JPH0319680A - 煙草シート材料の製造装置および方法 - Google Patents

煙草シート材料の製造装置および方法

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JPH0319680A
JPH0319680A JP2135130A JP13513090A JPH0319680A JP H0319680 A JPH0319680 A JP H0319680A JP 2135130 A JP2135130 A JP 2135130A JP 13513090 A JP13513090 A JP 13513090A JP H0319680 A JPH0319680 A JP H0319680A
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slurry
mixer
tobacco
mixing
sonic
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JP2135130A
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Bernard C Kiernan
バーナード・シー・キアーナン
Bernard A Semp
バーナード・エー・サンプ
John A Whitman
ジヨン・エー・ホイトマン
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Philip Morris Products SA
Philip Morris Products Inc
Original Assignee
Philip Morris Products SA
Philip Morris Products Inc
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/01—Making cigarettes for simulated smoking devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/14—Forming reconstituted tobacco products, e.g. wrapper materials, sheets, imitation leaves, rods, cakes; Forms of such products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/08—Blending tobacco

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  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に煙草シート材料の製造、具体的には煙
草シート材料の連続的シート・キャスデイングを行うた
めの装置および方法に関する。
煙草シート材料を製造するための一方法が、第１図のブ
ロック図に示されている。煙草茎］Ｏは洗浄され１２、
適切なサイズ１４（例えば１２〜４００メッシュ）に細
断され、さらにブレンドされて均質となる１６。煙草粉
１８も適切なサイズ２０（例えば１２〜４．　Ｏ　Ｏメ
ッシュ）に細断され、さらにブレンドされて均質となる
２２。
次に、これらのサイズ調整された煙草成分は混合され、
さらに適切な抽出溶液２４と混合されてスラリー２６を
形戊する。抽出溶液２４は、（５） 煙草戊分中に化学的に結合されたべクチンの抽出を容易
にするものである。
この工程における次の段階は、多くの時間を必要とする
。スラリー２６は、少なくとも３〜４時間熟或されなけ
ればならない２８。この熟戊工程中に２８、スラリー２
６には二つの変化が生じるが、それらはそれに続くスラ
リーからの煙草シート材料のキャスティングに重要なも
のである。まず、ペクチンが煙草成分から抽出されて、
スラリー２６に放出される。スラリ２６中にべクチンを
含有することは、煙草戚分をシート材料に結合させるた
めに必要である。
次に、スラリー２６が液体を吸収する。これは一般に湿
潤と呼ばれる。十分な湿潤は、柔軟でもろくない煙草シ
ート材料を成形するために必要である。代表的には、ス
ラリー２６はポンプを用いて熟成用の貯蔵タンクへ送り
込まれる。
スラリーがおよそ３〜４時間熟成２８された後に、製造
工程が続行される。スラリーはさらに煙草成分のサイズ
を細かくするために精製さ（６） れ３０、次に従来のやり方でキャスティングされること
により、煙草シート材料となる。このキャスティング工
程は、スラリーの成形３２および乾燥３４を含んでいる
。
長い熟戚工程２８のために、この煙草冫−１・材刺の製
造方法は正確な事前計画を必要とする。
煙草シー１・材料の必要量は、３時間以上前に正確に算
定されなければならない。さらに、製造を適時に計画す
ることにより、製作工程ならびに浄化が予定された作業
シフト内に完了できるように計らなければならない。
長い熟或工程を短縮あるいは省略するために、煙草シー
ト材料を製造するための二種類の方法が開発されている
、第一の方法は、抽出溶液２４の代りに結合剤溶液を用
いるものである。結合剤をスラリーに加えることにより
、天然ペクチンが煙草或分から離脱するのを待たなくて
よい。
そのような結合剤溶液は、接着剤または外部供給源から
得られるペクチンを含むことができる。
外部からのべクチンは、非煙草製品から得ることがてき
る。この方法の例が、米国特許第４１６４９４８号、第
４３２５３９１号，第４３３７７８３号、第４７０２２
６４号ならひにカナダ特許第１１１６９７０号である。
スラリー１と加えられる接着剤または外部ペクチンは、
スラリー中の煙草或分から抽出されたべクチンとは化学
的に同等ではない。したがって、結合剤溶液を用いて製
造される煙草シート材料は、抽出溶液を用いて製造され
る煙草シート材料よりも天然性が劣る。
第二の方法は、熟或工程の代りＩこ高性能機械式ミキサ
ーを使用するものである。抽出溶液と組み合わせたこの
高性能機械式ミキサーにより、ペクチンが煙草或分から
スラリー中へ迅速ｌこ放出される。機械式ミキサーは、
ペクチンを抽出するために高剪断混合を用いる。スラリ
ーの湿潤は、この高剪断混合中に行われる。機械式高剪
断混合はエネルギー集約的であり、煙草成分のサイズを
細かくする。米国特許第４６７４５１９号は、この方法
を開示している。
本発明は、煙草シート材料の製造装置および方法におい
て実施される。
特に、本発明はスラリー中の煙草戊分からペクチンを抽
出するために、超音波振動による音波混合を利用してい
る。それとは別に、スラリーの湿潤は、スラリーを低周
波振動を用いた低周波混合により行われる。低周波混合
および付随するスラリーの湿潤は、低剪断混合により行
われる。ペクチンの抽出とスラリーの湿潤に続いて、ス
ラリーを煙草シート材料に成形するためのキャスティン
グが行われる。
スラリーには、サイズ調整された煙草茎、サイズ調整さ
れた煙草粉、抽出溶液が含まれる。
低周波混合は音波混合の前ないしは音波混合と煙草シー
トのキャスティングとの間に行うことができるが、好ま
しくは音波混合の前に行うべきである。
低周波混合装置は、スラリーの低周波混合を行う。低周
波混合装置は、スラリーを圧力下で低周波混合装置へ送
り込むポンプ装置と、スラ〆　　０　　） ノーが進入するためのオリフイスおよびスラリーが流出
する出口を備えたハウジングと、該ノ＼ウジング内に設
置されたブレードとを含むが、該ブレードはスラリーが
ブレードのところを通過する際に低周波数で振動する。
音波混合装置は、スラリーの超音波混合を行う。音波混
合装置は、スラリーを圧力下で音波混合装置へ送り込む
ポンプ装置と、スラリーが進入するためのオリフイスお
よびスラリーが流出する出口を備えたハウジングと、該
ハウジング内に設置されたブレード状障害体とを含むが
、該ハウジングにおいてはスラリーがオリフイスに流入
してブレード状障害体のところを通過する際にスラリー
が超音波振動数にてキャビテーションを生じる。
本発明の前記ならびにその他の特徴および長所は、添付
図面に関連して記載された好ましい実施態様の以下の説
明から明らかにされるであろう。これらの図面では、同
じ部材に対しては同じ参照文字が用いられている。
（１０） 第１図｛オ、煙草シート材料を製造するための先行技術
の方法のフロック図である。
第２図は、煙草シート材料を製造するための本発明の方
法のブロック図である。
第３図は、音波インターミキサーの断面図である。
第４図は、ソノレーター（　Ｓｏｎｏｌａｔｏｒ　）を
貫流するスラリーの流れを示す音波ソノレーターの断面
図である。
第２図に示されたように、本発明の好ましい実施態様は
準備された煙草茎、準備された煙草粉ならびに抽出溶液
を含むスラリー４０から煙草シー１・材料を連続的に製
造することを提供するものである。
煙草茎４２は洗浄され４４、次に４０メッシュのスクリ
ーンを通過するためにサイズ調整される４６ｏ好ましい
実施態様における煙草茎は４０メッシュ以下に細断され
るが、それらは４００メッシュまでとすることもできる
。煙草茎４２のサイズを小さくするために、粉砕が行わ
れる。サイズ調整された煙草茎は集められ、さらにブレ
ンドされて均質な混合物４８となる。
同様に、煙草粉５０は４０メッシュのスクリン（但し４
００メッシュまで可能）を通過するために圧搾、粉砕お
よび／またはふるい分けによりサイズ調整された後に５
２、ブレンドされる５４。
ブレンドされた煙草茎４８とブレンドされた煙草粉５４
は混合され、さらに抽出溶液５６と混合されてスラリー
４０を形戊する。煙草成分内に化学的に結合されたべク
チンの離脱を容易にし、またスラリーにより吸収される
液体を提供するために、抽出溶液５６がスラＩＪ−４　
０に加えられる。この液体吸収は、一般をと湿潤と呼ば
れる。抽出溶液５６は、市販の適当な抽出溶液を使用す
ることができる。好ましい実施態様の抽出溶液５６は、
標準仕様のフィリップ・モリス抽出溶液である。好まし
い実施態様では、抽出溶液５６は３５〜１００℃（１０
０〜２００下）の温度に加熱され、湿潤剤と芳香剤が加
えられる。
本発明は有利なことに、湿潤工程とべクチン離脱工程と
を分けている。好ましい実施態様では、スラリー４０の
湿潤は２台のインターミキサー５８において低周波振動
および低剪断混合により行われる。ペクチン離脱は、ソ
ノレーター７８において超音波振動を利用してスラリ４
０を音波混合することにより行われる。高剪断混合とは
異なる低剪断混合による湿潤の方が、後の切断時により
優れたシート保全性を示す煙草シート材料を生み出すこ
とが知られている。
それに加えて、インターミキサー５８での低剪断混合と
ソノレータ−７８での音波混合の組み合わせは、従来の
高性能機械式ミキサーよりも所要エネルギーが少ないの
である。
スラリー４０は、２台の連続的に接続された形式のイン
ターミキサー５８へ圧力下で送り込まれる。好ましい実
施態様はソニック・エンジニアリング●コーポレーショ
ン（「ソニック」）、ノルウオーク、コネチカットによ
り製造および販売されたインターミキサーを利用してい
る。
ソニック社は、そのインターミキサーに関連する米国特
許第３４０８０５０号（ｒ’０５０特許」）を保有して
いる。第３図は、インターミキサ５８の断面図である。
もちろん、本発明はこの特殊装置の使用に限定されない
ことが理解されるであろう。インターミキサーの機能を
果たす他の装置も、本発明の一部分である。
各インターミキサー５８は、外側スリーフ６２と内側混
合室６４とを備えた一般に円筒形の本体６０からなる。
スラリー４０は、スロット形状を持つ矩形オリフイス６
６およびオリフイス・ガスケット６８を通って混合室６
４に流入する。
スラｌ　−　４　０は、出口７０を通って混合室６４か
ら流出する。先端が太く、また矩形オリフイス６６と同
じ寸法と形状を有するブレード７２が混合室６４内に設
置され、またブレード・フロック７４に固定されている
。スラリー４０をブレード７２に向けて圧送することに
よりブレードがその自然振動数にて振動し、それにより
スラリーが撹拌される。ソニック・インターミキサーー
の運転については、ソニック社の”０５０特許において
より詳しく説明されている。
好ましい実施態様において、オリフイス６６からの距離
が調整できるブレード７２がオリフイス６６から離され
ることにより、低剪断混合が提供される。ブレードとオ
リフイスとの距離を増大させることによる剪断混合の低
下は、０５０特許（特に５欄と６欄にまたがる節）にお
いて説明されている。
好ましい実施態様のインターミキサー５８のブレード７
２は、毎秒５０〜２５０サイクルの範囲で振動する。本
発明は、低周波数範囲内の他の振動速度も考慮している
。
スラリー４０は３　５　〜４　２　０　ｋＰａケージ（
５〜６　０　ｐｓｉｇ　）の圧力でインターミキサー５
８に送り込まれるが、好ましい実施態様ではおよそ１　
４　０　ｋＰａゲージ（　２　０　ｐｓ１ｇ　）で運転
されている。
スラＩＪ　−　４　０の低周波の低剪断混合は、スラリ
ーの所要湿潤工程を数秒間で遂行する。好ましい実施態
様において、連続的に接続された２台のインターミキサ
ー５８（第１インターミキサーの出口を第２インターミ
キサーーの入口７６に接続）を用いてスラＩＪ　−　４
　０により多くの液体を吸収させるのが望ましいことが
判明した。
煙草シート材料は本発明により１台のインターミキサー
５８を用いて、あるいはインターミキサー５８を使用せ
ずに製造できることも判明したが、そのようなシート材
料は後の切断時のシトの保全性において劣る。
スラリー４０は、インターミキサー５８からソニック・
コーポレーション（「ソニック」）、ストラットフオー
ド、コネチカットにより製造および販売されたソノレー
ター・ホモジエナイザ−７８へ直接的に送り込まれる。
ソニック社は、そのソノレーターｌこ関係する米国特許
第３１７６９６４号および第３９２６４１３号を保有し
ている。この場合にも、本発明がこの特殊装置の使用Ｃ
こ限定されないことが理解されるであろう。ソノレータ
ーの機能を果たす他の装置も、本発明の実施に使用する
ことができる。
スラリー４０のソノレーターへの供給をおくらせること
も可能であるが、そのようなおくれは必要ではない。
ソノレータ−７８は、煙草或分のサイズを著しく小さく
することなく、スラリー４０中の煙草戊分からペクチン
を抽出するために音波混合を有利に利用する。
第４図は、ソノレータ−７８の断面図である。
ソノレーター７８は、内部混合室８２を備えた一般に円
筒形のハウジング８０と、楕円形オリフイス８４と、出
口８６とからなる。混合室８２の中には、混合中に振動
するブレード状障害体８８が設置されている。出口８６
には、調整弁９０が設置されている。
ソノレータ−７８は、高速度のスラリ一流４０の運動エ
ネルギーを高性能音波混合エネルギーに転換する。第４
図に示されたように、スラリー４０は２　７　−　８　
３　０　０　ｋＰａゲージ（４−１２００ｒ１　プ） ｐｓｉｇ）の圧力で楕円形オリフイス８４に送り込まれ
、さらに混合室８２内のブレード状障害体８８の先端ｌ
こ衝突する。但し、好ましい実施態様では、およそ３　
５　０　０　ｋＰａゲージ（　５　０　０　ｐｓｉｇ）
で運転される。オリフイス８４とブレード状障害体８８
との間で、スラリー　４　０は元の流れのベクトルに対
して垂直なうずを生じる。この分流は、音波範囲におい
て定常振動に変化する。
音波振動がスラｌ　−　４　０中に応力を生じさせ、そ
れ１こよりスラリーは超音波振動数範囲においてキャビ
テーションを惹起する。混合室８２内の剪断および乱流
と組み合わされた超音波キャビテーションがスラリー４
０中の煙草粒子を粉砕し、スラリーを乳化する。これが
煙草粒子からペクチンを抽出し、それをスラリー４０中
へ離脱させる。ソノレーター７８は、煙草シート材料の
以後の成形に必要とされるペクチンを数秒間で離脱させ
る。ソニック・ソノレーターの運転については、ソニッ
ク社の米国特許第３１７６９６４号および第３９２６４
１３号に（ｌ８） より詳しく説明されている。
ソノレーターの混合室８２における混合作用の強さを制
御するのは三つのパラメータ、すなわち、オリフイスｌ
と対するポンプ圧力、オリフイス８４とブレード８８と
の間隔ならびに混合室８２内の圧力である。混合の強さ
は、オリフイスに対するポンプ圧力を大きくすることに
より増大する。オリフイスに対するポンプ圧力は、ポン
プ速度の増大および／またはオリフイス８４のサイズの
縮少により増大できる。同様に、オｊフイスに対するポ
ンプ圧力は前記の逆の調整により低減できる。混合の強
さは、オリフイス８４とブレード８８との間隔の縮少お
よび／または調整弁９０をブレード８８方向に移動させ
て出口穴８６のサイズを縮少することにより混合室８２
内の圧力を増大させることによっても増大できる。
インターミキサー５８は、有利にはソノレータ−７８の
前に設置される。インターミキサー５日は、ソノレータ
ー７８がスラリー４０を一定の粘稠性になるように乳化
する以前の方が、よりエネルギー効率的にスラリー４０
を混合することができる。さらに、最初にソノレータ７
８により乳化されたスラリーを十分に湿潤するためには
、高剪断混合がインターミキサー５８により必要とされ
るであろう。しかし、インターミキサー５８とソノレー
タ−７８との順序は、逆にすることもできる。
インターミキサー５８およびソノレータ−７８のいずれ
も、スラリー４０の圧力を検知するための圧力計を備え
るべきである。ソノレーター７８は、音波計を具備しな
ければならない。
ソノレータ−７８の出口８６から排出されるスラリーは
、直ちにシーＩ・・キャスティングすることが可能であ
る。好ましい実施態様では、スラリーはソノレータ−７
８から直接的にキャスティングへ送られる。シートはま
ず従来のやり方で成形され９４、次に乾燥されて９６煙
草シート材料となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、煙草シート材料を製造するための先行技術の
方法のブロック図である。 第２図は、煙草シート材料を製造するための本発明の方
法のフロック図である。 第３図は、音波インターミキサーの断面図である。 第４図は、ソノレーター（　Ｓｏｎｏｌａｔｏｒ　）を
貫流するスラリーの流れを示す音波ソノレーターの断面
図である。 １０・・・茎、１２・・洗浄、１４・・・サイズ調整、
１６・・ブレンド、１８・・・粉、２０・・・サイズ調
整、２２・・・ブレンド、２４・・・抽出溶液、２８・
・熟或、３０・・・精製、３２・・・戊形、３４・・・
乾燥、４０・・スラリー、４２・・茎、４４・・・洗浄
、４６・・・サイズ調整、４８・・ブレンド、５０・・
・粉、５２・・・ザイズ調整、５４・・・ブレンド、５
６・・・抽出溶液、５８・・インターミキサー（２台）
、７８・・音波処理、９４・・戊形、９６・・乾燥、６
０・・・円筒形本体、６４・・混合室、６６・・矩形オ
リフイス、７０・・出「］、７２・・ブレード、７６・
・・入口、（　２ｌ） ８０・・・円筒形ハウジング、８２・・混合室、８４・
・・楕円形オリフイス、８６・・出１コ、８８・・ブレ
ード状障害体、９０・・調整弁。 （２２） 特許戸去 吉田文毅 気ム 初〔をする者 ｊ件との関係 七もテね殺人 ５． 補正の対象 ７． 添付書類目録 １）願書（特許出願人の住所及び 代表者氏名を正確に記載したもの） ２）委任状及びその訳文 ３）明細書〈浄書したもの〉 ４）図面（浄書したもの〉

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、煙草成分のスラリー（４０）の供給源（４２、４４
    、４６、４８、５０、５２、５４）、スラリーを受取る
    ようになされたミキサー、およびミキサーによる混合に
    次いでスラリーをキャスティングすることにより煙草材
    料のシートを形成せしめるためのシート成形装置（９４
    ）を有する煙草シート材料の製造装置において、該ミキ
    サーが超音波振動によりスラリーを音波混合するための
    音波ミキサー（７８）を有することを特徴とする煙草シ
    ート材料の製造装置。 ２、煙草茎のサイズ調整を行うための装置（４６）およ
    び煙草粉のサイズ調整を行うための装置（５２）を有す
    る請求項１記載の煙草シート材料の製造装置。 ３、スラリー（４０）中に含有せしめる抽出溶液の供給
    源（５６）をも有する請求項１または２記載の煙草シー
    ト材料の製造装置。 ４、スラリー供給源（４２、４４、４６、４８）（５０
    、５２、５４）と音波ミキサー（７８）との間もしくは
    音波ミキサーとシート成形装置（９４）との間に配置さ
    れる低周波振動によるスラリー（４０）の混合用低周波
    ミキサーをも有する前記請求項のいずれかに記載の煙草
    シート材料の製造装置。 ５、低周波ミキサー（５８）が低剪断ミキサーである請
    求項４記載の煙草シート材料の製造装置。 ６、オリフィス（６６）を備えたハウジング（６０）、
    スラリー（４０）を圧力下でオリフィスから低周波ミキ
    サーへ送り込むためのポンプ、スラリーが低周波ミキサ
    ーから排出される出口（７０）、およびスラリーが送り
    込まれる際に低周波振動数で振動するハウジング内に設
    置されたブレード（７２）を有する低周波ミキサー（５
    ８）を特徴とする請求項４または５記載の煙草シート材
    料の製造装置。 ７、音波ミキサー（７８）が、オリフィス（８４）を備
    えたハウジング（８０）、スラリー（４０）を圧力下で
    前記オリフイスへ送り込むためのポンプ、スラリーが音
    波ミキサーから排出される出口、およびハウジング内に
    設けられたブレード状障害体（８８）を有し、該障害体
    はスラリーを前記オリフィスから前記ブレード状障害体
    へ送り込むことによりスラリーが超音波振動数において
    キャビテーションを惹起するように配置されることを特
    徴とする前記請求項のいずれかに記載の煙草シート材料
    の製造装置。 ８、煙草成分を含有するスラリーの超音波振動による音
    波混合、および音波混合工程後にスラリーをキャスティ
    ングすることによる煙草材料シートの成形からなる煙草
    シート材料の製造方法。 ９、スラリーがサイズ調整された煙草茎とサイズ調整さ
    れた煙草粉を含有する請求項８記載の煙草シート材料の
    製造方法。 １０、スラリーが抽出溶液をも含有する請求項９記載の
    煙草シート材料の製造方法。 １１、低周波振動によるスラリーの低周波混合をも含み
    、また低周波混合が音波混合よりも前に行われるか、あ
    るいは音波混合の後で煙草材料シートの成形より前に行
    われる請求項８〜１０のいずかに記載の煙草シート材料
    の製造方法。 １２、低周波混合が低剪断混合によるスラリーの混合を
    含む請求項１１記載の煙草シート材料の製造方法。 １３、低周波混合が、スラリーを低周波ミキサーへ流入
    せしめるオリフィス、スラリーを低周波ミキサーから排
    出する出口、および内部に配設されたブレードを備えた
    ハウジングを有する低周波ミキサーにスラリーを送り込
    むことを含み、それによりスラリーがブレードを通過す
    る際にブレードを低周波振動数で振動させる請求項１１
    または１２記載の煙草シート材料の製造方法。 １４、音波混合が、スラリーを音波ミキサーへ流入せし
    めるオリフィス、スラリーを音波ミキサーから排出する
    出口、および内部に配設されたブレード状障害体を備え
    たハウジングを有する音波ミキサーにスラリーを送り込
    むことを含み、それにより超音波振動数にてスラリーの
    キャビテーションを惹起させる請求項８〜１３のいずれ
    かに記載の煙草シート材料の製造方法。
JP2135130A 1989-05-24 1990-05-23 煙草シート材料の製造装置および方法 Pending JPH0319680A (ja)

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US07/356,756 US4972854A (en) 1989-05-24 1989-05-24 Apparatus and method for manufacturing tobacco sheet material
US356756 1999-07-19

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KR (1) KR900017516A (ja)
BR (1) BR9002425A (ja)

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