JPS6215192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はタバコのシート、それを形成するため
の組成物及び高い引張強さのタバコシートにキヤ
ストできる高固体組成物を低コストで調製し使用
するための方法に関する。 発明の背景 多数の再構成したタバコ組成物及びその製法が
公知であり、それにはタバコの粒子がロツド又は
シートのような凝集的構成の構造物に形成され、
その後葉巻中の結合剤又は上巻葉として、あるい
は紙巻タバコ又は葉巻中の充てん剤として使用さ
れる。再構成された構造物はまた好ましくは強さ
並びに審美性及び処理のための選んだ表面特性並
びにタバコ装置を通して処理するために必要な曲
げ特性を示し、配合物に製造作業の臨界的観点を
与える。 本明細書において、「タバコ」の語は、タバ
コ、再生タバコ、茎あるいは微細物などのタバコ
くず、カカオ葉その他の天然又は栽培植物、タバ
コ状物質、およびセルロース又はセルロース誘導
体などのこの分野でよく知られた類似構造の合成
物を包含するものである。 粉砕したタバコからタバコシートを製造する従
来の方法は比較的低い粘度の低濃度のタバコ及び
接着剤の水性スラリーを用い、それを支持体表面
上にキヤストして乾燥する。普通にはこれらのス
ラリーは約９〜11％固体までキヤストできるにす
ぎない。そのような方法は、当然比較的多量の水
を除去することが必要であることに関しエネルギ
ー集約的である。しかし、タバコを高固体におい
て湿潤にし均一に分散させることが困難であり、
また接着剤として有効で高固体水準で使用できる
易分散性試薬が入手できないので、低固体スラリ
ーにする方法が必要であるように思われる。 引用により本明細書に包含される同時係属中の
普通に譲渡されたシユミツト（Schmidt）らの米
国特許出願第811022号明細書（1977.6.29.提出）
に記載されるような高固体の処理できるスラリー
を提供するための改良、及び引用により本明細書
に包含される同時係属中の普通に譲渡されたシユ
ミツトの米国特許出願第1249号明細書（1979.1.5
提出）に記載されるような高固体水準における改
良された混合法がこれらの技術においてなされ
た。 従つて、今日そのような処理に高固体のスラリ
ーを用いてエネルギー問題を低下させても良い
が、しかし一層の改良が求められている。再構成
されたタバコシートを製造する目的の一つは適当
な強度であり、すなわち引張り及び引裂き特性が
処理及び使用中の割れ、粉砕、裂け、又は伸びを
防ぐために十分でなければならない。 米国特許第2897103号、第3097653号又は第
3115882号明細書に乾式又は湿式粉砕におけるタ
バコの粒度の慎重な制御により、引張強さの高め
られたタバコシートを得ることができることが示
された。シートの少くとも75重量％をタバコが構
成するので、他の方法により引張強さを制御する
ことが望ましく、エネルギー集約性がより少な
い。 適当な接着剤を選ぶことによるように、シート
における適当な凝集性及びたわみ性を保証するこ
とによりある引張及び引裂特性が与えられる。し
かし、一般に接着剤単独では再構成されたタバコ
シートが課せられるタバコの処理条件下に十分な
強さ、引裂抵抗及び崩壊に対する抵抗を与えるこ
とができなかつた。例えば、紙巻タバコのシート
使用において、繊維を含まない配合物は一般に裁
刻性が害なわれ、裁刻中に一層崩壊し一層短かい
断片となる。またこれは、これらの断片の充てん
力（すなわち、これらの断片の単位重量により紙
巻タバコに与えられる堅固さ）に不利な影響を与
える。 従つて、精砕（すなわちリフアイニング）した
針葉樹材セルロース繊維を用いて再構成されたタ
バコシート中の接着剤系を補強し、そのようにし
て引張強さ、曲げ強さ及び崩壊に対する抵抗を増
加させた。リフアイニングしない又は軽くリフア
イニングした状態における針葉樹材セルロースパ
ルプは比較的長く、からみあい及びもつれがない
セルロース繊維を有し、凝塊を生じ再構成された
タバコスラリーから薄膜をキヤストする処理中に
スリツトその他の問題を生ずる。さらに、長い繊
維はキヤステイング中に機械方向に並びがちで、
縦及び横方向における強さ特性に大きな差異（す
なわち、大きなオリエンテーシヨンフアクター）
を生じ、それは若干の用途に望ましくない。針葉
樹材セルロースパルプを一層リフアイニングする
と、薄膜のキヤステイングを妨害する程度まで繊
維の長さが低下するであろう。しかし、リフアイ
ニング作業中の機械仕事の入力はセルロース繊維
を次第に小さいフイブリルの枝分れした網状組織
にフイブリル化し、その結果最終タバコシート中
に結合した網状組織が生ずる。この繊維及びフイ
ブリルの網状組織は再構成されたタバコシートの
改良された物理的性質に大きく寄与するが、しか
し、針葉樹材パルプに対するリフアイニング作業
の望ましくない影響は、パルプが一層フイブリル
化され水和されるほど繊維状塊の粘度を増すこと
である。そのようなパルプを再構成されたタバコ
スラリーに加えると粘度の実質的な増加が生ず
る。そして、これが、塊がなお薄膜に形成される
ようにより低い固体でスラリーを調製することを
必要になし、加えた余分の水を除くために乾燥コ
ストが増加することになる。リフアイニングされ
た針葉樹材パルプに関連する高い粘度及びより高
い乾燥コストに加えて、紙のリフアイニング系に
必要なために装置の資本費用が増し、パルプのリ
フアイニング作業及び関連するエネルギーコスト
のために労力及びユーテイリテイーコストが増加
する。米国特許第3125098号及び第3464422号明細
書にはより粗にリフアイニングしたパルプに関連
して引張強さを高め、オリエンテーシヨンフアク
ターを低下させるために、タバコシートの製造に
おける非常にリフアイニングしたパルプの製造及
び使用が記載されている。しかし、得られた製品
は優秀であるけれども、高度のリフアイニングは
一層高い粘度でパルプを生じ、それを一層低い固
体（すなわち、高い乾燥コストで）処理しなけれ
ばならない。そのようなパルプのためにリフアイ
ニングサイクルが長くなり、リフアイニングに必
要なエネルギー入力及びその仕事の内容が増加す
る。 従つて、本発明の目的は再構成されたタバコシ
ートに補強を与えることである。 本発明の目的はまた使用中のキヤステイング系
にも適する繊維状補強剤を用いることである。 さらに本発明の目的は、タバコスラリーの粘度
を実質上増加させないで、そのような繊維補強を
与えることである。 さらに本発明の目的は高固体のキヤストできる
タバコ組成物に適合している繊維補強を与えるこ
とである。 他の目的は、適当な物理的性質を有するタバコ
シート製品を最少の資本及び作業費用で製造する
ことである。 これら及び他の目的は次の記載に示されるよう
に本発明の実施において達成される。 発明の簡単な記載 今回、硬材パルプのような精砕（リフアイニン
グ）していない短繊維パルプを、高固体量のキヤ
ステイングできる組成物に比較的低い濃度で配合
することによりタバコシートを効果的に補強でき
ることが見出された。本明細書を通じて「精砕
（リフアイニング）」の語は、一般に紙製造業界で
用いられるように、パルプ繊維を機械的に叩解す
る作業を意味し、より詳しくは、精製した繊維パ
ルプを高強度ミキサーで処理して繊維の一次壁を
破壊して一部除去し、繊維長を減少させ、繊維の
可撓性を増加させ、フイフリル化し、繊維比表面
積を増加させる工程ということができる。 本発明による方法は、費用の嵩む紙のリフアイ
ニング装置の必要並びにパルプリフアイニングに
含まれる費用の嵩む労力及びエネルギーが排除さ
れる。リフアイニングしない短繊維パルプは、同
じ繊維長さにリフアイニングされた針葉樹パルプ
よりも見掛けの粘度特性が低く、従つてリフアイ
ニングされない短繊維の配合物を高固体において
処理できる。この結果蒸発させる水が少く、プロ
セスがより経済的で効率的になる。 従つて、オーク、ゴム、ポプラのような硬材種
中に主な脱リグニンした木材パルプを、リフアイ
ニングしないで２〜12重量％程度の水準で、75重
量％又はより多くのタバコ及び有効量の接着剤と
組合せて、10〜40％又はより高い配合物固体水準
で使用し、商業品質のタバコシートを経済的に、
効率的に製造しても良い。 実質的に仮説的な説明に拘束されることを望ま
ないが、リフアイニングされない硬材パルプの大
きさが高固体組成物の粘度特性と組合されてキヤ
ステイング及びフイルム形成中高粘度媒質中の繊
維の移動を比較的制限することになると信じられ
る。この結果、繊維の凝集する傾向が低下し、キ
ヤステイング中に繊維が縦方向に選択的に並ぶ傾
向が低下する。従つて、シートの形成にトラブル
がなく、タバコシート製品のオリエンテーシヨン
フアクターが低く、多くの用途に望ましい。 発明の詳細な記載 本発明のパルプ補強剤における主な繊維は約２
mm未満の、好ましくは約0.5〜1.5mmの平均長さ
（実質上14メツシユのクラーク分級スクリーン上
に繊維が保持されない）及び５〜30ミクロンの幅
を示し、普通、これらの繊維の大きさが典型であ
る硬材種で実質上構成される。化学パルプ化によ
りパルプが脱リグニンされるのでリグニン、他の
非セルロース木材成分、廃物などが実質的に除か
れていて、従つて実質上高純度のセルロースであ
る繊維を次に分離し水性系中に分散させる。 適当な硬材種には、セントクロイ・クラフト
（St.Croix Kraft）（ジヨージア・パシフイツク
Co.）、オキシブライト（Oxy−Brite）（バージニ
ア州のチエサピーク・コーポレーシヨン）及びア
セタクラフト（Acetakraft）（インタナシヨナ
ル・ペーパーCo.）のような漂白又は未漂白パル
プの形態に便宜に処理されたオーク、ゴム及びポ
プラが含まれる。適当な南方硬材パルプの一つは
ゴム38％とオーク30％とを他の８硬材種との混合
物に含み、1.26mmの平均繊維長さ及び21.9ミクロ
ンの平均幅を示す。他の適当なパルプはゴム約1/
２及びオーク約1/2であり、平均繊維長さ1.37mmで
平均幅25.7ミクロンである。未漂白及び漂白した
竹、アフリカはねがや、バガス、稲わら及び小麦
わらのような他の短繊維パルプもまた入手できる
場合に用いても良く、ある目的には選んだ実施態
様に好ましいであろう。 パルプ補強剤はシートにおける引張又は引裂特
性を高めるのに十分な少割合で用いられる。通常
パルプ補強剤には、タバコシートの全乾燥重量の
約２〜12％、あるいはベースウエブ又は成形性組
成物中の固体に比例する量含まれる。 パルプを、便宜にはプロセス水中に、２〜４％
の濃度でスラリーになし、水和させ、すなわち、
15分間後、激しく撹拌して繊維を解き分離させ
る。接着剤及び任意的な橋かけ剤、保湿剤、着色
剤、芳香薬、抗真菌剤、抗細菌剤などを含む他の
シート成分を加えて乾燥粉砕したタバコと組合せ
るベースウエブを形成させる。 ベースウエブを目標スラリー固体及び所望タバ
コ含量により４〜６％の固形分又は濃度に調製し
次にタバコを組合せて本発明によるタバコシート
を製造するための成形性組成物を準備する。 本発明の成形性組成物は、好ましくは、乾燥タ
バコ及びベースウエブ組成物を強力ミキサー中で
タバコが水性相からの有効成分と平衡するのに十
分な時間よりも短い時間速やかに混合する前記シ
ユミツトの米国特許出願第1249号明細書に記載の
方法で処理される。全体の２〜12重量％を構成す
るベースウエブ中のパルプは、混合域を短時間に
通過する間に適度の仕事が系に与えられるけれど
も、それ自体は通常の意味でこの操作においてリ
フアイニングされない。あるいは、パルプより普
通の混合装置で処理される低固体タバコスラリー
に、より普通の方法で用いても良い。その場合に
なお紙のリフアイニング装置の排除による節減及
びパルプリフアイニング作業の排除に関連する労
力エネルギーの節減に寄与するであろう。 この操作において用いるタバコは、例えば80〜
100メツシユの米国標準篩を通過する大きさに普
通に粉砕される。バーレー、コネテイカツト広葉
タバコ、バージニアブライト又は他の入手できる
種類の単独、又は適当な混合物で構成されても良
く、また茎、葉柄又は回収粉の部分を含んでも良
い。タバコは最終シートの少くとも75重量％、好
ましくは80〜90重量％を、あるいは成形性組成物
の比例する量を構成する。 ベースウエブには水に可溶性又は少くとも分散
性である接着剤が含まれる。 接着剤又は結合剤はいなごまめガム、トラガカ
ントゴム、カラヤガム、ガラクトマンナンガム
（グアガムなど）のような塗膜形成多糖接着性ガ
ム及びそれらの誘導体；メチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルカルボキシルメチル
セルロースのようなセルロースエーテル及び誘導
体；ペクチンのようなポリウロニド；アルギン及
びそれらの誘導体などのような普通に用いられる
いずれのもので構成されても良い。 用いる接着剤の量及び種類は、それがシートの
主要構造成分であり、選んだ水分状態に乾燥した
ときキヤステイング表面からドクターリングされ
次に処理されることができる十分な強さ及びたわ
み性を有する構成された凝集性のシートを提供し
なければならないので、必要なシート特性に主に
関係する。接着剤の量を最少にして幾分でもタバ
コ含量を最大にすることが好ましく、一般に乾燥
したシート成分の５〜12重量％以下を用いれば十
分であろう。 有用範囲の上の方で、すなわち、固体の16〜40
重量％又はより多くで高固体成形性組成物を調製
するために、前記シユミツトらの米国特許出願第
811022号明細書に記載されるようにタマリンドガ
ムを接着剤として用いることが好ましい。 成形性組成物、すなわち、タバコ及びベースウ
エブを合せたものをポンプで直接キヤステイング
装置に送り、次に普通の方法でシートに成形す
る。このように、紙巻タバコ又は葉巻充てん剤あ
るいは葉巻上巻葉又は結合剤に転換するための標
準的方法で薄いシートが形成され、乾燥され、収
集される。 16〜40％固体の好ましい成形性組成物は非常に
粘性であることができる。その上、タバコは水性
相と平衡して膨潤し、実質上利用できる水のすべ
てを吸収し、系をキヤステイングにより成形する
ことが困難又は不可能になる。従つて、好ましい
実施態様において、高固体水準における成形性組
成物は、実質上直ちに、すなわち、タバコが水性
相と平衡状態に達する前にキヤストされる。通
常、引用により本明細書に包含される米国特許第
2769734号明細書に記載のように連続ステンレス
鋼ベルトが用いられる。スラリーフイルムは次に
約80〜90℃の温度で乾燥又は選んだ水分状態（例
えば13重量％）に加熱される。タバコシートの乾
燥に続いて、シートの最終用途により予め定めた
程度、例えば約10〜30％の範囲の水分までシート
に再び給湿しても良い。 キヤストされたシートは粘着性のような表面の
性質を制御するため表面を被覆しても良い。フイ
オール（Fiore）らの米国特許第3185161号明細書
に開示されるようにエチルセルロースのようなセ
ルロースエステルの被覆が通常用いられる。 本発明により製造されるタバコシートは次表に
示すような性質を示す。

【表】 好ましいタバコシートは2.0未満のオリエンテ
ーシヨンフアクター（縦方向破壊強さ／横方向破壊強さ
）及び相当 する縦及び横方向の乾燥破壊強さの10％以上の湿
潤破壊強さを示す。破壊強さは１インチの幅の試
験片を用いてスコツト・セリグラフ（Scott
Serigraph）上で測定される。シートを制御した
湿度条件下に平衡させ、タバコの種類により12〜
16％の範囲で一定湿度状態を与える。湿潤試験は
一端から約1/4インチシートの表面を濡らすこと
により行なわれる。 シートの気孔率はガーレイ・デンソメーターを
用いて300c.c.の空気流量で測定する。 粘度は溶液粘度として示され、ブルツクフイー
ルド粘度計で＃１又は＃４スピンドルを用いて
20rpmで測定する。 充てん力はボルグワールド・デンソメーターを
用いて12.5％の水分に平衡させた又は修正した細
断したシートについて測定する。c.c.／ｇとして示
される値は圧縮した容積又は比容である。 本発明はさらに、次の例に関連して例示され
る。特に示さなければ部はすべて重量による。 例 タバコ85％、並びに濃いかわ状にしたパルプ
4.2％、タマリンドガム9.0％、グアガム1.05％及
びグリオキサール橋かけ剤0.75％（最終シートを
基にした重量割合）を含むベースウエブ組成物を
含む組成物（水性スラリー）をキヤステイング
し、乾燥することによりタバコシートを製造し、
異なる短繊維パルプ（クラーク分級、％；14メツ
シユ０；30メツシユ30〜40；50メツシユ30〜40；
100メツシユ10〜15％；−100メツシユ20〜30）に
対し評価した。生じたシートの性質は表に示さ
れる。

【表】 例 例と同様の方法で、オキシブライト
（Oxibrite）硬材パルプ34％、アマテツクス
（Amatex）83粗タマリンドガム24％、アマテツ
クス83蒸煮したタマリンドガム25％、グアガム７
％及びグリオキサール橋かけ剤10％を含むベース
ウエブ組成物をエツペンパツハ・ミキサー中でタ
バコシート中にそれぞれタバコ85％及び80％を与
える割合でタバコ（バージニアブライトスクラツ
プ葉）と組合せ、約22％固体のスラリーからキヤ
ストした。シートは表に示す特性を示した。

【表】

【表】 例 この例において、一連のキヤストできる組成物
を製造しバージニアブライトスクラツプ葉タバコ
85％を用い、標準条件下にキヤストされたタバコ
中の硬材パルプ（４〜６％）及び橋かけ剤（1.0
〜1.5％）の水準を変えた。 オキシブライト硬材パルプ27％、粗タマリンド
ガム28％、蒸煮したタマリンドガム28％、グアガ
ム７％、及びグリオキサール10％を含む対照ベー
スウエブ組成物を固体水準4.10％に調製した。そ
れはPH6.6、粘度2800cps（スピンドル＃４）を示
した。強力ミキサー中でタバコと組合せたとき、
キヤストできる組成物（スラリー）が形成され、
次にシートにキヤストした〔スラリー温度86〓、
粘度34000cps（スピンドル＃１）、PH＝5.5、固体
水準20.5％〕。 残りの試験において、ベースウエブ組成物を、
固体水準及びパルプ含量に対し、例えば５％パル
プの場合にオキシブライトパルプ34％、粗タマリ
ンドガム24％及び蒸煮タマリンドガム25％〔粘度
44000cps（スピンドル＃１）；固体22.8％、68
〓〕及び６％パルプの場合にオキシブライトパル
プ40％、〔40000cps（スピンドル＃１）、固体20.5
％、86〓〕に調整し、必要に応じグリオキサール
を加えた。 タバコシートの性質は表に示される。

【表】 例 例と同様の方法で、すべて蒸煮したタマリン
ドガム、硬材パルプ４％、及びグリオキサール
1.5％を含む50000cps（スピンドル＃１、固体
21.6％、104〓）のスラリーから85％のタバコを
キヤストした。シートの性質は表に示される。 表 シート重量、ｇ／ft² 7.49−8.42 水分、％ 14.2−15.3 厚さ、ミル 5.37−5.85 密度、ｇ／c.c. 0.57−0.61 気孔率、秒 27−36 破壊強さ、ｇ／in DL 1800−1060 DT 895615 WL 185205 WT 90105 例 例と同様の方法において、それぞれの試験に
100％バージニアブライトスクラツプ葉
（VBSL）及びVBSLとバージニアブライト切断基
（VBCS）との65／35ブレンドからなるタバコを
85％の一定に用いてパルプ水準を３〜５％に変え
て（グリオキサール1.0％）タバコシートを製造
した。 ベースウエブ組成物は（３％硬材パルプにおい
て）オキシブライトパルプ20％、粗タマリンドガ
ム28％、蒸煮タマリンドガム35％、（４％硬材パ
ルプにおいて）オキシブライトパルプ27％、粗タ
マリンドガム28％、蒸煮タマリンドガム28％（５
％硬材パルプにおいて）、オキシブライトパルプ
34％、粗タマリンドガム24％、蒸煮タマリンドガ
ム25％である。スラリー固体は21.7％から22.6％
までである。 キヤストされたシートの性質は表に示され
る。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細末としたタバコ、その接着剤及び精砕され
   ていない短かいセルロース繊維２〜12重量％（乾
   燥量基準）を含み、前記セルロース繊維が精砕さ
   れない硬材パルプ、砂糖きびの搾り殻、竹、稲わ
   ら、小麦わら及びエスパルトからなる群から選ば
   れ且つ0.5mm以上2.0mm未満の平均長さを有し、そ
   して前記のタバコ、接着剤及びセルロース繊維が
   水性スラリー中に少くとも10重量％の固体水準で
   分散されている成形し得る組成物。 ２ 前記セルロース繊維が精砕されない硬材パル
   プである特許請求の範囲第１項記載の成形し得る
   組成物。 ３ 前記硬材パルプがオーク、ゴムの木及びポプ
   ラ材から実質的に誘導される特許請求の範囲第２
   項記載の成形し得る組成物。 ４ 細末としたタバコ、接着剤及び精砕されない
   硬材パルプ、砂糖きびの搾り殻、竹、稲わら、小
   麦わら及びエスパルトからなる群より選ばれ且つ
   0.5mm以上2.0mm未満の平均長さを有するセルロー
   ス繊維を含む脱リグニンきれたが精砕されない硬
   材パルプ２〜12重量％を含む凝集性完全タバコシ
   ート。 ５ 前記接着剤がタマリンドガムを含む特許請求
   の範囲第４項記載のタバコシート。 ６ 再構成されたタバコシート中に0.5mm以上2.0
   未満の平均長さを有するセルロース繊維を含む脱
   リグニンし精砕されない硬材パルプ２〜12％を含
   ませることを特徴とする再構成したタバコシート
   の物理的性質を改良する方法。 ７ 乾燥細末としたタバコを、実質的に前記タバ
   コの接着剤及び精砕されない硬材パルプ、砂糖き
   びの搾り殻、竹、稲わら、小麦わら及びエスパル
   トからなる群より選ばれ且つ0.5mm以上2.0mm未満
   の平均長さを有するセルロース繊維からなる水性
   スラリーを含むベースウエブ組成物とを組合せて
   少くとも10重量％の固形分を有するキヤストでき
   る組成物を形成させ、次に前記組成物を薄いシー
   トとしてキヤストし、次に乾燥することを特徴と
   するタバコシートの製法。 ８ 前記接着剤がタマリンドゴムを含む特許請求
   の範囲第７項記載の方法。 ９ キヤストできる組成物が少くとも16重量％の
   全固形分を有する特許請求の範囲第８項記載の方
   法。 １０ 前記セルロース繊維が脱リグニンし未精砕
   の硬材パルプからなる特許請求の範囲第７項記載
   の方法。 １１ 前記硬材パルプが実質的にオーク、ゴム及
   びポプラ材から誘導される特許請求の範囲第１０
   項記載の方法。 １２ 前記タバコと前記ベースウエブ組成物とが
   強力混合帯域中で組合され、そして前記タバコが
   存在する水と平衡状態に達するのに要するよりも
   短かい時間内にフイルムにキヤストされる特許請
   求の範囲第７項記載の方法。