JPH0628578B2 - 煙草再生方法およびその方法によって製造される煙草充填物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、煙草の再生に関するものである。

従来の技術 粒子状の煙草を利用した煙草材料の製造については、従
来より多くの提案がなされている。これらの提案による
と、粒子状煙草は、喫煙物製造工程や紙巻煙草製造工程
等における廃棄物（煙草屑）から得ることができ、ま
た、煙草葉身もしくは葉柄を碾いて得ることもできる。
粒子状煙草から製造される材料は、平坦ウェブすなわち
シート状、ロッド状、フィラメント状、または中空円筒
状であってもよい。これらの材料を製造する方法は、通
常、煙草再生方法と称される。

喫煙物として使用可能な材料を製造するため煙草再生方
法を実施することが提案された。前記材料が例えば直径
８mmの多孔ロッド状に製造される場合、前記ロッドは紙
巻き煙草または葉巻に類似した喫煙物として喫煙可能で
ある。また、煙草再生方法による製造物は、寸断された
後、通常の喫煙物の切断充填物成分として利用すること
が提案されている。さらに、ウェブすなわちシート状の
再生煙草材料は、喫煙物の包装材料として使用される。

前記再生方法によって製造される材料に含むよう提案さ
れた煙草以外の成分には、水と、例えばペクチン、スタ
ーチ、プルラン、セルロース・バインダー等のバインダ
ー剤と、充填物と、湿潤剤と、膨張剤と、強化剤と、香
料とがある。

煙草再生方法は、粒子状煙草およびその他の構成材料に
鋳造工程、押出し工程、または製紙タイプ工程を適用す
ることによって実施可能となる。

従来より提案されている煙草再生方法の詳細は、次に列
記した特許明細書に記載されている。すなわち、 オーストラリア特許第４９９，６５１号明細書。カナダ
特許第７１１，５２９号、第９５１，２０９号、第１，
１６３，０６９号明細書。欧州特許第０５６，３０８
号、第１１３，５９５号、第１４３，３３５号、第１６
７，３７０号、第１９８，７１８号、第２０８，５６６
号、第２３８，２９８号明細書。英国特許第５３６７／
９８号、第９８３，９２８号、第１，０１３，３０３
号、第１，０５５，４４５号、第１，０５９，４７０
号、第１，１３８，２８０号、第１，２３４，７８６
号、第１，５０２，７９７号明細書および、英国特許公
開第２，０７８，０８７号明細書。米国特許第２，５９
２，５５３号、第３，０９８，４９２号、第３，１６
６，０７８号明細書。

発明が解決しようとする問題点 従来の煙草再生方法によって製造された材料に関する喫
煙上の問題点は、味、風味、香り、色、燃焼性、密度、
弾力性およびもろさ等の要因に係るものである。このよ
うな材料を喫煙物の充填物成分として使用した際、通常
の切断葉煙草と比べて充填力が弱くなるという問題点が
ある。また、従来の再生方法による材料は外観が悪い。

故に、本発明の目的は、喫煙特性が煙草と近時した材料
を製造できる煙草再生方法を提供することである。

本発明の別の目的は、切断葉煙草と色および全体的外観
が近時した材料を製造できる煙草再生方法を提供するこ
とである。

また、本発明の別の目的は少なくとも切断葉煙草と同等
の充填力を備えた材料を製造可能な煙草再生方法を提供
することである。

さらに、本発明の目的は、弾力性があり且つ変質抵抗力
が高い切断材料を製造可能な煙草再生方法を提供するこ
とである。

さらに、本発明の別の目的は、煙草充填物製造における
主要処理工程の終わりに天然煙草紙巻き煙草充填物とブ
レンド可能な材料を製造可能な煙草再生方法を提供する
ことである。

問題点を解決するための手段 本発明は、重量比５％から３５％のスターチと、重量比
１０％までのバインダーとを有し前記スターチの重量が
前記バインダーの重量の２倍以上である粒子状煙草・ス
ターチ・バインダー混合物を、該混合物の重量の０％か
ら１０％の範囲内の砂糖および水を添加して、押出物が
押出機のダイの排出開口部より大きな断面を有するよう
に押出してシート状押出物を形成し、前記押出物を切断
して煙草充填物サイズの粒子製品を製造することを特徴
とする煙草再生方法を提供する。

スターチは、前記混合物において重量比１０％から３０
％の範囲内であり、バインダーの３倍以上の重量である
のが好ましい。バインダーは混合物における重量比が５
％を越えないのが好ましい。

前記スターチは、コーンスターチ等である。該スター
チ、または、その一部は、その他のスターチであっても
よい。

前記バインダーはセルロースバインダーが適切である。
本発明を実施するのに用いる好ましいセルロースバイン
ダーとしては、ヒドロキシプロピルセルロースやカルボ
キシメチルセルロースがあるが、前者が特に効果的であ
る。その他の好ましいセルロースバインダーとしては、
ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、エチ
ルセルロース等があり、煙草再生方法に精通した者にと
って前記以外のものも容易に考えられる。前記煙草・ス
ターチ・バインダー混合物のバインダーは、２以上の材
料によって構成されてもよいが、そのうちの１つはヒド
ロキシプロピルセルロースである。

若し加えるとしたら、砂糖は、果糖、グルコース、サッ
カロース等の１以上の砂糖からなる。前記砂糖は、煙草
・スターチ・バインダー混合物において重量比５％を越
えないのが好ましい。

押出機における総含水量は、押出物の乾燥工程がない場
合、切断押出物の含水量が重量比５％から２０％（湿量
基準）、より好ましくは、１０％から１６％（湿量基
準）の範囲内となるようなものであるのが好ましい。
“総含水量”とは、煙草・スターチ・セルロースバイン
ダー混合物の“乾燥”成分における水分および添加水の
合計値のことである。前記成分が押出機に供給される前
に前記成分のうちの１つまたはそれ以上の成分に水を添
加した後、または、前記添加に代えて、胴部導入口を介
して押出機胴部に水を注入してもよい。好適な方法とし
ては、混合物の成分を混合した後、混合物を乾燥状態の
まま押出機に供給し、押出機胴部に水を注入する方法が
ある。

好ましくは、グリセロールまたはプロピレングリコール
等の可塑剤を、前記成分とともに押出機に供給した後、
または、それに代えて、押出機胴部に注入する。可塑剤
の含有量は、湿量基準で、重量比１％から１０％の範囲
内がよい。

押出機内における前記材料の処理が断熱状態または略断
熱状態で行なわれることによって、適切な特性の製品が
得られるということがわかった。さらに、押出機内にお
ける前記材料の煙草部分の温度が煙草にとって有害な値
とはならず８０℃から１８０℃の範囲内となるように、
ダイに至る押出機胴部の温度を調節することが大切であ
る。

前記処理は、ダイから排出されたばかりの押出物が、押
出物内で飛び散って蒸気となる水によって膨張するよう
な条件で行なう必要がある。このようにして、押出物の
断面が大きくなり、多孔性の内部構造が形成される。押
出物の密度は５０mg／ccから５００mg／ccであり、３０
０mg／ccを越えないのが好ましい。

さらに、前記シート状押出物の牽引することにより、該
押出物の加工方向の大きさ大きくしその厚みを小さくす
ることが効果的だということがわかった。このような牽
引により、押出物に志向性が付与され、該押出物の強度
及び可撓性が高まる。

牽引比、すなわち、ダイにおける押出物の速度に対する
ダイの下流側において押出物に与えられる加工方向速度
の比は、１．５以上であり、さらに好ましくは少なくと
も２０である。

押出物の低密度構造を保持するため、押出物への牽引力
は、押出物が１対の対向するローラー間に挾持されると
きのような横方向粉砕力を含んではならない。押出物を
低密度構造を保持した状態で牽引する効果的な方法は、
表面の粘着性を保証するに十分な高温を維持しながら該
押出物を対になっていない被駆動牽引ローラーのまわり
で伸長することであるということが判明した。押出物の
適切な粘着性、および、ローラーの円周方向における十
分な部分にわたって該ローラーと押出物との接触を確保
することにより、前記ローラーは、押出物を牽引するに
十分な牽引力を発揮する。ローラーの円周接触面は通常
の円筒状の円滑面であるのが好ましい。押出機のダイに
対するローラーの位置は、ダイからローラーに至る押出
物がローラーに十分粘着することができない程冷却しな
いような位置が好ましい。該ローラーを設けた位置にお
いて押出物の十分な粘着性を確保するため、押出機のダ
イからローラーに至る押出物の移動を例えば、加熱手段
によって内部が高温に保たれるハウジング内で行なうよ
うにしてもよい。このようにして加熱することにより、
押出物の可撓性相状態を長くすることができる。

押出物がダイから排出される時の温度、および、押出機
に供給される成分を一定にしたとき、押出物が牽引され
る程度は、押出物の内部細胞が破壊したり押出物幅方向
表面を粉砕したりすることなく伸長化されるように、選
択するのが好ましい。

シート状の押出物を切断する時において、押出物がカッ
ターの動作上の問題点を起すには不十分な粘着性を有
し、且つ、押出物の細胞構造が切断力に抗するに必要な
含気性を備える程に強化されていることを確実にするよ
うに押出物の温度を低くすべきである。そうでなけれ
ば、前記切断力は細胞の重要部を粉砕することとなる。
このため、冷却手段により、押出物を冷却するのが好ま
しい。牽引ローラーは、冷却流体がローラー中を循環す
るような冷却手段を有することが好ましい。

切断時における押出物の温度は、３０℃から５０℃以内
であるのが好ましい。

シート状押出物は、先ず、切断工程において長手方向、
すなわち、加工方向に切断される。この目的のため、押
出物を横切る方向に少し離隔し合ったディスクナイフ等
の多数の切断部材を設けてもよい。次に、押出物は、例
えばマルチブレード型シリンダーカッター等の切断手段
によって切断されて、各々が直線断面をしたフィラメン
トからなる粒状である切断製品となる。

前記切断製品が均一構造となるのを確実とするため、押
出物の押出時の当初の断面が管状または略管状となるよ
うな排出開口部を有するダイを設ける必要があるという
ことがわかった。次に前記押出物は、均一内部構造およ
び均一の厚みを有する平坦シート状に展開される。変更
例によるダイの排出開口部は直線スリット状である。

煙草再生技術による当業者にとって自明なように、押出
機に風味剤を供給することも考えられる。このような風
味剤は、天然もしくは人工風味剤、または、植物エキス
等であってもよい。

本発明方法に用いられる粒子状煙草は、煙草葉の葉柄も
しくは葉身、またはその両方であり、煙草工場廃棄物か
らなるものでよい。煙草工場の主要または補助製造工程
において蓄積される廃棄物を使用して前記方法を十分に
実施可能であるということがわかった。前記廃棄物の代
わりに、または廃棄物に加えて、切断煙草を使用するこ
とも可能である。

本発明方法により、押出機に供給されたときの化学的構
成に対して実質的な化学変化を受けていない構成の製品
が容易に得られる。

再生煙草充填物製品は、天然すなわち再生されておらず
膨張化されていない煙草充填物との置換値が少なくとも
１：１であらねばならない。

さらに、本発明は、各々が巣穴状内部と粒子の両側にわ
たって延びる一体状のスキンとを有する粒子から成る再
生煙草充填物構造であって、 該充填物製品は、重量比５％から３５％のスターチと、
重量比１０％までのバインダーとを有し前記スターチの
重量が前記バインダーの重量の２倍以上である粒子状煙
草・スターチ・バインダー混合物を、該混合物の重量の
０％から１０％の範囲内の砂糖および水を添加して、押
出物から押出機のダイの排出開口部より大きな断面を有
するように押出してシート状押出物を形成し、該押出物
が前記粒子となるように切断される方法によって製造さ
れる再生煙草充填物製品を提供する。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図で示す装置により再生煙草製品を製造する際、煙
草殻、スターチ、およびセルロースバインダーが、各々
の貯蔵器（1,2,3 ）から混合ユニット（４）に供給され
て、水を添加することなく混合される。前記成分の重量
比は、例えば、煙草殻８０％、スターチ１５％、およ
び、セルロースバインダー５％である。工場から排出さ
れる煙草殻は、碾くことなく直接使用してもよい。セル
ロースバインダーは、例えば、３重量部のヒドロキシプ
ロピルセルロース［Aqualon BV（アクアロン ビーヴィ
ー）社により入手可能］と、２重量部のカルボキシメチ
ルセルロースナトリウム［Courtaulds Plastics and Ch
emicals （クールトールズプラスチックス アンド ケ
ミカルズ）社より入手可能］とで構成される。

前記成分が混合ユニット（４）で完全に混合されると、
混合物は、符号（６）で全体を示す２スクリュー型押出
機のホッパー（５）に送られる。押出機（６）の供給ユ
ニット（７）は、供給パイプ（８）を介して、前記混合
物を押出機（６）の胴部の導入端部に供給する。タンク
（10）からくみ出される水は、ポンプ（12）の作用によ
り、線管（11）を介して前記胴部（９）に注入される。
同様に、グリセロールは、タンク（13）からくみ出さ
れ、ポンプ（15）の作用により、線管（14）を介して胴
部（９）に注入される。

砂糖が添加される場合、該砂糖は、貯蔵器（1,2,3 ）か
らの材料とともに混合ユニット（４）に供給されるのが
都合よい。

ホッパー（５）から胴部（９）に供給される前記混合物
の流動量は、例えば、１時間当り８６Kgであり、この場
合、線管（11，14）による水およびグリセロールの流動
量は、それぞれ、１時間当り１０Kgおよび５Kgとするの
が適当である。胴部（９）における湿潤混合物中の水
は、例えば、重量比１６％である。

前記胴部（９）には加熱手段（第１図に図示せず）が設
けられており、該加熱手段により、胴部（９）に沿って
所望の温度が維持可能となる。

前記胴部（９）の温度は、例えば、導入端部では４０℃
であり、排出端部では９５℃にまで上昇する。

押出機（６）内における圧力は、押出機（６）内の水が
液相に保たれるような圧力値に維持される必要がある。
該圧力値は、５００psig（３４００ kPa）から２０００
psig（１３，６００ kPa）までが適当である。

前述の温度、圧力値において、押出機（６）に供給され
るスターチはゼラチン化される。

押出機（６）の胴部（９）の排出端部には、押出ダイ
（16）が配設されている。第２図から明らかなように、
押出ダイ（16）の排出開口部（17）は略リング状となっ
ている。前記開口部（17）は、ダイ（16）中に組み込ま
れるブロック（18）がリングの１２時の方向において開
口部（17）を遮断している意味において、完全なリング
であるとはいえない。このようにして、符号（19）で示
す押出物は、ダイ（16）からの排出当初において略管状
断面を有する。

押出物（19）がダイ（16）から排出される際、該押出物
（19）中の水は飛び散って蒸発するため、押出物（19）
の断面は前記排出開口部（17）の断面より大きくなり、
押出物（19）は実質的に閉塞された巣穴構造を呈する。
ダイ（16）に隣接した箇所における押出物（19）の温度
は、典型的には１１５℃であった。

押出物（19）は、各々が磨かれたステンレス鋼周辺面を
有する２つの平坦な円筒状ローラー（20，21）の周囲を
通過する。ローラー（20）は第１図における時計回り方
向に駆動され、ローラー（21）はローラー（20）と同速
度で時計回り逆方向に駆動される。冷却・ポンプユニッ
ト（24）から線管（22，23）を介して、冷却水がローラ
ー（20，21）中に循環される。

ダイ（16）からローラー（20）まで進行する際、押出物
（19）は、ダイ（16）においては略管状であったもの
が、ローラー（20）においては平坦シート状に展開され
る。ローラー（20）と接触状態にある押出物（19）の温
度は、該押出物（19）が粘着性をもちドラム（20）に粘
着するような温度であり、その結果、周辺部の速度がダ
イ（16）から排出される時の押出物（19）の直線状速度
以上となるように駆動されるドラム（20）が押出物（1
9）上に牽引力を発揮し、押出物（19）を牽引する。牽
引比は例えば１０である。ローラー（20，21）を循環す
る冷却水の冷却効果は、シート状押出物（19）がローラ
ー（21）を通過した時の温度が例えば４０℃となるよう
に、前記押出物（19）の温度を減少することである。ロ
ーラー（21）を通過する押出物（19）は、幅および厚み
が均一で、例えば、２００mmの幅および０．７mmの厚み
となり、閉塞巣穴内部、および、上、下外方スキンを有
する均一断面構造を有する。ローラー（20）の上流にお
いて可塑性相状態のとき押出物（19）が受ける牽引の結
果、該押出物（19）内の巣穴は加工方向に長くなる。ロ
ーラー（20，21）の冷却作用により、押出物（19）の加
工方向に志向した構造が強化される。ローラー（21）を
通過して押出物（19）は、前述の牽引および強化工程の
結果、強度および可撓性が高くなっている。

ローラー（21）の下流側において、シート状押出物（1
9）は、符号（27）で全体を示すカッターユニットに来
る前に、ガイドローラー（25，26）の囲りを通過する。
カッター（27）に来ると、押出物（19）は先ず、多数の
回転駆動可能な円盤ナイフで構成される１対のスリッタ
ー（28，29）間を通過する。前記スリッター（28，29）
は、押出物（19）を例えば０．８mm幅の連続フィラメン
トに切る。そこで、該フィラメント状押出物（19）は多
数の刃を備えた回転可能シリンダー（30）と該シリンダ
ー（30）と共働する固定刃（31）との間を通過し、その
結果、連続フィラメントは例えば４０mmの長さの個々の
フィラメントに切断され、次に個々のフィラメントは容
器（32）に収集される。

典型的には、前記フィラメントの含水量は、重量比１５
％である。

容器（32）に収集される製品は、特に、天然煙草からな
る紙巻き煙草用の充填物とブレンドするのに適する。さ
らに、前記ブレンドは、煙草製造における主要工程の終
わりに行なうことができ、この点で、前述の主要工程を
経なければならず変質する恐れがある現在の再生製品と
異なる。

本発明の方法を実施する際押出機に供給することのでき
る粒子状材料の乾燥重量比は次のようにすることもでき
る。

そのＩ 煙草８０％、スターチ１５％、ヒドロキシプロピルセル
ロース３％、サッカロース２％。

そのII 煙草７６％、スターチ１５％、ヒドロキシエチルセルロ
ース３％、カルボキシメチルセルロース２％、サッカロ
ース４％。

本発明の方法によって得られる製品は、以前実施された
煙草再生法による製品より優れた喫煙性を含む特性の組
合せを有するということがわかった。

本発明の方法を用いて製造される製品は、優れた外観、
天然色および香りをするものであった。定量テストによ
り、押出機に供給される初期乾燥混合物によって製造さ
れる製品の色変化は最小限あるということがわかった。
また、その他のテストにより、前記製品中におけるニコ
チン・タール量および還元糖の量は、押出機に供給され
る煙草のものと同様であるということがわかった。本発
明の方法により、非膨張切断葉煙草と同等またはそれ以
上の充填力を有する製品が製造される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、煙草再生装置の略図、 第２図は、第１図の装置に設けた押出機のダイの排出端
部を示す図である。 （6）：押出機、（16）：ダイ、 （17）：排出開口部、（19）：押出物。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量比５％から３５％のスターチと、重量
   比１０％までのバインダーとを有し前記スターチの重量
   が前記バインダーの重量の２倍以上である粒子状煙草・
   スターチ・バインダー混合物を、該混合物の重量の０％
   から１０％の範囲内の砂糖および水を添加して、押出物
   が押出機のダイの排出開口部より大きな断面を有するよ
   うに押出してシート状押出物を形成し、前記押出物を切
   断して煙草充填物サイズの粒子製品を製造することを特
   徴とする煙草再生方法。
2. 【請求項２】前記混合物におけるスターチの重量比が少
   なくとも１０％であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
3. 【請求項３】前記混合物におけるスターチの重量比が３
   ０％を越えないことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。
4. 【請求項４】前記混合物におけるスターチの重量がバイ
   ンダーの重量の少なくとも３倍以上であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
   項記載の方法。
5. 【請求項５】前記バインダーがセルロースバインダーか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４
   項記載の方法。
6. 【請求項６】前記バインダーの少なくとも一部がヒドロ
   キシプロピルセルロースであることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の方法。
7. 【請求項７】切断された前記押出物の含水量が、湿量基
   準で、重量が５％から２０％の範囲内であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第６項記載の方法。
8. 【請求項８】前記含水量が、湿量基準で、重量が１０％
   から１６％の範囲内であることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項記載の方法。
9. 【請求項９】押出機に可塑剤が供給されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１
   項記載の方法。
10. 【請求項１０】前記押出機内における前記煙草の最大温
    度が８０℃から１８０℃であることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項に項載の
    方法。
11. 【請求項１１】前記押出機内における温度および圧力条
    件は、前記ダイからの排出時に、前記押出物がその中で
    飛び散って蒸気となる水によって膨張されるようなもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１
    ０項までのいずれか１項記載の方法。
12. 【請求項１２】前記押出物の密度が５０mg／ccから５０
    mg／ccの範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項から第１１項までのいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】前記押出物は、加工方向の寸法が大きく
    なるように牽引されることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項から第１２項までのいずれか１項記載の方法。
14. 【請求項１４】前記牽引比が１．５以上であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１３項記載の方法。
15. 【請求項１５】前記牽引比が少なくとも２０であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の方法。
16. 【請求項１６】前記押出物が、前記ダイから管状または
    略管状に排出されて、均一厚みのシート状に展開される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１５項ま
    でのいずれか１項記載の方法。
17. 【請求項１７】各々が巣穴状内部と粒子の両側にわたっ
    て延びる一体状のスキンとを有する粒子から成る再生煙
    草充填物製品であって、 該充填物製品は、重量比５％から３５％のスターチと、
    重量比１０％までのバインダーとを有し前記スターチの
    重量が前記バインダーの重量の２倍以上である粒子状煙
    草・スターチ・バインダー混合物を、該混合物の重量の
    ０％から１０％の範囲内の砂糖および水を添加して、押
    出物から押出機のダイの排出開口部より大きな断面を有
    するように押出してシート状押出物を形成し、該押出物
    が前記粒子となるように切断される方法によって製造さ
    れることを特徴とする再生煙草充填物製品。
18. 【請求項１８】前記製品が天然煙草充填物に対する置換
    値が少なくとも１：１であることを特徴とする特許請求
    の範囲第１７項記載の製品。
19. 【請求項１９】前記バインダーがセルロースバインダー
    からなることを特徴とする特許請求の範囲第１７項また
    は１８項記載の製品。