DE3782384T2

DE3782384T2 - Auftragung eines fluessigen schaumzusatzes auf eine tabakfuellung.

Info

Publication number: DE3782384T2
Application number: DE8787307395T
Authority: DE
Inventors: Douglas E Albertson; Lewis A Haws; Gus D Keritsis; Jose G Nepomuceno
Original assignee: Philip Morris Products SA
Current assignee: Philip Morris Products SA
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1987-08-21
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2007-08-22
Also published as: EP0259071A2; EP0259071A3; ES2035073T3; DE3782384D1; CA1286940C; ATE81752T1; GR3006551T3; CN1013169B; BR8704444A; CN87105867A; EP0259071B1; AU7766587A; AU596210B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten von Tabak und insbesondere befaßt sie sich mit dem Aufbringen eines flüssigen Schaumzusatzes auf den Tabak während der Zigarettenherstellung.
In unserer Europäischen Patentanmeldung No. 85305139.9, veröffentlicht am 26. Februar 1986 unter der Nummer 0172654 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein flüssiger Schaumzusatz auf den Tabak während der Herstellung von Zigaretten entweder im Trichter der Zigarettenherstellungsmaschine - insbesondere am Bandführungsteil des Trichters - oder bei der Ablage des Tabaks auf dem sich bewegenden Zusatzband oder zwischen der Zurichteinrichtung und der kurzen Zunge oder an der kurzen Zunge aufgebracht wird. Es ist auch angegeben, daß der flüssige Schaumzusatz in den Tabakstab einer fertiggestellten Zigarette dadurch eingebracht werden könnte, daß er durch das Ende des Tabakstabes unter Verwendung einer Nadel eingespritzt wird.
Da das Zusatzmaterial in Form eines Schaumes aufgebracht wurde, kann eine kleinere Menge gleichmäßiger auf einer großen Tabakmenge aufgebracht werden. Ferner braucht weniger Flüssigkeit oder Lösungsmittel im Vergleich zu den bisherigen Verfahrensweisen zum Aufbringen von Zusatzmaterialien eingesetzt zu werden.
Jedoch kann selbst eine kleine Flüssigkeitsmenge bei der Anwendung des flüssigen Schaumzusatzes die Hülle der fertiggestellten Zigarette hergestellt aus der behandelten Tabakfüllung, verschmutzen bzw. mit Flecken versehen. Wenn ferner der flüssige Schaumzusatz ein Bindemittel ist, und dazu bestimmt ist, die Festigkeit der fertiggestellten Zigarette größer zu machen, kann die vollständige Wirkung des Bindemittels zur Vergrößerung der Festigkeit nicht genutzt werden, wenn die Füllung zur Herstellung der Zigarette komprimiert wird, bevor der Schaum abgebunden hat.
Es ist erwünscht, einen flüssigen Schaumzusatz, welcher der Tabakfüllung in einer Zigarettenherstellungsmaschine zugegeben wird, zu trocknen und abzubinden, wobei das Trocknen und Abbinden vor dem Einbringen der Füllung in eine fertiggestellte Zigarette erfolgen sollten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Möglichkeit zum Trocknen und Abbinden eines flüssigen Schaumzusatzes, welcher der Tabakfüllung in einer Zigarettenmaschine zugegeben wurde, in einer solchen Weise zu schaffen, daß das Trocknen und Abbinden vor dem Einbringen der Füllung in eine fertiggestellte Zigarette erfolgen.
Nach der Erfindung wird hierzu eine Vorrichtung zur Herstellung von Zigaretten bereitgestellt, welche eine Zigarettenherstellungsmaschine aufweist, die eine Einrichtung zum Bereitstellen eines sich bewegenden Tabakstroms, einen Einlaßtrichter zur Aufnahme von geschnittener Tabakfüllung, einen Zurichtabschnitt und eine Zusatzeinrichtung, ein bewegliches Zusatz band und eine kurze Zunge zur Formung der Füllung zu einem Zigarettenstab hat. Die Vorrichtung weist auch eine Einrichtung zum Erzeugen eines flüssigen Schaumzusatzes, eine Einrichtung zum Aufbringen des flüssigen Schaumzusatzes auf den sich bewegenden Tabakstrom und eine Einrichtung zum Trocknen und Abbinden des Tabakstroms auf, welcher mit dem flüssigen Schaumzusatz durchsetzt ist.
Ein Zigarettenherstellungsverfahren nach der Erfindung weist das Bereitstellen eines sich bewegenden Tabakstroms, das Erzeugen eines flüssigen Schaumzusatzes, das Aufbringen des flüssigen Schaumzusatzes auf den sich bewegenden Tabakstrom und das Trocknen und Abbinden des Tabakstroms auf, nachdem der aufgebrachte, flüssige Schaumzusatz den Tabak durchsetzt hat und bevor die Füllung in eine fertig gestellte Zigarette eingebracht wird.
Die vorliegende Erfindung umfaßt das Behandeln der Tabakfüllung mit einem Aromastoff oder einem anderen Material, welche in Form eines flüssigen Schaumzusatzes aufgebracht werden. Wenn man einen flüssigen Schaumzusatz einsetzt, kann die Füllung infolge der außergewöhnlichen Durchsetzungsfähigkeit des Schaumes sorgfältig getränkt werden. Die geringe Dichte des Schaums ermöglicht es auch, daß die Materialien in einer so ausreichenden Menge aufgebracht werden können, daß die Füllung ohne eine Verschmutzung der Zigarettenhülle durchsetzt werden kann. Der flüssige Zusatzschaum kann der Füllung entweder im Trichter einer Zigarettenherstellungsmaschine zugegeben werden, bevor der Tabak das Vakuumband verläßt, wenn der Tabak von dem Vakuumband herabfällt, wie beispielsweise an der kurzen Zunge, oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle zugegeben werden, bevor der Tabakstab in einer Hülle eingeschlossen wird. Wenn der flüssige Schaumzusatz vor der kurzen Zunge aufgebracht wird, kann die behandelte Füllung durch das Einwirken von Heißluft, die Luft mit Umgebungstemperatur, Luft mit Umgebungstemperatur und verminderter Feuchtigkeit oder einer Mikrowellenbestrahlung getrocknet und abgebunden werden. Der flüssige Schaumzusatz kann auch auf die Tabakfüllung aufgebracht werden, bevor die Füllung zu einer Zigarettenherstellungsmaschine transportiert wird.
Die vorstehend genannten und weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in welcher gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht eines Trichterteils einer Zigarettenherstellungsmaschine, welche zum Trocknen und Abbinden des aufgebrachten flüssigen Schaumzusatzes modifiziert ist,
Fig. 2 eine Vertikalschnittansicht des Trichterteils einer Zigarettenherstellungsmaschine, welches auf eine zweite Weise zum Trocknen und Abbinden des aufgebrachten flüssigen Schaumzusatzes modifiziert ist,
Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht des Trichterteils einer Zigarettenherstellungsmaschine, welches auf eine dritte Weise zum Trocknen und Abbinden des aufgebrachten flüssigen Schaumzusatzes modifiziert ist,
Fig. 4 eine Vertikalschnittansicht des Zurichtteils einer Zigarettenherstellungsmaschine, welches zum Trocknen und Abbinden des aufgebrachten flüssigen Schaumzusatzes modifiziert ist, und
Fig. 5 eine Ausführungsvariante von Fig. 4.
Nach der Zugabe des Schaummaterials zu der Tabakfüllung, wie dies in unserer Europäischen Patentanmeldung No. 0172654 beschrieben ist, welche eingangs erwähnt wurde, wird in bevorzugter Weise der Schaum getrocknet und abgebunden, indem die darin enthaltene Flüssigkeit oder das darin enthaltene Lösungsmittel verdampft wird. Wie vorstehend angegeben ist, vermindert das Trocknen die Verschmutzung der Zigarettenhülle, welche selbst durch eine kleine Flüssigkeitsmenge oder Lösungsmittelmenge in dem Schaum verursacht werden könnte. Wenn zusätzlich ein spezieller, abschließender Feuchtigkeitswert erwünscht ist, ermöglicht das Trocknen die Zugabe einer größeren Zusatzmenge, und man kann den gleichen abschließenden Feuchtigkeitswert erzielen. Das Abbinden des Schaumes optimiert sein Vermögen zur Verbesserung der Festigkeit.
Bei den Ausführungsformen in den Fig. 1 und 2 wird konditionierte, zugeführte Luft genutzt, um das Schaummaterial zu trocknen und abzubinden. Die konditionierte Luft wird auf eine geeignete Temperatur zum Trocknen und Abbinden des jeweiligen, zuzugebenden Schaummaterials erwärmt und wird angefeuchtet, um ein zu starkes Austrocknen oder Rösten der Tabakfüllung zu vermeiden. Alternativ kann die konditionierte Luft Luft von Umgebungstemperatur, bei Umgebungsfeuchtigkeit oder verminderter Feuchtigkeit sein.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erfolgen das Trocknen und Abbinden im Trichter 10 einer Zigarettenherstellungsmaschine, wie dies in Fig. 1 der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0172654 gezeigt ist.
Tabak wird von dem Trichter 10 auf ein perforiertes Vakuumband 12 geblasen, welches mittels Walzen 14 und 16 angetrieben wird, um den Tabak zu der Zurichteinrichtung oder einer Teilschaufeleinrichtung 18 zu befördern. Eine Schaumerzeugungseinrichtung 50 leitet den haftenden Schaumzusatz über eine Leitung 51 einer Düse 58 zu, welche das Haftmittel parallel zum Band 12 einbringt.
Die Zigarettenherstellungsmaschine umfaßt normalerweise ein Gebläse 120, welches Luft über eine Leitung 121 dem Trichter 10 zuleitet, um die Tabakfüllung zu befördern. Die Luft wird über eine Sammelleitung 122 abgezogen und über eine Leitung 123 wieder dem Gebläse 120 zugeleitet. Wenn man in der Leitung 123 eine Konditioniereinrichtung 124 zwischenschaltet, kann der Luftstrom im Trichter 10 erwärmt und auf geeignete Werte angefeuchtet oder auf eine andere Weise konditioniert werden, und dann kann ein Teil der konditionierten Luft auf die Tabakfüllung gerichtet werden, welche vom Vakuumband 10 stromab von der Schaumauftragsdüse 58 gehalten wird. Der Luftstrom im Trichter 10 ist mit Pfeilen A verdeutlicht.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das Vakuumband 12' über die Zurichteinrichtung 18 hinweg, läuft über Walzen 14', 16, und das Zusatzband 22 (welches in der Europäischen Patentanmeldung 0 172 654 gezeigt ist) beginnt nicht vor dem Ende des Vakuumbands 12'. Eine Luftzufuhr 130 für Luft, welche auf die vorstehend beschriebene Weise konditioniert ist, stellt einen Luftstrom zum Trocknen und Abbinden des Schaummaterials zwischen der Zurichteinrichtung 18 und dem Zusatzband 22 bereit. Die Luftzufuhr 130 kann von einem Gebläse 120 aus erfolgen oder es kann eine gesonderte Zufuhr vorhanden sein.
Die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2, welche darauf beruhen, daß mittels erwärmter oder konditionierter Luft das Trocknen und Abbinden des Schaummaterials erfolgen, können dazu führen, daß die äußeren Lagen der Masse der Tabakfüllung, welche der Luft ausgesetzt sind, in geeigneter Weise getrocknet und abgebunden werden, aber selbst bei dem Einsatz einer Luft mit einem konditionierten relativen Feuchtigkeitswert kann ein zu starkes Trocknen oder Rösten von jenen äußeren Lagen erfolgen, wenn die Behandlung fortgesetzt wird, bis das Innere der Masse ebenfalls getrocknet und abgebunden ist. Dies resultiert insbesondere aus der Tendenz des Schaummaterials, sich im nassen Zustand an den Kreuzungspunkten zwischen den Tabakstreifen im Innern der Masse der Tabakfüllung zu sammeln. Daher wird bei den bevorzugten Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 das der Tabakfüllung zugegebene Schaummaterial dadurch getrocknet und abgebunden, daß sie einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, welche die Feuchtigkeit im Schaummaterial innerhalb der Tabakmasse im wesentlichen gleichzeitig mit dem Erreichen und Erwärmen der Feuchtigkeit im Schaummaterial in den äußeren Lagen der Tabakmasse erreicht und erwärmt.
Wie in Fig. 2 erstreckt sich das Vakuumband 12' bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 3 über die Zurichteinrichtung 18 hinaus, läuft über Walzen 14', 16, und das Zusatzband 22 (nicht gezeigt) beginnt nicht vor dem Ende des Vakuumbandes 12'. Der Abschnitt des Vakuumbandes 12' zwischen der Zurichteinrichtung 18 und dem Zusatzband 22 geht durch einen Mikrowellenhohlraum 140, so daß die das nasse Schaummaterial enthaltende Tabakfüllung der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, wenn diese durch den Hohlraum 140 geht und hierdurch das Schaummaterial getrocknet und abgebunden wird. Die Energie der Mikrowellenstrahlung wird basierend auf der Geschwindigkeit des Vakuumbandes 12' und der zur adäquaten Trocknung und Abbindung des Schaummaterials erforderlichen Gesamtenergiemenge vorgegeben. Wenn beispielsweise eine Energie von 8 Watt-Sekunden erforderlich ist und das Band 12' sich mit einer Geschwindigkeit von 400 Feet pro Minute bewegt, und wenn der Mikrowellenhohlraum 140 eine Länge von 0,4 Feet hat, so daß der Tabak den Hohlraum 140 in 0,06 Sekunden durchläuft, sollte die Energie auf 8000 Watt eingestellt sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 4 wird eine weitere Methode zum Aufbringen von Schaummaterial auf den Tabak eingesetzt. Eine Teilschaufel 63 dreht sich in die dargestellte Richtung mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Lineargeschwindigkeit des äußeren Randes der Schaufel 63 größer oder gleich der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Tabaks auf dem Band 12 ist. Die Schaufel 63 öffnet den sich bewegenden Tabakstrom zur Aufbringung des Schaummaterials in das Innere des Tabakbetts, ausgehend von einer Erzeugungseinrichtung 50 über eine Düse 58.
Ein Zusatzband 22, welches über eine leerlaufende Walze 24d läuft, transportiert den Tabak unter eine kurze Zunge 30, welche einen Preßfuß 32 aufweist, welcher an einem Arm 34 angebracht ist. Der Preßfuß hat einen Längskanal mit einer halbzylindrischen Gestalt, welcher mit einer Zusatzeinrichtung (nicht gezeigt) zusammenarbeitet, um den Tabak zu einem zylindrischen Stab zu formen. Ein Zigarettenpapier 26 wird dem Zusatzband 22 zugeführt, um um den geformten Stab gewickelt zu werden. Der Mikrowellenhohlraum 40 ist um das Zusatzband 22 nach dem Ende des Vakuumbands 12 und vor der kurzen Zunge 30 angeordnet.
Die Energiegröße und die Länge des Mikrowellenhohlraums 140 werden in diesem Fall, basierend auf der Geschwindigkeit des Zusatzbandes 22, anstelle jener des Vakuumbandes bestimmt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 4, bei welcher der Tabak durch den Mikrowellenhohlraum 140 geht, bevor er zu dem Zusatzband 22 abgegeben wird. Dies kann von Vorteil sein, wenn die kurze Zeitdauer, während der der feuchte Tabak auf dem Zigarettenpapier 26 in der Vorrichtung nach Fig. 4 ruht, zu Fleckenbildungen führt. Auch wird hierbei vermieden, daß das Zigarettenpapier durch den Mikrowellenhohlraum geht. Der von dem Vakuumband 12 herabfallende Tabak wird von einem Band 160 aufgenommen, welches um Walzen 161 und 162 läuft und wird durch den Hohlraum 140 auf das Band 160 gefördert. Er wird dann zu dem Zusatzband 22 stromab von dem Hohlraum 140 übergeben.
Da es erwünscht ist, daß die zum Trocknen und Abbinden des Schaummaterials eingesetzte Mikrowellenenergie so effizient wie möglich genutzt wird und eine Beschädigung des Mikrowellenhohlraums 140 vermieden wird, sollten die bevorzugten Ausführungsformen nach den Fig. 3, 4 und 5 derart ausgelegt sein, daß nur mikrowellenkompatible Materialien durch den Mikrowellenhohlraum 140 gehen. Unter mikrowellenkompatibel ist mikrowellendurchlässiges Material, d. h. weder mikrowellenabsorbierendes noch mikrowellenreflektierendes Material zu verstehen. Die Verwendung von mikrowellenabsorbierenden Materialien würde zu einer Energievergeudung führen, da Energie, die zum Trocknen und Abbinden des Schaummaterials genutzt werden könnte, von anderen Materialien im Hohlraum absorbiert wird. Die Verwendung von mikrowellenreflektierenden Materialien, insbesondere Metallen, würde zu inneren Reflexionen der Mikrowellenenergie im Hohlraum 140 führen, wodurch der Hohlraum beschädigt werden könnte.
Insbesondere sollte bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 3 das Vakuumband 12 nichtmetallisch sein. Zusätzlich sollte wenigstens jener Teil der Bandführung 62 (in Fig. 3 nicht gezeigt), welcher durch den Hohlraum 140 geht, ebenfalls nichtmetallisch sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 4 sollten das Zusatzband 22 und wenigstens jener Teil der Zusatzeinrichtung 20 (in Fig. 4 nicht gezeigt), welcher durch den Hohlraum 140 geht, nichtmetallisch sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 5 sollte das Band 160 nichtmetallisch sein. Bei allen diesen drei bevorzugten Ausführungsformen ist das eingesetzte nichtmetallische Material vorzugsweise auch mikrowellendurchlässig (nichtabsorbierend).

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen von Zigaretten, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Zigarettenherstellungsmaschine, welche eine Einrichtung zur Bereitstellung eines sich bewegenden Tabakstroms hat, wobei die Herstellungsmaschine einen Einlaßtrichter (10) zur Aufnahme von geschnittener Tabakfüllung, einen Zurichtabschnitt (18) und eine Zusatzeinrichtung, ein bewegliches Zusatzband (22) und eine kurze Zunge (30) zur Formung der Füllung zu einem Zigarettenstab umfaßt;

eine Einrichtung (50) zum Erzeugen eines flüssigen Schaumzusatzes; und

eine Einrichtung (58) zum Aufbringen des flüssigen Schaumzusatzes auf den sich bewegenden Tabakstrom, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (120, 130) zum Trocknen und Abbinden des Tabakstroms, welcher mit dem flüssigen Schaumzusatz durchsetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Trocken- und Abbindeeinrichtung eine Einrichtung (130, 140) zum Erwärmen des aufgebrachten flüssigen Schaumzusatzes aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Heizeinrichtung eine Einrichtung (30) zum Kontaktieren der Füllung und des aufgebrachten, flüssigen Schaumzusatzes mit einem erwärmten Fluid aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Fluid Luft ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Heizeinrichtung eine Einrichtung (140) aufweist, in welcher die Füllung und der aufgebrachte, flüssige Schaumzusatz einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird.

6. Verfahren zum Herstellen von Zigaretten, wobei das Verfahren aufweist:

Bereitstellen eines sich bewegenden Tabakstroms,

Erzeugen eines flüssigen Schaumzusatzes, und

Aufbringen des flüssigen Schaumzusatzes auf den sich bewegenden Tabakstrom,

gekennzeichnet durch

Trocknen und Abbinden des Tabakstroms, nachdem der aufgebrachte, flüssige Schaumzusatz den Tabak durchsetzt hat und bevor die Füllung in eine fertiggestellte Zigarette eingebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt zum Trocknen und Abbinden das Erwärmen des aufgebrachten, flüssigen Schaumzusatzes aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Erwärmungsschritt aufweist, daß die Füllung und der aufgebrachte, flüssige Schaumzusatz mit erwärmtem Fluid kontaktiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Kontaktierungsschritt aufweist, daß die Füllung und der aufgebrachte, flüssige Schaumzusatz mit erwärmter Luft kontaktiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Erwärmungsschritt aufweist, daß die Füllung und der aufgebrachte, flüssige Schaumzusatz einer Mikrowellenbestrahlung ausgesetzt wird.