充料。其他常用方法也可以用来制造这样的薄片。例如，2，897，103号美国专利公开了一种制造含有相当大部分非烟草成分的烟草薄片的方法。这些非烟草物质往往使纸烟具有不受欢迎的烟味，因此其用量应减少到最低程度。
4，325，391号美国专利介绍的另一种方法是将置于液体介质中的烟草末和粘合剂放入一个象打蛋器那样工作的混合器中进行混合，以生成淤浆，然后，将该淤浆浇注成薄片。但是，由这些常用方法制成的烟草淤浆一旦浇注成复原烟草薄片并进行干燥后，在薄片的表面经常会出现凹痕，这是由淤浆混合物内夹带的空气造成的。由夹带的空气产生的每个凹痕都会转化成最终薄片中的一个浅薄的斑点或孔隙，从而使薄片的加工耐受性降低。
此外，复原烟草薄片的厚度变动也会使其加工耐受性降低。用厚度不均匀的薄片切丝成填充料时，由于沿薄片的表面有许多浅薄的斑点，薄片更易于破碎。从那个意义上说，非常需要提供这样一种用于制备填充料的复原烟草薄片，用该薄片制得的填充料的长度不会受到薄片的凹痕的限制。
对于用以前已知的复原制得的工艺过程烟草薄片来说，一个共同的问题是薄片有凹痕且厚度不均匀，这影响到薄片的加工耐受性。此外，以前研究的那些工艺过程并不能使过程迅速而有效地开始或终止。
本发明涉及可作烟用材料(如纸烟填充料)的复原烟草薄片，它是由烟草粉粒和粘合剂制成的。更具体地说，本发明涉及具有改善的质量和加工耐受性的复原烟草薄片，其所以得到改善是由于烟草平均粒度的最佳化和淤浆在浇注成烟草薄片之前空气含量的降低。此外，本发明涉及一种大体上包括四个步骤的制造复原烟草薄片的方法，该方法包括将烟草粉粒、粘合剂和其他附加剂在含水介质中混合以生成淤浆;将该淤浆浇注在一连续的不锈钢带上;使已浇注的淤浆干燥以生成复原烟草薄片;取下复原烟草薄片。还有一个选用步骤，那就是在浇注淤浆之前先除去淤浆中夹带的空气。
本发明解决上面涉及的一些问题的途径是提供能更好地经受住严峻的加工条件的复原烟草薄片。因此，本发明的第一个目的是提供由粒度约为60～400筛目的烟草末和适合的粘合剂组成的复原烟草薄片，其中烟草所占的百分比高于本技术领域已知的复原烟草薄片。而且，制造本发明的复原草薄片时还可以使用保湿剂、烟草防腐剂和其他添加剂。
本发明的第二个目的是提供一种包括以下步骤的制造复原烟草薄片的方法制备含有平均粒度约为60～400筛目的烟草末、粘合剂、烟草防腐剂和含水介质的淤浆;将该淤浆浇注到一支承装置上;使刚浇注的淤浆干燥以形成复原烟草薄片;从支承装置上取下复原烟草薄片。
本发明的第三个目的是提供一种在浇注淤浆之前再增加除去淤浆中夹带的空气这样一个步骤的制造复原烟草薄片的方法。
本发明的第四个目的是提供一种测定淤浆中夹带的空气量的装置。
结合附图研究下面的详细介绍和典型实施例便能明显地看到本发明的上述和其他目的，在附图中

图1为烟草末的平均粒度(用微米表示)与一特定固体含量的淤浆的粘度的关系曲线图;
图2为本发明方法的方块图;
图2a为本发明方法的另一具体方案的方块图;
图3描绘了一种测定按照这里所述的方法制造本发明的复原烟草薄片所用烟草淤浆所夹带的空气量的装置。
为了充分理解本发明，将以下术语的定义说明如下“熟化”-让烟草末与粘合剂或选用的粘合剂释放剂接触的那段时间。
“延伸率”-复原烟草薄片在破碎之前可以被拉伸的能力，用相对百分率表示。
“烘箱-挥发物含量”(OV)-烟草填充料试样在循环空气烘箱内在100℃(212°F)下处理3小时后的重量损失量度(用%表示)。虽然该重量损失不仅可归因于含水量，而且也可归因于烟草挥发物，但是OV可以与含湿量通用，并可考虑二者是相当的，这是因为在该试验条件下除水以外只有大约不到1%的烟草填充料是挥发性的。
“平衡OV”-试样在24℃(75°F)温度和60%相对湿度下至少平衡48小时后的OV。
“填充料”-可用于制造纸烟的调配、熟成并加香的烟草。
“保湿剂”-常加于烟草中以保持烟草的湿度和使烟草具有塑性的吸湿剂(如甘油和其他乙二醇)。
“筛目”-这里所报道的所有数值均指美国标准筛，那些数值均反映95%以上给定粒度的粒子通过给定筛目值的筛网的能力。在那方面，筛目值反映了筛网上每英寸所含的筛孔数。
“凹痕”-由于淤浆基体在浇注时夹带了空气而经常出现在再生烟草薄片上的缺陷、孔穴或坑。
“复原烟草薄片”-具有基本均匀的厚度和塑性的烟草薄片，可由磨得很细而且还可以与一种粘合剂混合的烟草末、烟草梗、副产物等进行辊压或流延而制得。
“相对湿度”(RH)-大气中的水分与该温度下可能达到的最大饱和水分含量的相对百分比。
“薄片密度”-一种综合了复原烟草薄片的重量和厚度的性能，用克/立方厘米表示。
“加工耐受性”-复原烟草薄片承受严峻的加工条件并仅产生最少量的烟草末副产物的能力。
“拉伸强度”-使再生烟草薄片破碎所需的力，用N/M(kg/in)表示。
“吸收的拉伸能”(TEA)-拉伸强度与延伸率的综合;即以拉伸强度作纵坐标，以延伸率作横坐标，画出二者的关系曲线，该曲线下的面积即代表TEA。一般认为最佳的TEA是复原烟草薄片的加工耐受性至少与整叶烟草一样时的值TEA用N/M/M2(公斤/英寸/平方英寸)表示。
“烟草末”-粒度约为8至400以上筛目(筛目越大，粒子越小)的烟草微粒，是在烟草的许多制造过程中由于烟草的破碎而生成的。这些微粒可以是烟草的叶、梗等。
从本发明公开的内容可以理解，用这里所述的方法制得的复原烟草薄片的质量和加工耐受性均优于本技术领域已知的那些复原烟草薄片。
现参照图1加以说明。本方法系受用干磨得很细(粒度大约不超过400筛目，约小于32微米)的烟草末，使烟草淤浆具有较高的固体含量，同时仍保持过去那些烟草淤浆的粘度。图1表明，随着烟草粒度的减小，对于一种特定固定含量的淤浆来说，淤浆的粘度也降低。而且，使用磨细的烟草末能改善再生烟草薄片的均匀性，从而能制得更长的烟草填充料。
此外，淤浆及最终由其制得的薄片的烟草含量约为80～90%(剩下的10～20%由粘合剂、保湿剂、防腐剂和香料组成)，超过了过去制得的复原烟草薄片的烟草含量。还有一个优点是，用本发明的方法制造复原烟草薄片时能比本技术领域中已有的工艺过程易于开始和停止，因为已有的方法在将淤浆进行浇注之前往往需要将其熟化3～4小时。
图2所示为本发明方法的方块图。将干烟原料(最好是烟草末)加入研磨机中进行干磨，并过筛以达到所需的粒径分布。使磨细的烟草末与含水介质(该介质中可含粘合剂、保湿剂、香料等)在一高剪切混合器中混合，以形成烟草淤浆。也可以采用图2a所示的方法，即在干烟草与含水介质混合之前先使干烟草与干粘合剂共混。混合后，在将烟草淤浆浇注到支承装置上之前先除去淤浆中的空气。然后使复原烟草薄片干燥，并从支承装置上取下。接着可以将制得的薄片与整叶烟草一样切丝，以制得适用于纸烟和其他烟制品的烟草填充料。
为了制备本发明的复原烟草薄片，先要形成含水烟草淤浆。该淤浆包含烟草末、粘合剂和水介质。此外还可以包含防腐剂。最好在使淤浆各组分在高剪切混合器中经受剪切力之前先将其在一螺旋浆式混合器中混合。然后将淤浆浇注到移动的环带上。使流延的淤浆通过一干燥装置，除去其中的水分，以形成再生烟草薄片。最后可用任何尖的工具(例如刮刀)将薄片从带上取下。为便于取下，可在用刮刀刮下之前先将薄片润湿。
本发明的另一实施方案是将淤浆浇注到环带上之前，先除去淤浆中夹带的空气。
更准确地说，本发明的再生烟草薄片的制备方法是将较小粒度的烟草末与粘合剂在含水介质中进行混合以生成淤浆。制备淤浆可以采用间歇法或连续法，烟草末与粘合剂在一高剪切混合器(例如美国康涅狄格州的Waring of Waring公司制造的Waring混合器或美国加利福尼亚州Moorehouse的Cowles公司制造的Cowles溶解器)中在水中混合。但是最好采用匀浆机以使淤浆受到很大的剪切力。在该淤浆中可加入保湿剂以使烟草保持柔韧性。如果需要，也可以添加防腐剂等以保持烟草的质量并防止霉菌生长。
虽然任何品种烟草产生的烟草末均可使用，但是某些品种烟草末副产物更为适合。最好受用由下列品种烟草产生的微粒烤烟，土耳其烟，白肋烟，弗吉尼亚烤烟，马里兰烟，东方烟或其任何组合。
人们已研究了烟草粒度对加工耐受性的影响。本发明采用较小粒度的烟草是有利的，因为它能使烟草淤浆的粘度降低，从而可以在不显著改变所需淤浆粘度的情况下提高淤浆的固体总含量。而淤浆固体含量的提高就能使制造过程中的干燥工作量减少。
此外，由于选用较小粒度的烟草，形成本说明书所述的复原烟草薄片所需的粘合剂可以减少。例如，由约120筛目烟草末和约10份果胶制得的复原烟草薄片，其质量和加工耐受性大体上与由约400筛目和约4份果胶制得的复原烟草薄片相当。可以选用本发明中指出的任何果胶。粘合剂用量减少能使制造复原烟草薄片时的烟草用量增加。这样，复原烟草薄片就会具有接近于整叶烟草的香味特征。
不管理论根据如何，可以认为，如果将烟草末干磨成更细的粒子，烟草中所含的果胶就能更迅速、有效而完全地释放出来。从这个意义上说，烟草粒度的减小能使与磷酸氢二铵(“DAP”)和氨接触烟草淤浆的流延时间缩短，这是因为筛目值较大的烟草末具有更大的表面积。此外，较高的固体总含量还能缩短烟草薄片干燥所需的时间，从而提高再生烟草薄片制法的效率和在成本上有实效。
适合于制造本发明的复原烟草薄片的烟草末的平均粒度可以在约60筛目至400筛目或更大的筛目值(即更小的粒度)的范围内选择。但是最好使用粒度约为120筛目的烟草，因为这种粒度能兼顾采用更细筛孔的好处和制造这种细粒的成本。
除了控制本发明的方法所用烟草末的筛目值之外，添加粘合剂(例如本说明书中所术的任何树胶或果胶)或者使烟草本身释放粘合剂(例如烟草果胶)也有利于保证烟草末大体上分散在整个复原烟草薄片中。有关树胶的叙述式综述见Gums And Stabilizers For The Food Industry(“用于食品工业的树胶和稳定剂”)，IRL Press(G.O.Phillip等人，1988年版);Whistler，Indus-trial GumsPolysaccharides And Their Derivatives)“工业树胶多糖类及其衍生物”)，Academic Press(1973年第2版);以及Lawrence，Natural Gums For Edible Purposes((“食用天然树胶”)，Noyes Data Corp.(1976)。
在复原烟草薄片中已使用了各种不同树胶和果胶来保持薄片的完整无损。虽然任何粘合剂均可使用，但最好使用天然果胶(如水果果胶、柑橘或烟草果胶)、瓜耳树胶(例如羟乙基瓜耳树胶和羟丙基瓜耳树胶)、刺槐豆树胶(例如羟乙基和羟丙基刺槐豆树胶)、藻酸盐、淀粉(例如改性或衍生的淀粉)、纤维素(例如甲基、乙基、乙基羟甲基和羧甲基纤维素)、罗望子胶、葡聚糖、pullalon、魔芋粉、黄原胶等。尤其适用于本发明的粘合剂是果胶和瓜耳树胶。
人们都知道果胶起到保湿剂的作用，以便于保持湿度。下面的表1说明用大约10%柑桔果胶作粘合剂与不同筛目值的烟草尘粒结合所产生的作用。
烟草末与粘合剂用量重量比宜为约50∶1～10∶1。该比例可随制造本发明的复原烟草薄片所选用的烟草粒度和烟草种类而略有变化。下面的表2说明柑桔果胶在烟草淤浆中的不同百分比含量对由流延前经过脱气的淤浆制得的复原烟草薄片的性能的影响可由烟草本身释放的烟草果胶是适合于用作粘合剂的果胶。这种释放作用往往(但不总是这样)通过添加化学释放剂而得以加强。例如现已证明，添加DAP和氨能产生有利的结果。
利用烟草本身释放的烟草果胶作粘合剂时，烟草淤浆的pH宜保持在9左右。氨或其他适合的有机碱可用于提高淤浆的pH。此外，淤浆宜熟化约1/4～3小时，以使果胶从烟草中充分释放出来。
用烟草果胶之外的果胶或瓜耳树胶作粘合剂时，淤浆的pH宜略呈酸性，为5～6左右。如果选用的粘合剂不是由烟草本身释放的烟草果胶，淤浆就不需要熟化。
宜在淤浆流延成薄片之前将粘合剂加热到约27～82℃(80～180°F)。最好将淤浆中的粘合剂加热到约15～95℃(60～200°F)。
另一个较适合的实施方案包括使一种粘合剂(例如瓜耳胶、果胶或本说明书公开的粘合剂中的其他一种粘合剂)与一种果胶释放剂(例如DAP和氨或本说明书中公开的其他释放剂)组合。通过改变这些组分在淤浆中的相对数量，能将复原烟草薄片的实际特性调节到介于分别只用上述一种组分制得的薄片的特性之间。
此外，用于制备烟草淤浆的水可以是硬水或软水，这要结合所使用的粘合剂来考虑。例如，如果选用烟草果胶作粘合剂就宜采用软水，因为这样在制备DAP溶液时可以使磷酸钼的生成量减少到最低程度或甚至避免其生成。
符合本发明的平均粒度要求的烟草末可从已知任何能附带产生烟草末副产物的烟草制品制造过程中获得。从那个意义上说，可以采用一般能将粒子进行研磨的任何方法使烟草末的粒子按照本发明的要求变小。尽管如此，最好还是采用冲击粉碎或辊压粉碎方法。下面的表3列出用每种方法获得的各种粒度所占的百分比。
为了缩小用于本发明的方法的烟草末粒子粒度范围，可以采用能够区分不同粒度的工艺方法。任何能达此目的的工具或工艺方法均可使用，但最好使用德国制造的Alpne Sieve Tester，以获得约120筛目至约400筛目或高于400筛目的平均粒度。
使用具有高筛目值的而且最好是具有均匀粒径的烟草末也是有利的，因为这样的粒度能加速烟草末与粘合剂在淤浆中进行反应，而且使反应进行得更为完全。下面的表4列出了由约120筛目、200筛目和400筛目的烟草末制得的烟草薄片的一些特性。
考虑到表4(和表1)所列的数据，可以理解粒度较小的烟草末能使本发明的复原烟草薄片具有更好的加工耐受性，可以认为这是由于在烟草粒子与粘合剂之间产生了更好的化学相互作用。因此可以认为正是这种化学相互作用(就烟草果胶来说是烟草末与DAP/氨组合物之间的化学相互作用)使果胶易于从烟草末中释放出来。另外一方面，如果使用加到淤浆中的非烟草果胶，粘合剂则由于粒度的减小而产生更大的表面积，从而使相互作用进行得更为迅速且有效。
按照本发明的一种方式，也可以将保湿剂加入烟草淤浆中，以得益于其能起到增塑剂作用的能力。虽然任何保湿剂均可采用，不过对本说明书所述的方法来说，采用乙二醇类(如甘油、丙二醇等)是有利的。此外，可用作烟草防腐剂的化合物，例如丙酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐等，也可在本发明的复原烟草薄片中使用，作为抗真菌剂和抗氧化剂，其中更为适用的是山犁酸钾。
制备淤浆时，宜确保固体总含量在约15%与约30%之间，最好是在约17%与约25%之间。在该适合范围中，固体总量的约80～90%应为烟草，以提供具有很好味道特性的高质量复原烟草薄片。如上所述，淤浆可以用间歇法或连续法制得，要考虑到上述固体含量范围。
为了制得烟草淤浆可采用粒度小的烟草，最好是粒度在约60筛目至约400筛目范围之内的烟草。淤浆中夹带的空气可在流延淤浆之前抽除，以制得优质复原烟草薄片，即厚度均匀且可以观察到表面凹坑数最少的薄片。
下面的表5说明在烟草淤浆流延之前抽除其中的空气所产生的效果。将流延试验薄片所用淤浆在流延前抽真空(真空度为约15-英寸汞柱压力)，对照薄片则不抽真空。
按照本发明，烟草淤浆可以流延或挤出到一支承表面上。该支承表面可以是从多表面中的任何一种表面，不过最好是连续的不锈钢带。不管怎样，本发明的一种形态是在将淤浆引导到支承表面上之前先除去淤浆中夹带的空气。
可以采用任何数量的工具、组件或工艺方法以在淤浆流延或辊压成烟草薄片之前基本上除去淤浆中所含的全部空气。尤为适用的工具是New Jersey Springfield的Cornell Machine Company制造的Versator。利用Versator可在淤浆形成工序与淤浆流延工序之间将容器抽真空，真空度约为500～760mm(20～30英寸)汞柱。
此外，由于很多适用于制造复原烟草薄片的粘合剂在很高的温度下都易于水解，因此将淤浆流延到带上时，温度范围宜为约25℃(80°F)至约95℃(200°F)，最好的温度是85℃(180°F)左右。在上述适宜温度范围的条件下进行流延就能使淤浆的粘度降低，这样，如上所述，该淤浆能在同样粘度的情况下提高固体总含量。
本发明的另外一个形态是提供一种如图3所示的装置，该装置可用于测定从淤浆中抽除的空气量。该量随容器抽真空时达到的真空度和抽真空的时间长短而异。为了进行这种测定，将已知质量(约15～约20克)的淤浆放入装置1的含磁性搅拌棒11的已称过皮重的下面部分17中。在顾及不超出装置1的已称过皮重的下面部分17的尺寸限度的情况下，可以使用任何预定量的淤浆。装置1的上面部分18的下接头14应插在装置1的称过皮重的下面部分17的上接头16之内。然后将夹子15放在装置1下面部分17的上接头16与上面部分18的下接头14相接合处的周围，将上面部分18与下面部分17夹紧。装置1的标刻度部分13可以标出毫升数或任何其他方便的容积单位，并应通过装置1顶部的开孔12将一种室温液体(最好是低粘度的液体例如水)在不干扰淤浆的情况下加入13中，可以加到标刻度部分13的任一高度为止，不过最好加到图中所示的约2～3处的高度。虽然不会与烟草淤浆进行反应的任何液体均可采用，但宜采用低粘度液体，而不宜采用高粘度液体，因为后者需要更长时间以脱除所夹带的空气。
将液体加入并记下液体在装置1的标刻度部分13上的刻度位置之后，可开动磁性搅拌器10，开始慢慢地搅拌该淤浆混合物。搅拌持续约5～15分钟，或者搅拌到淤浆溶解或变得均匀为止。然后关掉磁性搅拌器，以使该物系达到平衡。这样从最初的读数中减去液体现在在装置1的标刻度部分13上达到的新的高度便是夹带在淤浆试样中的空气量。
现在就可以按照下面的公式用所得的数值来计算烟草淤浆的空气含量，用毫升空气/千克淤浆的单位表示(最初容积读数(ml)-最终容积读数(ml))/(淤浆重量(g)) ×1000在一段试验时期内对淤浆吕的空气含量进行测定之后，工人能根据过去的经验很好地判断淤浆中的空气含量和判断淤浆中夹带的空气量会如何影响所得烟草薄片的加工耐受性。因此，为了制得具有不同参数和组分所允许的最好质量和最好加工耐受性的薄片，宜在制造复原烟草薄片时进行这些测定。
除去淤浆所含的空气之后，便可将该基本上不含空气的淤浆流延到任何支承装置上，例如流延到不锈钢带上。流延后淤浆的干燥温度约在95～370℃(200～700°F)范围内，不过最好为100～315℃(212～600°F)左右。不锈钢带的移动速度约为30～150m/min(100～500英尺/分)，不过典型的速度约为120m/min(400英尺/分)。流延后，即可将薄片干燥，以除去淤浆中所用的含水介质。可用任何常规方法使刚复原的淤浆干燥，以形成复原烟草薄片，不过最好用燃烧煤气的干燥器或蒸汽加热带。
由于本说明书中所述的烟草淤浆具有较高的固体总含量，因此淤浆中含水介质的用量减少。这样本发明的复原烟草薄片可以更快的速度干燥。薄片应干燥到约14～18%OV的程度，最好到约16%OV的程度。薄片最好是在干燥到约25～40%OV时从带上取下。
取下薄片后，用约10%柠檬酸处理钢带以使留在带上的沉积物加溶。用一移动方向与带的运动方向相反的刷子使这些沉积物(经柠檬酸处理后已成为变软的薄膜)变得疏松，然后可用水将其从带上冲洗掉。将带擦干，并用剥离剂(例如卵磷脂)处理，以便接着使用和便于以后取下薄片。
本发明的复原烟草薄片从不锈钢带上取下之后，可用切割装置切成约50～150mm(2～6英寸)见方的方片。任何切割装置均可使用，不过最好是使用锯齿形切割器。方片的大小最好为约100mm(4英寸)见方，这样在制备烟草填充料之前易于与切好的整叶烟草共混。
如下面的表6所示，用本发明的方法制得的复原烟草薄片的特性远远胜过用常规方法制得的复原烟草薄片(后者也在表6中列出以资对照)，对所选的四种烟草粒度制成的薄片的对比结果都是这样。
在表6所示每一种选定粒度的情况下，都用同一种淤浆制备对照薄片和试验薄片，所不同的是在流延试验薄片之前将淤浆抽真空(真空度为380mm(15英寸)汞柱)以除去空气。由于在试验室中仿制淤浆有许多困难，因此由特定的试验薄片获得的数据只用于与其对照薄片相比，而不能与其他试验获得的数据相比。
用本说明书所述的方法生成的复原烟草薄片可以单独使用，也可以与整叶烟草一起使用以产生适用于纸烟和其他烟制品的填充料。与这些复原烟草薄片一起使用的整叶烟草可以是上面所述那些品种的烟草。本发明的方法可用于制造基本上仅由上述品种烟草中的一种烟草组成的复原烟草薄片，也可用于制造由上述品种烟草任意组合而成的复原烟草薄片。
虽然本发明的公开内容涉及用复原烟草制成的薄片，但本发明也可包括复原烟草管、薄片、条等，可以是连续的或指定的形式。同样，任何这些复原烟草结构都便于用适当的方法制成烟草填充料。此外，本发明还预期，以技术上熟知的其他可燃材料(包括各种天然的或栽培的带叶植物)为基础的烟用组合物同样可以单独地或与烟草一起用本发明的方法制成这里所述的同样结构。
本发明也预期其他带叶植物的粉末粒子也可得益于这里所述的方法，用于制造包含这些叶子的粉末的复原薄片或其他结构，其用途不一定涉及烟用制品的燃烧过程。
提供以下实施例的目的是为了进行说明，而决不是要限制本发明的范围。
实施例实施例1(试验37)在一Waring混合器中制备烟草粒子淤浆，所用烟草粒子中至少有95%(重)粒子通过120筛网，制得的淤浆的固体总含量为17%，制备时在每100份120筛目烟草末中加入约10份柑桔果胶、约7份丙二醇和约3.7份甘油，在足量的水中制成约25%果胶分散液。
制得淤浆后，用真空泵将淤浆抽真空(真空度约为380mm(15英寸)汞柱)达2分钟左右，以脱除由于Waring混合器的高剪切混合和其他原因而被夹带在淤浆中的空气。
然后不经熟化即将该淤浆转移到一流延箱中，并在一干净的不锈钢盘上流延成薄片。该盘预先要用卵磷脂处理，以便于将薄片从盘上取下。新流延出来的薄片在从盘上刮下之前，要置于蒸气浴上干燥约3～4分钟。
经测定试验OV约为14.1%。该复原烟草薄片的薄片重量约为130g/m2(12.0克/平方英尺)，薄片厚度约为0.22mm(8.7密耳)，薄片密度约为0.58克/立方厘米。
通过将淤浆抽真空，使一般在这种薄片常见的凹坑大大减少。薄片的物理性能测定结果如下拉伸强度为540N/M(1.4千克/英寸)，TEA×103为16MN/m3(27.0千克/英寸/平方英寸)，延伸率为1.9%。
实施例2(试验64)为了评定和比较实施例1中制得的薄片的质量，用与实施例1所述相同的组分在Waring混合器中制得固体总含量约为17%的烟草淤浆。但是对于这个薄片来说，淤浆在流延前不抽真空。试验OV的测定结果为14.8%左右。该复原烟草薄片的物理特性如下薄片重量为180g/m2(17.0克/平方英尺)，薄片厚度为0.33mm(12.8密耳)，薄片密度为0.56克/立方厘米。
该复原烟草薄片的物理性质的测定结果如下拉伸强度为413N/M(1.07千克/英寸);TEA×103为9.81MN/m3(16.4千克/英寸/平方英寸)，延伸率为1.8%。
实施例3(试验38)在一Waring混合器中制备一种烟草淤浆，包括在水中每100份400筛目烟草中加入约10份柑桔果胶、约3.7份甘油和约7份丙二醇。该淤浆的固体总含量经测定为约18%，在足量的水中制成约25%果胶分散液。
为了脱除夹带在淤浆中的空气，将该淤浆抽真空(真空度约为380mm(15英寸汞柱)达2分钟左右。然后按上面实施例1所述将淤浆流延和干燥。试验OV经测定约为15.3%。制成的薄片的物理特性如下薄片重量为153g/m2(14.2克/平方英尺)，薄片厚度为0.14mm(5.4密耳)，薄片密度为1.16克/立方厘米。
使用粒度约为400筛目的烟草粒子，制得了物理性质更好的薄片。薄片的物理性质测定结果如下拉伸强度为726N/m(1.88千克/英寸)，TEA×103为37.5MN/m3(62.7千克/英寸/平方英寸)，延伸率为3.6%。
实施例4(试验67)在Waring混合器中制备一种包含与上面的实施例3中所述相同的组分且各组分之间的比例也与实施例3大致相同的烟草淤浆。该淤浆的固体总含量约为19%。虽然淤浆流延和干燥与实施例1所述相同，但淤浆在流延前未抽真空。
试验OV的测定结果为14.4%。该复原烟草薄片的物理特性的测定结果如下薄片重量为142g/m2(13.2克/平方英尺)，薄片厚度为0.14mm(5.7密耳)，薄片密度为0.98克/立方厘米。
由于未抽真空，薄片的加工耐受性这一物理性质明显地降低。未抽真空而形成的薄片的特性如下拉伸强度为(730N/M1.9千克/英寸)，TEA×103为22.3MN/m3(37.3千克/英寸/平方英寸)，延伸率为2.1%。
尽管结合优选的实施方案对本发明作了具体的介绍，但熟悉本专业的人都会理解，还可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下在形式和细节方面有各种不同的变化。
权利要求
1.一种制造复原烟草薄片的方法，该方法包括以下步骤(a)制备一种包含平均粒度为约60～400筛目的烟草末、粘合剂和含水介质的淤浆；(b)将该淤浆流延到一支承装置上；(c)使流延的淤浆干燥以形成复原烟草薄片；以及(d)将复原烟草薄片从支承装置上取下。
2.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(a)的淤浆还包含一种保湿剂。
3.按照权利要求2所述的方法，其中保湿剂系选自甘油、丙二醇或二者的任何组合。
4.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(a)的淤浆还包含一种烟草防腐剂。
5.按照权利要求4所述的方法，其中烟草防腐剂系选自丙酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐或山犁酸钾中的至少一种。
6.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中在步骤(b)之前除去含在淤浆中的空气。
7.按照权利要求6所述的方法，其中用施加真空的方法除去含在淤浆中的空气。
8.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中在步骤(b)之前，将粘合剂加热到约25℃(80°F)-85℃(180°F)。
9.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中烟草末是由烟草梗和烟草叶组成。
10.按照权利要求1所述的方法，其中烟草末包含选自下列品种的烟草的粒子烤烟，土耳其烟，马里兰烟，白肋烟，弗吉尼亚烤烟或东方烟。
11.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中烟草末的平均粒度约为120～200筛目。
12.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中粘合剂是果胶。
13.按照权利要求12所述的方法，其中步骤(a)的淤浆还包含一种果胶释放剂。
14.按照权利要求13所述的方法，其中果胶释放剂为磷酸氢二铵和氨。
15.按照权利要求12，13，14所述的方法，其中在步骤(a)中制得的淤浆的pH约为9。
16.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中粘合剂为瓜耳树胶。
17.按照权利要求16所述的方法，其中在步骤(a)中制得的淤浆的pH为5-6。
18.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中粘合剂至少为下列各物质的一种水果果胶、柑桔果胶、烟草果胶、羟乙基瓜耳树胶、羟丙基瓜耳树胶、羟乙基刺槐豆胶、羟丙基刺槐豆胶、藻酸盐、淀粉、改性淀粉、衍生淀粉、甲基纤维素、乙基纤维素、乙基羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、罗望子胶、葡聚糖、pullalon、魔芋粉、或黄原胶。
19.按照前面任何一项权利要求所述的方法，还包括在步骤(b)之前将淤浆熟化1/4～3小时的步骤。
20.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中烟草末是用干磨法制得的。
21.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中含水介质为水。
22.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中在步骤(a)中制得的淤浆的固体总含量约为17～25%。
23.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中在步骤(a)中制得的淤浆的固体总含量约为17%。
24.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(a)还包括把淤浆送进一个高剪切混合装置中。
25.按照前面任何一项权利要求所术的方法，其中支承装置为不锈钢带。
26.按照前面任何一项权利要求所述的方法，还包括在步骤(d)之后用约10%柠檬酸溶液处理支承装置的步骤。
27.按照前面任何一项权利要求所述的方法，还包括在步骤(b)之前增加用脱模剂处理支承装置的步骤。
28.按照权利要求27所述的方法，其中剥离剂为卵磷脂。
29.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(c)是用一空气干燥装置来实现的。
30.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(c)是用一蒸汽干燥装置来实现的。
31.按照前面任何一项权利要求所述的方法，其中步骤(a)是用间歇法来实现的。
32.按照权利要求1-30任何一项所术的方法，其中步骤(a)是用连续法来实现的。
33.一种按照前面任何一项权利要求制得的复原烟草薄片。
34.一种含有按照权利要求33的方法制得的复原烟草薄片的烟制品。
35.一种用于测定烟草淤浆中夹带的空气量的装置，该装置包括一种接受烟草淤浆试样和液体介质的容器;和一种用以将烟草淤浆与液体介质混合的装置，其中烟草淤浆-液体介质在装置中的体积可以在烟草淤浆与液体介质混合之前和混合之后确定。
36.按照权利要求35所述的装置，其中该容器保持烟草淤浆的下部和标有刻度的细长上部，用来测定烟草淤浆和液体介质体积的。
37.一种测定烟草淤浆中夹带的空气量的方法，该方法包括(a)将已知质量的烟草淤浆装入一容器中;(b)使该淤浆与一些含水介质接触;(c)测量容器中的烟草淤浆-含水介质溶液的容积，并记录最初容积读数;(d)将烟草淤浆与含水介质混合以生成烟草淤浆-含水介质溶液;(e)使烟草淤浆-含水介质溶液趋于平衡;(f)测量混合后的烟草淤浆-含水介质溶液的容积并记录最终容积读数;和(g)按照下面的公式计算烟草淤浆中夹带的空气量(最初容积读数-最终容积读数)/(烟草淤浆质量)
全文摘要
本发明介绍了由烟草末和粘合剂制得的复原烟草薄片。更具体地说，该烟草末的平均粒度在约60筛目至约400筛目的范围之内，使复原烟草薄片的烟草含量达到约80～90％，并改善了质量和加工耐受性，降低烟草末粒度能在不提高淤浆粘度的情况下使淤浆的固体含量提高，这样就减少了流延薄片的干燥工作量，从而提高生产率。该复原烟草薄片可由含有烟草末和粘合剂的淤浆制得，淤浆在流延成薄片之前可用一装置处理以除去淤浆中夹带的空气。本发明还介绍了一种用于测定按照本发明方法制得的淤浆所夹带的空气量的装置。
文档编号A24D1/02GK1077359SQ9310305
公开日1993年10月20日 申请日期1993年4月9日 优先权日1992年4月9日
发明者G·格拉特利, G·克里茨斯, S·E·雷恩 申请人:菲利普莫里斯生产公司