JP6788614B2 - たばこカットフィラーを作製する方法 - Google Patents

Description

本発明は、再構成たばこを含むたばこカットフィラーの製造、および本発明によるカットフィラーを含むたばこロッドから形成される喫煙物品に関連する。

従来、喫煙物品用のカットフィラーたばこ製品は、スレッシングプロセスの間に葉の茎の部分から分離されるたばこ葉のラミナ部分から主に形成される。ラミナを除去し分離した後に残る茎部分の多くは使用されない。ところが、いくらかのたばこの茎をラミナと一緒にカットフィラーに戻すことは珍しくない。一例として、所定の圧延された厚さを有し、かつ所定の幅に切断された、切断して圧延した茎を含むたばこカットフィラーを供給することは周知である。カットフィラーで使用するためのたばこの茎の味覚および燃焼特性を改善するために、１つ以上の処理手順をまず茎に施すことが多い。追加的に、または代替的に、再構成たばこ材料をラミナと組み合わせることが周知である。再構成たばこは、たばこ製品の製造工程で生産されるたばこの茎、たばこ葉柄、葉片およびたばこダストなどのたばこ材料から形成される。こうしたたばこ材料は、例えば、微細な粉末に粉砕されてから、水および一般的にはグアールガムなどの結合剤と混合させてスラリーを形成しうる。このスラリーは次に、ベルトコンベヤーなどの支持表面上に投じられ、乾燥させて、支持表面から除去され、巻かれてボビンにできるシート（いわゆる「キャストリーフ」）が形成される。再構成たばこシートを製造するための代替的な方法も、当業者には周知である。

従来的なプロセスでは、再構成たばこもしくはたばこ茎材料または両方は、一般的に打ちすえたたばこラミナと混合されて、コンディショニングおよび乾燥などの一連の処理を受ける。この目的で、再構成たばこシートは一般に、一般に数平方センチメートルの一様でないサイズを有するランダムな形状のシート様の断片に引き裂かれる。これらの不規則な断片は、たばこラミナおよびカットと混合できるように、たばこラミナと類似したサイズであることが意図される。特に、混合物は一般的に所定のカット幅を有する粒子に切断される。ところが、再構成たばこシートはむしろランダムに断片に引き裂かれるため、たばこ繊維は、一般には一様な方向に並んでいない。

再構成たばこ材料内部でたばこ繊維の長さは短くなっているため、たばこラミナとして同一の処理に対する暴露はある程度再構成たばこを劣化させうる。一例として、乾燥中に、再構成たばこの含水量は大きく減少し、その結果として、再構成たばこシートを形成するたばこ粒子の収縮が起こる。追加的に、たばこ材料混合物をフィラーに変換するために一般に採用される切断技術は、結果的に、再構成たばこ材料のいくらかの薄層形成および圧縮につながりうる。このすべてが、処理済みの再構成たばこの、およびしたがって全体としてのたばこカットフィラーの充填力を低減させる原因となる。

さらに、再構成たばこがたばこラミナと同じ処理を受けた時、相当な量のたばこダストが形成される。こうしたたばこダストは回収される必要があるため、これは望ましくない。そのほか、プロセス経済のために、全体的な効率を増大させるために、たばこダストが何らかの形態またはその他に再プロセスされることが望ましい。

したがって、改善された充填力を有する代替的なたばこカットフィラーを提供することが望ましい。同時に、たばこカットフィラーの充填力が改善され、たばこダストの生成が低減される、たばこカットフィラーを製造するための新しいプロセスを提供することが望ましい。

さらに、カットフィラーの部分を形成する再構成たばこ物質の形状、サイズおよび属性をより良く制御できる、改善された一つのプロセスを提供することが望ましい。同時に、たばこの一次処理で使用される従来の器具および設備の主要な修正が必要ない一つのプロセスを提供することが望ましい。

本発明の一態様によれば、第一のカット仕様に従い切断された第一のたばこ材料を含むたばこカットフィラーが提供されているが、ここで第一のカット仕様は、少なくとも所定の第一のカット幅および第一のカット長さを設定する。

本発明のさらなる態様によれば、第一のたばこ材料を提供する工程と、少なくとも所定の第一のカット幅および第一のカット長さを設定する第一のカット仕様に従い第一のたばこ材料を切断する工程とを含む、たばこカットフィラーを作製する方法が提供されている。

当然のことながら、本発明の１つの態様に関連して説明した任意の特徴は、本発明のその他の任意の態様にも等しく適用できる。

周知のカットフィラーとは対照的に、本発明によるたばこカットフィラーは、たばこ製品内で使用される時にたばこカットフィラー内の最終カット幅および最終カット長さに対応する、たばこカットフィラーになる第一のたばこ材料の粒子の少なくともカット幅およびカット長さの両方を設定するカット仕様に従い第一のたばこ材料を切断することによって形成される。

第一のたばこ材料は、単にカット幅だけでなくカット長さも設定する定められたカット仕様に従い切断または破砕の作業を受けるため、カットフィラーの考えられる任意のさらなる構成要素の特性とは独立して、結果的なカットフィラー粒子の特性を正確に調整することが可能である。さらに、第一のカット仕様に従う切断作業中に第一のたばこ材料に与えられたカット幅およびカット長さは、第一のたばこ材料が受けうるその後の任意の作業によって変更されないため、第一のカット仕様によって設定された第一のカット幅および第一のカット長さは、最終的にたばこ製品内で使用される時にカットフィラー内で有する最終カット幅および最終カット幅に対応する。第一のたばこ材料が切断または細かく切られる細片のサイズおよび形状を精密に制御することで、第一のたばこ材料の特徴は、有利なことに、第一のたばこ材料が混合された時に、その他任意のたばこ材料と共に、細かく切られた状態で、よく維持されうる。これは、第一のたばこ材料が再構成たばこシート材料などの前処理したたばこ材料である時に特に有利である。

さらに、細かく切られた第一のたばこ材料の充填力は、適切な第一のカット仕様を選択することによって最大化されうる。これによって結果的に、特に第一のたばこ材料が少なくとも別のたばこ材料と混合される時に、全体としてのカットフィラーの充填力が改善される。さらに、たばこダストの形成は、従来的な製造方法と比較して低減される。したがって、たばこダストの回収および再プロセスの必要性が著しく低減され、それゆえ製造工程の全体的な効率が有利なことに増大する。

「カット仕様」という用語は、本明細書全体にわたり、たばこ材料が切断作業を受けることによって得られる細片を特徴付ける、さまざまな幾何学的パラメータを意味する。従って、所定の「カット仕様」に従い、たばこ材料は所定のカット幅、カット長さ、カット形状などを有する細片に切断されるか、または細かく切られることになる。

本発明に従いカットフィラーに組み込むための刻みたばこ材料の細片の「カット長さ」は、切断作業によって生成される、たばこ材料の切断された細片の２点間の最大測定可能な距離である細片の最大寸法を意味する。切断された細片を顕微鏡で見ると、切断された細片がかかるより長い長さ（すなわち、長軸方向）に沿って延びる方向を観察することが一般に可能である。

本明細書で使用される「最終カット幅」および「最終カット長さ」という表現は、たばこ製品で使用されるたばこカットフィラー内にあるたばこ材料のカット幅およびカット長さを描写する。実際には、たばこ材料はカットフィラーの１つ以上のその他の構成要素と混合されうるが、カット仕様によって設定されたカット幅およびカット長さは、作業がたばこ材料に対して単独に、またはたばこ材料の１つ以上のその他のたばこ材料との混合物に対して実施されているかどうかに関係なく、その後の任意の作業中にいかなる方法でも変更されない。

一例として、再構成たばこシートが本発明に従い、カット幅およびカット長さを設定する第一のカット仕様に切断される場合、喫煙物品のたばこロッド内で、（たばこカットフィラーの構成要素として）使用される再構成たばこと、たばこロッド内の再構成たばこの粒子は、カット仕様によって設定された実質的に同一の（最終）カット幅および（最終）カット長さを有する。

一般に、切断される前に、たばこ材料は、圧延または押出などのその他の機械的な作業を受ける。理論に束縛されることは望まないが、任意の切断、圧延または押出の作業中に、たばこ繊維は概して所定の方向に整列されることが理解され、従ってこれがたばこ材料の長軸方向として特定されうる。本発明によるカットフィラーに組み込まれるたばこ材料の切断された細片の「カット長さ」は、したがって、概して長軸方向に対応する繊維整列の主方向に沿って測定されうる。従って、個別の切断された細片のカット長さは、顕微鏡下で従来的な測定装置を使用して正確に測定されうる。

本発明によるカットフィラーに組み込まれるたばこ材料の切断された細片の「カット幅」は、切断作業によって生成されるたばこ材料の細片の、粒子の長軸方向に対して実質的に直角をなす方向に測定される最大寸法を意味する。従って、個別の切断された細片のカット幅は、最大の断面積を生じる細片の長さに沿った点で測定される。

一般に、その全体的な形状に関係なく、たばこ材料の任意の一つの切断された細片内で、実質的に直線の方向に延びる１つ以上の細片部分が特定される可能性があり、すなわち、実質的に長方形のリボン様の形状を有する１つ以上の細片部分が特定される可能性がある。本発明で使用される「部分的なカット幅」という用語は、たばこ材料の切断された細片のこうした一つの部分の横方向の幅を描写する。

一例として、Ｙ型細片（参考として、図３を参照）では、第一の方向に沿って延びる第一の細片部分、および第一の細片部分からある角度を形成するように発散方向に延びる、第二および第三の細片部分を特定することが可能である。こうした一つのＹ型細片のカット幅は、第一の細片部分の軸によって画定される方向に対して直角をなす方向に沿って測定される、第二および第三の細片部分の端部間の距離に実質的に対応する。同一のＹ型細片内で、各細片部分の部分的なカット幅は、代わりに各細片部分の軸に対して実質的に直角をなす方向に沿って測定されうる。たばこ材料の切断された細片が実質的に長方形である場合（参考として、図７および８を参照）など一部の場合には、部分的なカット幅および細片カット幅は同一である。たばこ材料の切断された細片内で、部分的なカット幅は、すべての細片部分について実質的に同一としうる。これは好ましい場合もあるが、部分的なカット幅は、ある細片部分から別の細片部分で違っていてもよい。

本発明によるカットフィラーに組み込むためのたばこ材料の切断された細片の「厚さ」は、切断された細片を形成する材料の上側表面および下側表面の間の距離を意味する。したがって、厚さは、切断装置または破砕装置に供給されるたばこ材料の厚さ（たばこラミナ、またはたばこ茎材料、またはたばこシート材料など）に実質的に対応する。個別の切断された細片の厚さは、顕微鏡下で従来的な測定装置を使用して測定されうる。一部の実施形態では、切断された細片を形成するたばこ材料の厚さは実質的に一定としうる。別の実施形態では、切断された細片を形成するたばこ材料の厚さは、長軸方向に沿って、長軸方向に対して直角をなす方向に沿って、または両方に沿って、変化しうる。個別の切断された細片の厚さは、最大の断面積を生じるような切断の長軸方向に沿った点で測定される。

「正弦」という用語は、正弦波の一部と実質的に類似した形状のたばこ材料の切断された細片を描写するために使用される。実際には、こうした一つの切断された細片は、ほぼ波型またはジグザグ型として描写されうる。したがって、正弦波のピーク振幅、ピーク間振幅、期間（または波長）に対応する幾何学的パラメータが、こうした一つの切断された細片の形状を描写するために使用されうる。

「再構成たばこシート」という表現は、本明細書全体を通して、当技術で周知のいくつかの方法の一つによってたばこ粒子から形成される水性のスラリーまたはパルプの圧延またはキャスティングによって製造されうる、好ましくは実質的に一様な厚さを持つウェブを意味するために使用される。適切な副産物には、製造工程中に生成されたたばこの茎、たばこ葉柄、葉片、およびたばこダストが含まれる。一例として、たばこの茎は、微細な粉末に粉砕されてから、たばこダスト、グアールガム、および水と混合されて、水性のスラリーを形成しうる。この水性スラリーを成形し、乾燥して再構成たばこシートを形成しうる。代替的に、適切なたばこ材料を攪拌タンク内で水と混合してパルプを得てもよい。このウェブは前方へプレスへと供給され、過剰な水はウェブから絞り出される。最終的に、圧縮されたウェブは乾燥される。

「充填力」という用語は、任意のたばこ材料の重量または質量が占めるスペースの容積を描写するために使用される。たばこ材料の充填力が大きいほど、標準的な寸法のたばこロッドを充填するために必要とされる材料の重量が低くなる。充填力の値は補正円筒容積（ＣＣＶ）という点で表現されるが、これはオーブン揮発性が１２．５パーセントである標準水分レベルにおけるたばこ材料の円筒容積（ＣＶ）である。円筒容積（ＣＶ）は、刻みたばこおよびたばこ円筒容器用の測定ヘッドに適合したＤＤ６０またはＤＤ６０ＡタイプのＢｏｒｇｗａｌｄｔ密度計を使用して判定されうる。

ＣＣＶの値を判定するための好適な方法では、カットフィラーのサンプルをＢｏｒｇｗａｌｄｔ密度計のたばこ円筒容器内に配置し、２ｋｇの負荷を３０秒間かける。負荷時間が完了した後、サンプルの高さを測定し、以下の式を使用してこれを円筒容積に変換する。

式中ｒは円筒半径（上述の密度計では３．００ｃｍ）、ｈは負荷時間の完了後のサンプルの高さ、ＳＷはサンプルの重量である。次に、測定したＣＶは、以下の式を使用して１２．５パーセントオーブン揮発性の標準水分レベル値（ＲＯＶ）における補正値ＣＣＶへと変換される。

式中ＯＶはたばこカットフィラーサンプルのオーブン揮発性の実測したパーセント値であり、ｆは補正係数である（記載する試験では０．４）。

たばこカットフィラーの含水量は本明細書では「パーセントオーブン揮発分」として表され、これは材料を摂氏１０３度（℃）のオーブンで１００分間乾燥した時のたばこカットフィラーからの減量パーセントを測定することによって決定される。カットフィラーからの重量損失の大部分は水分の蒸発の結果であると仮定される。

本発明によるたばこカットフィラーは、第一のカット仕様に従い切断された第一のたばこ材料を含むが、ここで第一のカット仕様は、少なくとも所定の第一のカット幅および第一のカット長さを設定する。

たばこカットフィラーはさらに、カット長さおよびカット幅のうち少なくとも一つについて第一のカット仕様とは異なる第二のカット仕様に従い切断される第二のたばこ材料を含むことが好ましい。

好ましい実施形態では、第一のたばこ材料は前処理したたばこ材料である。「前処理したたばこ材料」とは、本明細書全体において、自然に発生するものに対して、天然のたばこから人工的に製造されたたばこ材料を意味する。第一のたばこ材料は再構成たばこシートであることが好ましい。

第二のたばこ材料は天然のたばこ葉材料が好ましい。適切な天然のたばこ葉材料には、たばこラミナ、たばこ茎材料およびたばこ葉柄材料が含まれる。第二のたばこ材料として使用される天然のたばこ葉材料には、例えば、バージニアたばこ葉、バーレー種たばこ葉、オリエント葉たばこ葉、熱風送管乾燥処理したたばこ葉、またはその組み合わせを含む、任意のタイプのたばこ葉が含まれうる。

第一のたばこ材料は細かく切られて細片にされることが好ましく、ここでカット長さはカット幅よりも大きい。

第一のたばこ材料は細かく切られて少なくとも約５ｍｍのカット長さを有する細片にされることが好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて少なくとも約１０ｍｍのカット長さを有する細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて少なくとも約１５ｍｍのカット長さを有する細片にされることがさらに好ましい。さらに、または代替的に、第一のたばこ材料は細かく切られて約６０ｍｍ未満のカット長さを有する細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて約５０ｍｍ未満のカット長さを有する細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて約４０ｍｍ未満のカット長さを有する細片にされることがさらに好ましい。好ましい実施形態では、第一のたばこ材料は細かく切られて約５ｍｍ〜約６０ｍｍのカット長さを有する細片にされる。

一部の実施形態では、第一のたばこ材料の切断された細片中のカット長さの分布は、単モードが好ましい。別の実施形態では、第一のたばこ材料の切断された細片中のカット長さの分布は、特に二モードおよび三モードを含めた多モードとしうる。

統計学では、単モードの分布は単一のモードを有する分布である。離散型確率分布では（第一のたばこ材料の粒子母集団内でのカット長さまたはカット幅の値の分布がこれにあたる）、モードは確率質量関数が最大の値をとる値である。言い換えれば、本明細書では、単モード分布のモードは、たばこ材料の粒子母集団中でカット幅またはカット長さについて最も可能性の高い値を特定することになる。実際には、ある一定のカット長さまたはカット幅を有する粒子の量が増大するカット長さまたはカット幅に対してプロットされた場合、粒子の量のチャートは一般に単一の最大値を持つ。

分布が２つ以上のモードを持つ場合、一般に多モードと呼ばれる。特定の例は、二モードおよび三モードの分布であり、それぞれ２つおよび３つのモードを持つ。第一のたばこ材料は細かく切られて少なくとも約０．２ｍｍのカット幅を有する細片にされることが好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて少なくとも約０．２５ｍｍのカット幅を有する細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて少なくとも約０．３ｍｍのカット幅を有する細片にされることがさらに好ましい。さらに、または代替的に、第一のたばこ材料は細かく切られて約１ｍｍ未満のカット幅を有する細片にされることが好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて約０．９５ｍｍ未満のカット幅を有する細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は細かく切られて約０．９ｍｍ未満のカット幅を有する細片にされることがさらに好ましい。好ましい実施形態では、第一のたばこ材料は細かく切られて約０．２ｍｍ〜約１ｍｍのカット幅を有する細片にされる。

一部の実施形態では、第一のたばこ材料の切断された細片中のカット幅の分布は、単モードが好ましい。別の実施形態では、第一のたばこ材料の切断された細片中のカット幅の分布は、特に二モードおよび三モードを含めた多モードとしうる。

離散型確率分布のモード（第一のたばこ材料の切断された細片でのカット長さ（またはカット幅）の値の分布がこれにあたる）は、確率質量関数が最大の値をとる値である。従って、単モードの分布では、確率質量関数は一つの最大値のみを有し、それは最も可能性の高いカット長さ（またはカット幅）の値に対応する。対照的に、多モードの分布では、確率質量関数が複数の最大値を有し、これは第一のたばこ材料の切断された細片には、最も頻繁に発生する複数のカット長さ（またはカット幅）の値があることを意味する。本明細書の文脈において、複数の極大値を有する分布は多モードとみなされる。多モード分布での異なるモード（またはピーク）は、第一のたばこ材料の切断された細片のうち、カット長さ（またはカット幅）の一つのモード値が他のモード値よりもより頻繁に発生するような異なる頻度を有することが理解される。例えば、二モードの分布は、一方のグループが他方よりも大きい異なる平均カット長さ（またはカット幅）を有する切断された細片の２つのグループに効果的に対応しうる。第一のたばこ材料は少なくとも約０．０５ｍｍの厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされることが好ましい。第一のたばこ材料は少なくとも約０．１ｍｍの厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は少なくとも約０．２ｍｍの厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされることがさらに好ましい。さらに、または代替的に、第一のたばこ材料は、約１ｍｍ未満の厚さを持つシート材料から細かく切られて細片にされることが好ましい。第一のたばこ材料は約０．９５ｍｍ未満の厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされることがより好ましい。第一のたばこ材料は約０．８５ｍｍ未満の厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされることがさらに好ましい。好ましい実施形態では、約０．０５ｍｍ〜約１ｍｍの厚さを有するシート材料から第一のたばこ材料は細かく切られて細片にされる。第一のたばこ材料は、さらに好ましくは約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍの厚さを有するシート材料から、最も好ましくは、約０．２ｍｍの厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされることがさらに好ましい。

第一のたばこ材料は、長方形、台形、正弦、Ｙ型、Ｘ型およびＶ型を含む適切な任意の形状を有する細片に切断されうる。

本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるカットフィラーを形成するためにたばこ材料を切断しうる特定の形状のいくつかの例を図示する。 本発明によるたばこカットフィラーを形成するための器具の概略図を図示する。

図１および２は正弦の細片を図示する。より詳細には、図１は、ジグザグ型細片を示し、図２は波型細片を示す。切断された細片がジグザグ型または波型である場合、切断された細片の波長を測定することが可能であり、これは細片のカット長さをジグザグまたは波の繰り返し数で割ったものに実質的に対応する。例えば、図１の切断された細片ではジグザグは１０回繰り返されている。図２の切断された細片では、波は６回繰り返されている。正弦形状の波長は、約１ｍｍ〜約１５ｍｍが好ましく、約２ｍｍ〜約１２ｍｍがより好ましく、４ｍｍ〜１０ｍｍがさらに好ましい。

図３はＹ型細片を示す。図４は星型の細片を示す。図５は、楕円型の細片を図示する。魚の骨型の細片が図６に示されており、一方で図７および８は長方形の細片の２つの実施形態を示す。

図９および図１１は、より複雑な「複合型」の形状を有する細片の２つの例を図示するもので、ここで細片構造は、実質的に互いに枝分かれした同一または異なる形状を有する。特に、こうした一つの細片は、枝分かれした節目を持つ少なくとも第一の細片構造を備えうるが、そこからさらなる細片構造が枝分かれして、第一の細片構造との角度を形成する。

本発明によるカットフィラーでは、第一のたばこ材料は、少なくとも第一の、第二および第三の細片構造を含む、切断された細片に細かく切られることが好ましく、ここで、第一の細片構造は、第二の細片構造が枝分かれする節目を含み、第二の細片構造は第三の細片構造がそこから枝分かれする第二の節目を含む。

一例として、図９の切断された細片は、第一の枝分かれ節目を含む第一のＹ型構造を含み、第二のＹ型構造がそこから枝分かれする。さらに、第二のＹ型構造は、長方形の構造が枝分かれする第二の枝分かれ節目を含む。図１１の実施形態では、切断された細片は、第一の枝分かれ節目を含む第一のＹ型構造を含み、第二のＹ型構造がそこから枝分かれする。さらに、第二のＹ型構造は、第二の枝分かれ節目を含み、そこから第三のＹ型構造が枝分かれする。続いて、第三のＹ型構造は、第三の枝分かれ節目を含み、そこから長方形の構造が枝分かれする。図９および図１１の両方の実施形態では、切断された細片を形成するすべての構造内の部分的なカット幅は実質的に一定である。

図１０および図１２は、１つ以上のＶ型構造を含む切断された細片の２つの例を示す。それぞれのＶ構造は、角度を形成する２つの実質的に直線の要素を含む。図１０の実施形態では、２つの直線要素は実質的に直角をなす。図１２の切断された細片は、図１に図示したタイプの３つのＶ型構造を含むものとみなされうるが、ここで隣接したＶ型構造はそれぞれの直線要素の端部によって結合される。図１０および図１２の両方の実施形態では、切断された細片を形成するすべての構造内の部分的なカット幅は実質的に一定である。

カットフィラーは、１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で、少なくとも約３．５立方センチメートル／グラムの充填力を持つことが好ましい。カットフィラーは、１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で、少なくとも約４立方センチメートル／グラムの充填力を持つことがより好ましい。さらに、または代替的に、カットフィラーは、１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で、約８立方センチメートル／グラム未満の充填力を持つことがより好ましい。カットフィラーは、１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で、約７立方センチメートル／グラム未満の充填力を持つことがより好ましい。一部の特定の好ましい実施形態では、カットフィラーは、１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で、約３．５立方センチメートル／グラム〜約８立方センチメートル／グラムの充填力を持つ。

本発明によるたばこカットフィラーは、さまざまな喫煙物品に組み込まれうる。一部の実施形態では、本発明によるたばこカットフィラーは、フィルター紙巻たばこ、シガリロまたは葉巻たばこなどの可燃性喫煙物品のたばこロッドで使用されうる。あるいは、カットフィラーは、蒸留式の喫煙物品または電気加熱式の喫煙システムの、たばこエアロゾル発生基体を提供するために使用される場合がある。あるいは、カットフィラーは、手巻きまたは手作りの製品、またはパイプで使用するためのルースたばこ製品として使用される場合がある。

本発明によるたばこカットフィラーは、第一のたばこ材料を提供する工程と、少なくとも所定の第一のカット幅および第一のカット長さを設定する第一のカット仕様に従い第一のたばこ材料を切断する工程とを含む方法によって調製されうる。

方法は、第二のたばこ材料を提供する工程と、第二のたばこ材料を第一のたばこ材料とは別個に、かつ第二のカット仕様に従い切断する工程とをさらに含み、第二のカット仕様はカット長さおよびカット幅のうち少なくとも一つについて第一のカット仕様と異なることが好ましい。さらに、方法は、切断した第一のたばこ材料および切断した第二のたばこ材料を混合する工程を含むことが好ましい。これは、第一のたばこ材料は第二のたばこ材料とは別個に切断され、従って第二のたばこ材料が受けるものと同一の作業条件や処理工程に晒されない場合があるため、切断された第二のたばこ材料と細かく切られた状態に最終的に混合されてカットフィラーを形成する時に、第一のたばこ材料の特徴を効果的に維持することができるため、特に有利である。

方法はさらに、第一のたばこ材料を切断する前に、第一のたばこ材料を調整する工程をさらに備える。さらに、方法は、第一のたばこ材料の含水量を調節することによって、カットフィラーの含水量を制御する工程を備えうる。さらに、または代替的に、方法は第二のたばこ材料の含水量を調節する工程をさらに備えうる。

本発明は以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１〜１２は、本発明によるたばこカットフィラーを形成するための、たばこ材料の切断された細片の概略上面図を図示する。

図１３は、本発明によるたばこカットフィラーを形成するための器具の概略図を図示する。

図１〜１２は、本発明によるカットフィラーに組み込むための第一のたばこ材料の切断された細片を示す。細片は、第一のカット仕様に従い約０．０５ｍｍ〜約１ｍｍの厚さを有する再構成たばこシートから切断されたものであり、ここで、第一のカット仕様は、所定の第一のカット幅ＣＷ１および所定の第一のカット長さＣＬ１を設定する。さらに、第一のカット仕様は、所定の第一の部分的なカット幅ＳＣＷ１をさらに設定しうる。

図１３は、本発明によるたばこカットフィラーを製造するための器具３０を図示したものである。厚さＴを有する再構成たばこのウェブ３２は、ボビン３４から解かれて、破砕装置３６に供給される。破砕装置は、第一のカット仕様に従い再構成たばこを切断するように構成され、それによってカット幅およびカット長さの両方が予め画定される。切断された細片は、破砕装置３６の下に配置され、その上に切断された細片が破砕装置から落ちる回収表面を画定するコンベヤーベルト３８上に落とされる。ボビンから解かれる時に再構成たばこのウェブを張るための追加的手段Ｔが提供されうる。さらに、器具３０は、破砕装置３６の上流にある再構成たばこのウェブの含水量を検出するためのセンサー４０を備えうる。さらに、器具３０は、再構成たばこのウェブが破砕装置３６に供給される速度およびコンベヤーベルト３８の速度を調節するように適合されるマスフローコントローラ４２、４４を備えうる。存在する場合、センサー４０およびマスフローコントローラ４２、４４は、器具の動作を制御するように構成された制御ユニット４６に動作できるように接続される。特に、制御ユニット４６は、コンベヤーベルト上への切断された細片の望ましくない蓄積を防止するために、再構成たばこのウェブが破砕装置３６に供給される速度の変動を考慮してコンベヤーベルト３８の速度を調節する。次に、切断された細片はさらなるステーション（表示せず）に進み、そこで、第二のたばこ材料の切断された細片のカット幅およびカット長さのうち少なくとも一つが、第一のたばこ材料の切断された細片のカット幅およびカット長さのうち対応する一つとは異なるように、第二のカット仕様に従い切断された第二のたばこ材料と混合される。

基本カット仕様
異なる形状およびカット仕様がたばこカットフィラー粒子（充填力など）の主なパラメータに与える影響を評価するために、実験が実施された。

第一の段階で、所定の形状およびカット仕様に従い、それぞれが再構成たばこシート（坪量：約１５０グラム／平方メートル）から切断されたたばこ粒子を含む純粋なサンプルについて、ＣＣＶが１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で測定された。以下の表１は、試験した様々なカット仕様をリストしたものである。各サンプルについて、形状を図示する対応図に言及されている。各図において、ＣＬ１は粒子のカット長さ、ＣＷ１は粒子の全幅、およびＳＣＷ１は粒子のカット幅を表す。図７および８の長方形の形状については、粒子の全幅は粒子のカット幅と一致する。

下の表２は、各サンプルについて１２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で測定したＣＣＶ（立方センチメートル／グラムで表現）の値をリストしたものである。毎回測定する前に、さまざまなカット仕様に従い切断されたたばこ粒子が、調整された部屋に２４時間にわたり保管された。ＣＣＶは、各仕様について２０ｇの５つのサンプルについて測定された。各仕様について、５つのサンプルで３回のＣＣＶ測定（ＣＣＶ１、ＣＣＶ２およびＣＣＶ３）がなされた後、合計平均が計算され、仕様の有効なＣＣＶとして想定された。前回の測定時に発生した何らかの圧縮がその後に測定されるＣＣＶに対してできるだけわずかな影響しか与えないように、測定の反復間で個別のより糸を解くことによってサンプルが準備された。

混成カット仕様
最も高いＣＣＶ値がカット仕様番号３について得られたが、これはＹ型を有する粒子に実質的に対応する。ところが、粒子がカット仕様番号３に従い同一の再構成たばこシートから製造される時、たばこ材料のかなりの部分が廃棄されたことが判った。したがって、さらに２つの混成カット仕様が試験された。これらは、それぞれ図９および１０に図示された形状に対応するもので、それらについて、次の表３にリストされているＣＣＶの値が測定された。

これらの結果に基づき、カット仕様番号１０が最も高いＣＣＶを持つものとして、したがって、喫煙物品を製造するためのカットフィラーでの使用に最も期待できるものとして特定された。

喫煙物品
第三の実験では、カット仕様番号１０は、紙巻きたばこ作製プロセスに関与する応力に対する粒子の耐性を向上させる目的で、わずかに修正された。特に、紙巻きたばこ作製プロセス中に、たばこ粒子が、カット仕様番号１０に従い準備される粒子が破壊される原因となりかねない大きな張力および摩擦に晒されるという懸念があった。これが、Ｖ型であることに由来しかつ上述のＣＣＶ測定によって示された利益を低減させた可能性がある。

したがって、たばこ粒子は、図１２に図示されたカット仕様に従い同一の再構成たばこシートから準備されたが、ここで、カット幅ＳＣＷ１は０．９ミリメートル、カット長さＣＬ１は４．９４ミリメートルおよび全幅ＣＷ１は１２．５０ミリメートルであった。こうした一つの粒子が中央のＶ型部分内の位置で破壊されても、粒子の２つの結果的に得られた部分はなおも効果的にＶ型を保つ。

さらに、カット仕様番号９もわずかに修正された。ＣＣＶ測定はＶ型粒子に由来する充填力という点で利益があることが示されたと考えられるため、粒子は図１１に図示したカット仕様に従い、再構成たばこシートから準備されたが、ここで、カット幅ＳＣＷ１は０．９ミリメートル、カット長さＣＬ１は１７．６０ミリメートルおよび全幅ＣＷ１は６．０８ミリメートルであった。９０度の角度は基本的に図６の形状と非常によく似た形状につながりうるという点で望ましくないと考えられ、「Ｖ」要素について６０度の角度が選択された。

たばこロッドは、図１１および図１２の仕様に従い切断されたたばこ粒子を使用して、たばこカットフィラーから準備された。特に、それぞれ図１１および図１２の仕様に従い切断された８５重量パーセントの天然のたばこ粒子および１５重量パーセントの再構成たばこ粒子を含む、第一の対の混成物が使用された。さらに、それぞれ図１１および１２の仕様に従い切断された７０重量パーセントの天然のたばこ粒子および３０重量パーセントの再構成たばこ粒子を含む、第二の対の混成物が使用された。

Claims (21)

1. 第一のカット仕様に従い細片に切断された第一のたばこ材料を含むたばこカットフィラーであって、前記第一のカット仕様が、たばこ製品中で使用される時、前記たばこカットフィラーの最終カット幅および最終カット長さに対応する少なくとも所定の第一のカット幅および第一のカット長さを設定し、前記第一のたばこ材料の切断された前記細片のカット長さの分布が少なくとも二モードである、たばこカットフィラー。
2. カット長さおよびカット幅のうち少なくとも一つについて前記第一のカット仕様とは異なる第二のカット仕様に従い切断された第二のたばこ材料をさらに含む、請求項１に記載のたばこカットフィラー。
3. 前記第二のたばこ材料が天然のたばこ葉材料である、請求項２に記載のたばこカットフィラー。
4. 前記第一のたばこ材料が前処理したたばこ材料である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
5. 前記第一のたばこ材料が再構成たばこシートである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
6. 前記第一のたばこ材料が細かく切られて約５ｍｍ〜約６０ｍｍのカット長さを有する細片にされる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
7. 前記第一のたばこ材料の前記切断された細片中の前記カット長さの分布が三モードである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
8. 前記第一のたばこ材料が細かく切られて約０．２ｍｍ〜約１ｍｍのカット幅を有する細片にされる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
9. 前記第一のたばこ材料が約０．０５ｍｍ〜約１ｍｍの厚さを有するシート材料から細かく切られて細片にされる、請求項１〜８のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
10. 前記第一のたばこ材料が細かく切られて正弦形状を有する細片にされ、前記正弦形状が約１ｍｍ〜約１５ｍｍの波長である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
11. 前記第一のたばこ材料が細かく切られて細片にされ、それぞれがさらなる細片構造がそこから枝分かれする枝分かれ節目を含み、第一の細片構造との角度を形成する少なくとも前記第一の細片構造を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
12. 前記第一のたばこ材料が細かく切られて細片にされ、それぞれが少なくとも第一、第二および第三の細片構造を備え、前記第一の細片構造がそこから前記第二の細片構造が枝分かれする節目を含み、前記第二の細片構造がそこから前記第三の細片構造が枝分かれする第二の節目を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
13. １２．５パーセントオーブン揮発性物質の基準水分値で少なくとも３．５立方センチメートル／グラムの充填力を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のたばこカットフィラー。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のたばこカットフィラーのロッドを備える、喫煙物品。
15. たばこカットフィラーを作製する方法であって、
    第一のたばこ材料を提供する工程と、
    少なくとも所定の第一のカット幅および第一のカット長さを設定する第一のカット仕様に従い前記第一のたばこ材料を細片に切断する工程であって、前記第一のたばこ材料の切断された前記細片のカット長さの分布が少なくとも二モードである工程とを含む、方法。
16. 請求項１５に記載の方法であって、
    第二のたばこ材料を提供する工程と、
    前記第二のたばこ材料を前記第一のたばこ材料とは別個にかつ第二のカット仕様に従い切断する工程であって、前記第二のカット仕様がカット長さおよびカット幅のうち少なくとも一つについて前記第一のカット仕様とは異なる工程と、
    前記切断した第一のたばこ材料および前記切断した第二のたばこ材料を混合する工程とを含む、方法。
17. 前記第二のたばこ材料が再構成たばこシートである、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第二のたばこ材料の含水量を調節する工程をさらに含む、請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記第一のたばこ材料が前処理したたばこ材料である、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記第一のたばこ材料を切断する前に前記第一のたばこ材料を調整する工程をさらに含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記第一のたばこ材料の含水量を調節することによって前記カットフィラーの含水量を制御する工程を含む、請求項２０に記載の方法。

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