JP5531157B2

JP5531157B2 - 中骨刻の製造方法、中骨刻の製造装置および中骨刻

Info

Publication number: JP5531157B2
Application number: JP2013506926A
Authority: JP
Inventors: 学西村; 進阿部; 聡田口
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: CN103561594A; CN103561594B; RU2013148007A; US20160295908A1; EP2692248A4; US20140020695A1; WO2012131918A1; RU2547298C1; US10426189B2; EP2692248A1; JPWO2012131918A1

Description

本発明は、中骨刻の製造方法、中骨刻の製造装置および中骨刻に関する。

棒中骨は、たばこ葉から分離され、内部組織とこの内部組織表面に存在する外皮とを有する。棒中骨は、たばこ葉の２０〜３０重量％を占める。棒中骨の刻（中骨刻）は、たばこ原料の有効利用等を目的として中骨を取り除いたたばこ葉の除骨刻と共にたばこ刻に利用されている。中骨刻は、一般に棒中骨原料を圧展、裁刻して得られる。この中骨刻は、膨嵩性および燃焼性を高め、かつ喫味の緩和化のためにさらに乾燥による膨化処理が施される。

従来の中骨刻の製造方法は、最初に、棒中骨原料を圧展処理により厚さを薄くし、その後裁刻処理を施す。圧展処理は、裁刻機の駒口における棒中骨原料の疎密を軽減させ、裁刻機による裁刻を容易にする。次いで、裁刻した棒中骨原料を調湿した後、乾燥する膨化処理により所定の膨嵩性を有する中骨刻を製造する。

また、"PROCESS FOR MANUFACTURE OF TOBACCO RIB CUT HAVING AN IMPROVED FILLING CAPACITY" Nov. 17, 1981には、湿潤棒中骨原料の圧展処理後、裁刻処理前に少なくとも１回、軸方向に水平裁断を実施することが記載されている。この裁断により棒中骨原料の長さおよび厚さが均一になる。その上、繊維の破壊は最小限に留めることが可能になる。さらに裁断後の棒中骨原料を裁刻、膨化処理することにより膨嵩性を増大することが可能になる。

しかしながら、前者の方法では棒中骨原料の厚さを薄くすることは限界がある。また、圧展処理は棒中骨原料を単に潰すだけで、依然として表面に硬い表皮に覆われている。その結果、圧展後に裁刻、膨化処理を施しても膨嵩性の高い中骨刻を得ることが困難である。また、膨化後の中骨刻はたばこ刻に用いられる除骨刻に比べて幅が広くなる。

また、後者の方法では棒中骨原料が湾曲したり、または長さが長い（例えば２０ｃｍを超す長さ）ものがあったりするため、棒中骨原料を軸方向に連続的に裁断することは実用的ではない。

本発明は、膨嵩性を増大した中骨刻を提供することを目的とする。

本発明は、膨嵩性を増大した中骨刻を容易に製造することが可能な方法を提供する。

本発明は、膨嵩性を増大した中骨刻を製造することが可能な簡易な構造を有する装置を提供する。

本発明の第１側面によると、外皮が表面の一部に存在する内部組織に由来する海綿状繊維組織と、前記外皮を除く前記海綿状繊維組織の表面の少なくとも一部に形成された毛羽立った繊維とを有する中骨刻が提供される。

本発明の第２側面によると、水分量が２０〜５０重量％の棒中骨原料を引裂く工程と、
前記引裂いた棒中骨原料を裁刻する工程と、
裁刻した棒中骨原料を膨化処理する工程と
を含む中骨刻の製造方法が提供される。

本発明の第３側面によると、外周面が一定の隙間をあけて互に対向し、かつ軸が互に水平または略水平方向に並ぶように配列される、送り方向に回転する第１、第２のローラであって、前記第１ローラは前記第２ローラに比べて速い周速度で回転する；
前記第１、第２のローラ間に水分量が２０〜５０重量％の棒中骨原料を上方から供給するための原料供給器；
前記第１、第２のローラから送り出された棒中骨原料を裁刻する裁刻機；および
前記裁刻した棒中骨原料を膨化するように構成された膨化手段；
を具備する中骨刻の製造装置が提供される。

ここで、第１、第２のローラ間の「隙間」とは第１、第２のローラの外周面が平滑化であるか、または外周面にその軸方向に沿って複数の溝を形成しているかいずれかの場合、外周面間の距離を意味する。また、第１、第２のローラが外周面にその軸方向に沿って複数の歯を形成する場合、第１、第２のローラの歯の山間の距離が前記「隙間」を意味する。

図１は、実施形態に係る中骨刻を示す概略斜視図である図２は、実施形態に係る中骨刻の製造における引裂き工程後の棒中骨原料を示す概略斜視図である。図３は、実施形態に係る中骨刻の製造装置を示す概略図である。図４は、実施形態に係る中骨刻の製造装置に用いる第１、第２ローラの他の態様を示す部分切欠正面図である。図５は、実施例１，２および比較例１で得られた中骨刻の膨嵩性を示す図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。

実施形態に係る中骨刻は、外皮が表面の一部に存在する内部組織に由来する海綿状繊維組織と、前記外皮を除く前記繊維組織の表面の少なくとも一部に形成された毛羽立った繊維とを有する。

具体的な中骨刻を図１に示す。中骨刻１は内部組織に由来する海綿状繊維組織２を備える。海綿状繊維組織２は、その一部、例えば湾曲した側面に外皮３が存在する。海綿状繊維組織２の表面の一部（例えば表面全体）には、毛羽立った繊維４が突出している。

実施形態に係る中骨刻は、水分量が３〜１５重量％であることが好ましい。

本発明者らは、棒中骨原料について種々の実験を行った結果、内部組織に由来する海綿状繊維組織を毛羽立たせることが中骨刻の膨嵩性を増大させるのに効果的であることを見出した。この理由は、紙に巻かれた刻が互に接触しつつ反発力を生じてシガレットとしての形態を維持しているため、刻同士および巻紙と刻が接触している点数を増加させれば、巻の硬さを保持しながら、シガレット中のたばこ原料を少なくできるものと考えられる。接触点数の増加は、前述のように木質系材料である棒中骨原料の海綿状繊維組織を毛羽立たせることによって達成できる。

次に、実施形態に係る中骨刻の製造方法を説明する。

（第１工程）
水分量が２０〜５０重量％の棒中骨原料を準備し、この棒中骨原料を引裂く。このとき、棒中骨原料の水分量と引裂き力との相互作用により既存の圧展処理に比べて棒中骨原料の厚さを薄くできる。同時に、棒中骨原料は内部組織表面の外皮が破断され、その破断外皮から内部組織が毛羽立って突出する。毛羽立ちは、内部組織の繊維である。

このような引裂き後の棒中骨原料を図２に示す。棒中骨原料１１は、外皮３が破断され、その破断部１２から内部組織の毛羽立った繊維４が突出している。

棒中骨原料の水分量を２０重量％未満にすると、棒中骨原料が粉砕されるおそれがある。一方、棒中骨原料の水分量が５０重量％を超えると、棒中骨原料の水分保持量の増大により柔軟性が増加して引裂きが困難になるおそれがある。棒中骨原料の水分量を２０〜５０重量％に調節することにより、引裂き性が増大して、前述した内部組織表面の外皮破断によって内部組織の毛羽立ちを助長する。より好ましい棒中骨原料の水分量は２５〜４０重量％である。

引裂き力は、５００ｋＰａ以上であることが好ましい。

（第２工程）
前記引裂いた棒中骨原料を裁刻処理する。このとき、引裂かれた棒中骨原料の厚さが薄いために、裁刻時の切損品およびハト目形状刻を低減できる。裁刻後の棒中骨原料（棒中骨原料刻）は細長く、たばこ刻に用いられる除骨刻に近い形状を有する。その上、裁刻後の棒中骨原料刻は外皮が表面の一部に存在する、内部組織に由来する海綿状繊維組織と、外皮を除く海綿状繊維組織の表面の少なくとも一部に形成された毛羽立った繊維とを有する。

なお、裁刻に先立って引裂いた棒中骨原料を調湿して、例えば水分量を２０〜５０重量％に調節することを許容する。

（第３工程）
前記棒中骨原料刻を例えば過熱水蒸気で乾燥して膨化処理する。このとき、棒中骨原料刻は前述のように外皮が表面の一部に存在する、内部組織に由来する海綿状繊維組織と、前記外皮を除く前記海綿状繊維組織の表面の少なくとも一部に形成された毛羽立った繊維とを有する。すなわち、棒中骨原料刻は表面全体を外皮で覆われず、表面の一部に外皮が存在し、内部組織に由来する繊維組織が露出している。このため、棒中骨原料刻は過熱水蒸気による乾燥で迅速かつ容易に膨張される。また、毛羽立った繊維と過熱水蒸気とにより棒中骨原料刻の膨張を促進できる。その結果、例えば前述した図１に示す形状を有する、膨嵩性を増大した中骨刻を製造できる。

なお、棒中骨原料刻の乾燥は過熱水蒸気流の代わりに加熱空気流を用いて行ってもよい。

また、棒中骨原料刻は膨化処理に先立って飽和水蒸気を用いる調湿または湿潤・膨潤の処理を施すことを許容する。この調湿または湿潤・膨潤の処理において、棒中骨原料刻は内部組織に由来する海綿状繊維組織が露出し、かつ繊維組織の表面の少なくとも一部に毛羽立った繊維が形成しているため、飽和水蒸気の浸透性が高く、均一に調湿または湿潤、膨潤される。その結果、湿潤棒中骨原料刻は前述した過熱水蒸気による乾燥において、良好かつ均一に膨張するため、より膨嵩性を増大した中骨刻を製造できる。調湿または湿潤・膨潤の処理は、棒中骨原料刻の水分量が１５〜５０重量％になるように行うことが好ましい。

次に、実施形態に係る中骨刻の製造装置を図３を参照して説明する。

第１、第２のローラ３１，３２は、互に同径、同長さで、中心にそれぞれ図示しないモータと連結して回転する駆動軸３３，３４が軸着されている。第１、第２のローラ３１，３２は、水平方向に並ぶように互に対向して配列されている。左側の第１ローラ３１は、時計回り方向、第２ローラ３２は反時計回り方向に回転される。つまり、第１、第２のローラ３１，３２は送り方向に回転される。第１、第２のローラ３１，３２は、複数の歯３５，３６が外周面にそれぞれ駆動軸３３，３４方向に沿って形成されている。複数の歯３５，３６は、所望の間隔をあけて配置されている。第１、第２のローラ３１，３２を図示しないモータで駆動軸３３，３４を回転させる際、第１ローラ３１は第２ローラ３２に比べて速い周速度で回転する。スクレッパ３７，３８は第１、第２のローラ３１，３２の下部付近に当接して配置され、第１、第２のローラ３１，３２に付着した切削屑、たばこ成分を取り除く。また、第１、第２のローラ３１，３２に水を噴射してスクレッパ３７，３８と一緒に第１、第２のローラ３１，３２に付着した切削屑、たばこ成分を洗い流してもよい。

原料供給器、例えば振動フィーダ３９は、第１、第２のローラ３１，３２の上方に配置されている。振動フィーダ３９の先端の底部には、第１、第２のローラ３１，３２間に水分量２０〜４０重量％の棒中骨原料を上方から供給するための排出口４０が形成されている。

第１コンベア４１は、第１、第２のローラ３１，３２の下方に配置され、第１、第２のローラ３１，３２から送り出された棒中骨原料を裁刻機４２内に搬送する。裁刻機４２は、公知もの、例えばロータリー式ドラムカッタを用いることができる。

裁刻機４２は、第２コンベア４３で膨化手段、例えば気流型乾燥機４４に連結されている。第２コンベア４３は、裁刻機４２からの裁刻した棒中骨原料（棒中骨原料刻）を気流型乾燥機４４に搬送する。

次に、前述した図３の中骨刻の製造装置による中骨刻の製造方法を説明する。

最初に、水分量が２０〜５０重量％の棒中骨原料を準備し、振動フィーダ３９から棒中骨原料５１を回転する第１、第２のローラ３１，３２間に供給する。第１ローラ３１は、第２ローラ３２に比べて速い周速度で回転するため、第１、第２のローラ３１，３２間を通過する棒中骨原料に対して大きな引裂き力が加わる。このため、棒中骨原料５１は引裂かれ、前述したように棒中骨原料の水分量と引裂き力との相互作用により既存の圧展処理に比べて棒中骨原料の厚さを薄くできる。同時に、棒中骨原料５１は前述した図２に示すように内部組織表面の外皮が破断され、海綿状内部組織が毛羽立って突出する。引裂かれた棒中骨原料５２は、第１、第２のローラ３１，３２下方の第１コンベア４１上に落下する。

前記第１ローラ３１と前記第２ローラ３２の周速度の比は、１．２：１〜５：１にすることが好ましい。第２ローラ３２の周速度に対する第１ローラ３１の周速度の比を１．２未満にすると、棒中骨原料に十分な引裂き力を加えることが困難になる。一方、第２ローラ３２の周速度に対する第１ローラ３１の周速度の比が５を超えると、原料の破砕および機会に悪影響を与えるおそれがある。より好ましい第１ローラ３１と第２ローラ３２の周速度の比は、２：１〜４：１である。

第１コンベア４１上の引裂かれた棒中骨原料５２は、裁刻機（例えばロータリー式ドラムカッタ）４２に搬送され、ここで裁刻される。裁刻時において、引裂かれた棒中骨原料の厚さが薄く、かつ内部組織に由来する海綿状繊維組織が露出しているため、たとえ棒中骨原料の軸方向と直角に裁断されても、周囲を外皮で覆った状態の刻（通称：ハト目）および切損品が発生するのを低減できる。ハト目または切損品は、紙巻たばこを製造する際、巻上機の安定稼動を妨げると共に、紙巻たばこの硬さが不安定になったり、吸煙時の通気抵抗が増大したりする等の障害をもたらす。したがって、ハト目または切損品の発生は極力避けることが望まれる。

また、裁刻後の棒中骨原料（棒中骨原料刻）は細長く、たばこ刻に用いられる除骨刻に近い形状を有する。その上、裁刻後の棒中骨原料刻は外皮が表面の一部に存在する内部組織に由来する海綿状繊維組織と、外皮を除く海綿状繊維組織の表面の少なくとも一部に形成された毛羽立った繊維とを有する。

棒中骨原料刻は、第２コンベア４３で膨化手段（例えば気流型乾燥機）４４に搬送される。棒中骨原料刻は気流型乾燥機４４を移動する過程で過熱水蒸気と接触し、乾燥されて膨化処理される。棒中骨原料刻は、前述のように繊維組織と毛羽立った繊維とを有するため、過熱水蒸気による乾燥で迅速かつ容易に膨張される。また、毛羽立った繊維と過熱水蒸気により、棒中骨原料刻の膨張を促進できる。その結果、例えば前述した図１に示す形状を有する、膨嵩性を増加した中骨刻を製造できる。

なお、気流型乾燥機は過熱水蒸気流の代わりに加熱空気流を流通させて棒中骨原料刻を乾燥してもよい。

本発明者らは、リファイナと称される叩解機を用いて棒中骨原料からより多くの刻を取り出し、繊維組織を毛羽立たせる実験を行った。その結果、運転初期の段階では目的に叶った良質の中骨刻が得られた。しかし、時間の経過に伴って、円盤状の固定刃および回転刃にたばこ原料に由来するヤニが付着し、長時間に亘って中骨刻を安定的に得ることが困難であった。

このようなことから、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、周速度差を持つ２つのローラで棒中骨原料を引裂き処理することによって、切削屑およびヤニを除去しつつ、棒中骨原料からより多くの刻を取り出し、海綿状繊維組織を毛羽立たせることを見出した。

なお、図３において複数の歯３５，３６が外周面にそれぞれ駆動軸３３，３４方向に延びるように形成した第１、第２のローラ３１，３２を用いたが、これに限定されない。例えば、図４の（Ａ）に示すように複数の溝４５，４６が外周面にそれぞれ軸方向に延びるように形成された第１、第２のローラ３１’、３２’を用いてもよい。また、図４の（Ｂ）に示すように外周面が平滑な第１、第２のローラ３１”、３２”を用いてもよい。ただし、棒中骨原料に対して大きな引裂き力を加える観点から、図３に示す複数の歯３５，３６を有する第１、第２のローラ３１，３２または図４の（Ａ）に示す複数の溝４５，４６を有する第１、第２のローラ３１’，３２’を用いることが好ましい。

ここで、第１、第２のローラ３１’、３２’（または３１”、３２”）は図４の（Ａ），（Ｂ）に示すように外周面が一定の隙間をあけて互に対向している。

図３において、互に同径、同長さの第１、第２のローラ３１，３２を用いたが、これに限定されない。例えば、第１ローラを第２ローラより径を大きくしたり、逆に第１ローラを第２ローラより径を小さくしたり、してもよい。

実施形態に係る中骨刻の製造装置は、裁刻機４２と膨化手段（例えば気流型乾燥機）４４の間に裁刻した棒中骨原料刻を調湿する調湿手段または湿潤・膨潤する湿潤・膨潤手段をさらに備えることを許容する。これらの手段は、飽和水蒸気が用いられる。これらの手段で調湿または湿潤・膨潤した後の棒中骨原料刻の水分量は１５〜５０重量％であることが好ましい。

以上説明したように、実施形態によれば膨嵩性を増大した中骨刻を提供できる。

また、実施形態によれば膨嵩性を増大した中骨刻を容易に製造することが可能な方法を提供できる。

さらに、実施形態によれば膨嵩性を増大した中骨刻を製造することが可能な簡易な構造を有する装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を前述した図３を参照して説明する。

（実施例１）
棒中骨原料としてブラジル産黄色棒中骨（水分量：２６重量％）を準備した。

図３の第１、第２のローラ３１，３２として下記の形状および周速度を持つものを用いた。

・ローラ幅；４００ｍｍ、
・ローラ径；３００ｍｍ、
・ローラ外周面の歯；１インチあたり８本、
・歯の高さ；１ｍｍ、
・ローラ間隙（第１ローラの歯の山と第２ローラの歯の山との間隙）；０．７ｍｍ、
・第１ローラ３１；回転速度１２０ｒｐｍ、周速度１１３ｍ／分、
・第２ローラ３２；回転速度６０ｒｐｍ、周速度５６．５ｍ／分。

まず、振動フィーダ３９から前記ブラジル産黄色棒中骨を前記条件で回転する第１、第２のローラ３１，３２間に３００ｋｇ／ｈｒの速度で供給した。前記黄色棒中骨は第１、第２のローラ３１，３２を通過する間に引裂かれた。

引裂かれた黄色棒中骨を第１、第２のローラ３１，３２間から第1コンベア４１上に落下させ、第1コンベア４１でロータリー式ドラムカッタ４２に搬送し、ここで裁刻して幅０．２ｍｍの黄色棒中骨刻とした。黄色棒中骨刻を図示しない調湿機からの飽和水蒸気で水分量３８重量％に調湿した。調湿黄色棒中骨刻を第２コンベア４３を通して温度２４０℃の過熱水蒸気流が流通する気流型乾燥機４４に搬送した。調湿黄色棒中骨刻を気流型乾燥機４４内に８秒間かけて搬送し、乾燥させることにより膨化中骨刻を製造した。

（実施例２）
下記の形状および周速度を持つ図４の（Ａ）に示す第１、第２のローラ３１’、３２’を用いた以外、実施例１と同様な方法より膨化中骨刻を製造した。

・ローラ幅；４００ｍｍ、
・ローラ径；３００ｍｍ、
・ローラ外周面の溝；１インチあたり１本、
・溝深さ；０．５ｍｍ、
・ローラ間隙（外周面間の間隙）；０．７ｍｍ、
・第１ローラ３１；回転速度１２０ｒｐｍ、周速度１１３ｍ／分、
・第２ローラ３２；回転速度６０ｒｐｍ、周速度５６．５ｍ／分。

（比較例１）
ブラジル産黄色棒中骨（水分量：２６重量％）を図３の第１、第２のローラ３１，３２で引裂く代わりに、０．８ｍｍの間隙で対向し、６０ｒｐｍの等速度で回転する一対のローラで圧展した以外、実施例１と同様な方法より膨化中骨刻を製造した。

得られた実施例１，２および比較例の膨化中骨刻約２ｇを秤量ビンに入れ、温度１００℃の自然対流型オーブン内で1時間乾燥させた後、乾燥前後の重量差から算出し、５点の平均値として求めた。その結果、実施例１，２および比較例１の膨化中骨刻の水分量は、それぞれ１２重量％、１２重量％、１２重量％であった。

また、実施例１，２および比較例の膨化中骨刻を温度２２，０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室に１週間蔵置（調和）し、平衡水分にした後、膨嵩性を測定した。その結果を図５に示す。

なお、膨嵩性はたばこ刻を喫煙可能な紙巻き状態にした場合の充填能力を示すものである。この測定は、ドイツのBorgwaldt社製のDD-60Aを使用した。試験は、膨化中骨刻の膨嵩性を５回繰り返して測定し、平均値を算出した。

図５から明らかなようにブラジル産黄色棒中骨を引裂いた後、裁刻、膨化処理を施すことにより得られた実施例１，２の膨化中骨刻は、膨嵩性がそれぞれ４．７６ｃｃ／ｇ，４．６８ｃｃ／ｇで、同黄色棒中骨を圧展した後、裁刻、膨化処理を施すことにより得られた比較例１の膨化中骨刻のそれ（４．４８ｃｃ／ｇ）に比べて膨嵩性を増大できることが分かる。

Claims

水分量が２０〜５０重量％の棒中骨原料を引裂く工程と、
前記引裂いた棒中骨原料を裁刻する工程と、
裁刻した棒中骨原料を膨化処理する工程と
を含む中骨刻の製造方法。
前記裁刻する工程後で前記膨化処理する工程前に前記棒中骨原料を湿潤・膨潤する工程をさらに含む請求項１記載の中骨刻の製造方法。
前記湿潤・膨潤する工程は前記棒中骨原料の水分量が１５〜５０重量％になるように行う請求項２記載の中骨刻の製造方法。
外周面が一定の隙間をあけて互に対向し、かつ軸が互に水平または略水平方向に並ぶように配列される、送り方向に回転する第１、第２のローラであって、前記第１ローラは前記第２ローラに比べて速い周速度で回転する；
前記第１、第２のローラ間に水分量が２０〜５０重量％の棒中骨原料を上方から供給するための原料供給器；
前記第１、第２のローラから送り出された棒中骨原料を裁刻する裁刻機；および
前記裁刻した棒中骨原料を膨化するように構成された膨化手段；
を具備する中骨刻の製造装置。
前記第１、第２のローラは、それぞれ外周面が平滑である請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記第１、第２のローラは、それぞれ外周面に複数の歯が軸方向に沿って形成される請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記第１、第２のローラは、それぞれ外周面に複数の溝が軸方向に沿って形成される請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記第１ローラと前記第２ローラの周速度の比が１．２：１〜５：１である請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記第１、第２のローラの下部近傍にそれぞれ配置されるスクレッパをさらに備える請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記膨化手段は、乾燥機である請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記乾燥機は、過熱水蒸気流または加熱空気流が流通する乾燥機である請求項１０記載の中骨刻の製造装置。
前記裁刻した棒中骨原料を湿潤・膨潤する手段をさらに備える請求項４記載の中骨刻の製造装置。
前記湿潤・膨潤する手段は、前記裁刻した棒中骨原料の水分量が１５〜５０重量％になるように行う請求項１２記載の中骨刻の製造装置。
外皮が表面の一部に存在する内部組織に由来する海綿状繊維組織と、前記外皮を除く前記海綿状繊維組織の表面の少なくとも一部に形成された毛羽立った繊維とを有する中骨刻。
水分量が３〜１５重量％である請求項１４記載の中骨刻。