JPH0565152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、タバコ膨張剤およびタバコ膨張法に
関する。 従来の技術 タバコ製造業においては、タバコの充填能を増
加させる処理を行なうのが通例となつている。こ
のような処理は、タバコ膨張法と称される。従来
より提案されているタバコ膨張法は、タバコ葉片
を膨張剤で含浸するものである。その後、タバコ
葉片は、熱風や蒸気等の加熱媒体によつて加熱さ
れることもある。このようにして加熱することに
よつて、タバコから膨張剤を除去する。これらの
膨張法のうちのあるもにおいては、加熱工程にお
いてタバコを膨張させている。 加熱工程の代わりに、高圧高温にしたタバコを
急激に減圧する工程が行なわれることもある。ま
た、加熱工程の代わりに、タバコを冷凍乾燥する
工程が行なわれることもある。 従来より提案されている膨張法に使用される膨
張剤には、水、蒸気、空気、窒素、二酸化炭素、
二酸化硫黄、アンモニア、炭化水素、ハロゲン化
炭化水素がある。 英国特許明細書第955679号に記載されているタ
バコ膨張法によるタバコは、脂肪族炭化水素、環
式炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール、ケト
ン、エーテル、エステル、塩素化溶媒、ならびに
混和可能な前記溶媒同士を混合したものの中から
任意に選んだ液状溶媒によつて処理される。 米国特許明細書第3693631号には、揮発性有機
化合物を使用してタバコを含浸するタバコ膨張法
が開示されている。この明細書によると、好まし
い有機化合物は、比較的に非極性であつてしかも
比較的または実質的に非水溶性である非酸化化合
物である。 米国特許明細書第3425425号には、１種類以上
の糖と、１種類以上の無機酸または有機酸、一塩
基酸または二塩基酸のナトリウム塩またはカリウ
ム塩、あるいは水酸化ナトリウムまたは水酸化カ
リウムとを含む溶液で茎を処理するタバコ茎膨張
法が開示されている。前記溶液で処理されたタバ
コ茎は、乾燥された後、例えば300℃にまで加熱
される。 米国特許明細書第3771533号には、タバコをア
ンモニウムならびに二酸化炭素によつて処理する
タバコ膨張法が開示されている。このように処理
されたタバコにさらに、加熱および減圧の両方、
あるいは一方の処理を施す。 欧州特許公開公報第107932号（出願番号
83305989.2）には、高温高圧下で気相状態にある
膨張剤によつてタバコを処理した後、減圧するタ
バコ膨張法が開示されている。好ましい膨張剤
は、軽質炭化水素、エタン、プロパン、プロピレ
ン、ｎ−ブタン、イソブタン、ジクロロジフルオ
ルメタン、ならびにモノクロロジフルオルメタン
であり、前記膨張剤の混合物を良好に使用できる
と記載されている。 前記特許文献には、２つ以上の成分を有するタ
バコ膨張剤をタバコ膨張法に使用するという記載
があるが、我々の知る限り、タバコ膨張法に用い
た時タバコ充填能増加に関して相乗効果を達成す
ることが可能な第１、第２成分から成るタバコ膨
張剤については教示されていない。この２つの成
分から成る膨張剤が相乗効果をもたらすには該膨
張剤による充填能増加が、各成分自体の充填能増
加から直線比例的に予期されるものより大きなけ
ればならない。 故に、本発明の目的は、相乗効果を達成するタ
バコ膨張剤を提供することである。 さらに、本発明の他の目的は、タバコ膨張法に
おいて第１成分と第２成分とから成るタバコ膨張
剤を提供するもので、この場合それぞれの成分の
みから得られるタバコ充填能より、更に大きい相
乗的、飛躍的効果を発揮できる膨張剤を提供する
ものである。 上記目的を達成するため、本発明によるタバコ
膨張剤は、揮発性、非極性、および実質的に非水
不溶性である第１成分としての第１有機化合物
と、揮発性、水溶性であつてかつ第１成分より極
性が大である第２成分としての第２の含酸素有機
化合物とから成る。前記第１化合物と第２化合物
とは、各々が液相状態にある時、互いに混和可能
であるのが好ましい。 前記第１有機化合物は、分子構造中に１個から
８個の炭素原子を有する炭化水素、特に３個から
６個の炭素原子を有する炭化水素が好ましい。第
１有機化合物として使用される炭化水素は、直鎖
状、分枝状、飽和、不飽和、環状、あるいは置換
炭化水素であつてもよく、またフレオン（商標）
などの弗化炭化水素であつてもよい。 第２有機化合物は、分子構造中に１個から６個
の炭化原子を有する炭化水素、特に１個から３個
の炭化原子を有する炭化水素が好ましい。第２有
機化合物は、ケトン、エステル、あるいはアルコ
ールなどであつてもよいが、アルデヒドあるいは
エーテルではないのが好ましい。 前記第１、第２有機化合物は、共沸混合物を生
成できるものが望ましく、共沸混合物を生成でき
るものである場合、共沸比率またはその近辺の混
合比率にした方が好ましい。 前記第１、第２有機化合物は、共沸混合物を生
成できるものが望ましく、共沸混合物を生成でき
るものである場合、共沸比率またはその近辺の混
合比率にした方が好ましい。 また、第１、第２図有機化合物の各々は、20℃
またはその近辺で１バール（100kPa）絶対圧の
条件下において液相であるのが好ましい。さら
に、第１、第２有機化合物のそれぞれの大気圧沸
点は互いに近接し、その差が、約50℃以内である
のが好ましい。 本発明によるタバコ膨張剤はその膨張効果が相
乗的であるということば判明した。 さらに、本発明によるタバコ膨張剤を使用する
ことにより、周知の単一有機成分タバコ膨張剤に
比して充填能が極めて増加し得るということが判
明した。 本発明によるタバコ膨張法は、前記タバコ膨張
剤によつてタバコを処理する工程と、このように
処理したタバコに加熱処理および減圧処理の両
方、あるいは一方を施す工程とから成る。タバコ
に対して前記第１、第２有機化合物を別々に加え
てイン・シツ（in situ）混合して所望の膨張剤
を調成すこともできる。前記加熱、減圧処理によ
つて、タバコ膨張剤をタバコから除去することが
できるので有利である。 本発明による方法によつて、タバコの葉身およ
び茎の両方、あるいは一方を膨張させることがで
きる。 本発明のタバコ膨張法の一実施方法において膨
張剤によつて処理されたタバコを閉塞型圧力容器
中で加熱し、タバコ中の液相膨張剤の温度を圧力
容器中の圧力より小さい圧力に対応する膨張剤沸
点以上に上昇させ、後に圧力容器を開放圧になる
まで急激に通気する。 前記開放圧は、使用する膨張剤によつては大気
圧、あるいは超大気圧であつてもよいが、大気圧
以下であるのが好ましい。 本発明の他の実施方法によれば、タバコ膨張剤
で処理したタバコを、高温窒素あるいは加熱蒸気
などの気体加熱媒体が流れるダクトに送り込ん
で、タバコ粒子を気体媒体によりダクトに沿つて
移送した後、分離手段によつて気体媒体から分離
する。 以下、実施例に基づいて、本発明によるタバコ
膨張法を詳述する。 実施例 １ 熱風乾燥した葉身と茎とを重量比80％：20％で
ブレンドした500ｇのタバコを18％の含水重量に
なるまで加湿した。180ｇのｎ−ペンタンおよび
145ｇのアセトンから成る膨張剤を前記タバコに
加えた。６時間平衡状態に保持した後、閉塞した
バンドフイーダー１（第１図）を介して、25m
sec^-1の割合で蒸気が流れる内径５cm直線状膨張
管２に前記タバコを送り込んだ。蒸気ヒータ４を
介して蒸気供給源３から供給された蒸気は、300
℃の初期温度を有していた。タバコを膨張管２内
において３ｍの移動させた後、サイクロン分離器
５によつて前記タバコを前記蒸気から分離した。
その後、前記タバコを12.5％の含水重量に平衡保
持し、タバコの充填値と粒子比容積とを測定し
た。非膨張の12.5％の含水重量に平衡保持した対
照タバコと比較した場合、本発明によるタバコの
充填値は130％増加し、また粒子比容積は169％増
加した。 同条件の下でｎ−ペンタンのみを使用した場
合、充填値の増加は64％、粒子比容積の増加は84
％であつた。また、同条件の下で、アセトンのみ
を使用した場合、充填値の増加は65％、粒子比容
積の増加は91％であつた。このようにして、ｎ−
ペンタンおよびアセトンは、単独で使用する場合
より、混合して使用する方がはるかに優れたタバ
コ膨張剤として作用するということが明らかとな
つた。 充填値および粒子比容積の測定は、英国特許明
細書第2128758号に記載された手動式充填値・イ
ンピーダンス試験器を使用して行なつた。 充填値（FV）は次の式から得られた。 FV＝π（3.25）²ｈ／Ｗ この式において、 3.25は試験器のシリンダーの半径（cm）、 ｈはタバコカラムの高さ（cm）、 Ｗはタバコカラムの重さ（ｇ）である。 粒子比容積（PSV）の測定は（D²ｈ）／３
（1.42P）に対する嵩密度の直線回帰によつて得ら
れた。 この場合、 Ｄはタバコの嵩密度（gcc^-1）、 ｈはタバコカラムの高さ（cm）、 Ｐはタバコカラム中の圧力降下（cmH₂Ｏ）、 1.42はタバコラカム中の流量補正係数である。 Ｄ軸の二点間は粒子密度であつて、この逆数は
粒子比容積である。 実施例 ２ 本発明によるタバコ膨張法を６回に分けて行な
つたが、膨張剤の組成を変えたこと以外、膨張法
の条件（パラメーター）は６回とも同一のものと
した。 膨張法番号 ｎ−ペンタン アセトン （容量％） （容量％） １ 100 ０ ２ 90 10 ３ 80 20 ４ 75 25 ５ 50 50 ６ ０ 100 各膨張法において熱風乾燥した葉身のみをブレ
ンドした22％の含水重量を有する500ｇのタバコ
を使用し、このタバコを各膨張法ごとに異つたｎ
−ペンタン・アセトン組成の350ｇの膨張剤で処
理した。 ４時間平衡状態に保持した後、閉塞したバンド
フイーダーを介し、毎分200ｇの流量で前記タバ
コを12ｍの長さと５cmの内径を有する直線状膨張
管に送り込んだ。該膨張管内における蒸気の流量
は50ｍ sec^-1であり、蒸気の初期温度は350℃で
あつた。膨張管の出口側において、分離器によつ
て前記タバコを蒸気から分離した。このようにし
て膨張されたタバコをその充填値（FV）および
粒子比容積（PSV）を測定する前に、12.5％の含
水重量に平衡保持した。FVおよびPSVの測定
は、米国特許明細書2128758A号に記載の試験器
と類似しており自動式プランジヤーが取り付けら
れている点で異なる試験器を使用して行なつた。
非膨張の平衡保持された対照タバコと比較した場
合、本発明による膨張タバコのFVならびにPSV
の増加は以下の通りとなつた。 膨張法番号 FV増加(%) PSV増加(%) １ 77 126 ２ 108 161 ３ 118 177 ４ 110 169 ５ 96 172 ６ 36 59 以上のように、ｎ−ペンタンとアセトンとから成
る膨張剤を用いた膨張法２から膨張法５における
FVならびにPSVの増加は、ｎ−ペンタンのみを
用いた膨張法１おけるものより大きく、アセトン
のみを用いた膨張法６におけるものよりも大きか
つた。さらに、FVならびにPSVの増加が一番大
きかつた膨張法は、膨張法３であつた。膨張法３
に用いられた膨張剤は、80％のｎ−ペンタンと20
％のアセトンとから成るものであつた。ｎ−ペン
タンとアセトンとの比率は、両者の共沸比率と略
等しい。このように、これらの２つの成分から成
る膨張剤は、両成分共沸比率に均等または近似値
の組成にすることによつて最高の相乗効果が得ら
れる。 第２図はFVの増加値を示し、Ａ軸は膨張剤に
おけるｎ−ペンタンの比率、Ｂ軸はFV増加率を
示す。 実施例 ３〜７ 再び熱風乾燥した葉身のみをブレンドしたタバ
コを使用して、毎回２つの異なつた成分から成る
膨張剤を用いた実施例２の膨張法を５回繰り返し
た。各回において、膨張剤の総重量は350ｇとし、
膨張剤に２つの成分を同一の重量比率とした。
FVならびにPSVの増加結果は次の表１に示す。
この表から明らかなように、各々の膨張剤のFV
増加率（４欄）は、２つの成分のうちの一方のみ
を用いた場合のもの（５、６欄）より大きかつ
た。同様に、PSV増加率（７欄）も、２つの成
分のうちの一方のみを用いた場合のもの（８、９
欄）より大きかつた。

【表】 実施例 ８ 熱風乾燥した葉身のみをブレンドした20％の含
水重量のタバコ20％を２リツトルの圧力容器７
（第３図参照）内のバスケツト６の中に入れ、48
ｇのフレオン−11と20ｇのアセトンとから成る膨
張剤をタバコ全体に注いだ。次に、圧力容器７を
閉塞し、タバコを平衡保持させるため５〜６分間
待つた後、閉塞した状態の圧力容器７をその内壁
面が160℃になるように蒸気ジヤケツト８によつ
て加熱し、圧力容器７内に700KPa絶対圧を生じ
させた。これらの条件の下で前記タバコを５分間
の平衡状態に保持したのち、管１０内のバルブ９
を開くことによつて、圧力容器１１を通気して圧
力容器１１内を１４kPa絶対圧の略一定真空状態
にした。この膨張法に施し12.5％の含水重量に平
衡保持した後のタバコの充填能は、膨張されてな
いで平衡保持された対照タバコに比べて、71％増
加し、一方、フレオン−11およびアセトンのうち
の一方のみを使用した場合のタバコ充填能の増加
率は、それぞれ、61％および30％であつた。この
場合、充填能の増加は、５ｇのタバコを使用し
て、小試料シリンダーで測定された。以下、この
充填能増加測定値をFPと称す。 実施例 ９ 実施例８のタバコと同種類であつて、25％の含
水重量を有し室温に維持した20ｇのタバコを、内
壁面が150℃になるように予め加熱された第１圧
力容器７内のバスケツト６の中に入れた。第１圧
力容器７を閉塞した状態で、管１３中のバルブ１
２を開けて第１圧力容器７の内部と第２圧力容器
１４の内部とを連通させた。次に、第２圧力容器
中に、容積比80％：20％のｎ−ペンタンとアセト
ンとの混合物から成る膨張剤を入れた。その後、
第２圧力容器１４の内部を高温にし約800kPaの
圧力にするため、電気加熱手段（図示せず）によ
つて第２圧力容器１４を加熱した。このようにし
て２つの圧力容器７，１４の内部が連通した時、
気相および液相状態にある膨張剤が第２圧力容器
１４中にあらわれた。気相状態にある膨張剤は、
第２圧力容器１４から第１圧力容器７に流れ、第
１圧力容器７中でタバコと接触して凝縮した。 その後、バルブ１２を閉じることによつて、第
１圧力容器７の内部を第２圧力容器１４の内部か
ら隔離した。５分間平衡状態に維持した後、第１
圧力容器７の壁面温度が160℃となり圧力が
520kPa絶対圧となつた時、バルブ９を開けるこ
とによつて第１圧力容器７を14kPa絶対圧の略一
定真空状態になるまで通気した。 12.5％の含水重量に平衡保持したタバコのFP
増加率は72％であり、一方、ｎ−ペンタンおよび
アセトンのうちの一方だけを使用した場合のFP
増加率は、それぞれ、46％および26％であつた。 実施例 10 実施例９の膨張法に繰り返したが、この実施例
においては、２つの圧力容器７，１４の内部を連
通させる前に、第１圧力容器７を20kPa絶対圧に
まで空気抜きした。５分間平衡状態に保持した後
における第１圧力容器７の内壁面の温度は160℃
であり、第１圧力容器７中の圧力は500kPa絶対
圧であつた。FPの増加率は86％であつた。 実施例 11 実施例８の膨張法を繰り返したが、この実施例
においては、タバコの初期含水重量は25％であ
り、第１圧力容器７中に入れる前に膨張剤でタバ
コを処理した。この膨張剤は、34ｇのｎ−ペンタ
ンと８ｇのアセトンとから成るのもであつた。５
分間平衡状態に保持した後の第１圧力容器７の圧
力は305kPa絶対圧であつた。FP増加率は88％で
あつた。 実施例 12〜17 毎回異なつた２つの成分から成る膨張剤を使用
して、実施例２の膨張法を６回繰り返した。毎
回、使用された膨張剤の総重量は350ｇであり、
膨張剤の２つの成分は同じ重量比であつた。さら
に、毎回、熱風乾燥した葉身ブレンドの初期含水
重量は24％であつた。 次に掲げる表２から明らかなように、各膨張剤
に関するFV増加率ならびにPSV増加率（４、７
欄）は、２つの成分のうちの一方のみを使用して
得られた増加率（５、６、８、９欄）よりも大き
かつた。

【表】 比較例 １、２ 実施例12〜17の膨張法を２回繰り返した。第１
回目の膨張法において使用した２成分膨張剤の両
成分は第１化合物タイプのものであり、第２回目
の膨張法において使用した２成分膨張剤の両成分
は第２化合物タイプのものであつた。 次の表３から明らかなように、各々の膨張剤の
FVならびにPSVの増加率（４，７欄）は、各成
分を単独で使用した場合の増加率から直線比例的
に予想されるものより小さい。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１〜７、ならびに実施例12〜
18によるタバコ膨張法を実施するために使用する
タバコ膨張装置を示し、第２図は、実施例２によ
るタバコ膨張法から得られた結果を示し、第３図
は、実施例８〜11によるタバコ膨張法を実施する
ために使用するタバコ膨張装置を示す。 １……バンドフイーダー、２……膨張管、３…
…蒸気供給源、４……蒸気ヒーター、５……サイ
クロン分離器、６……バスケツト、７，１１……
圧力容器、８……蒸気ジャケツト、９，１２……
バルブ、１０，１３……管、１４……第２圧力容
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 揮発性で非極性で、かつ実質的に水不溶性で
   ある炭素数１〜８の脂肪族炭化水素、シクロアル
   カン又はハロゲン化炭化水素を第１成分とし、揮
   発性で水溶性で、かつ極性が前記第１成分より大
   きく、しかも第１成分と相溶する炭素数１〜６の
   ケトン、エステル又はアルコールを第２成分とし
   たタバコ膨張剤。 ２ 前記第１成分の炭素数が３〜６である特許請
   求の範囲第１項記載のタバコ膨張剤。 ３ 前記第１成分が20℃またはその近辺で、
   100kPa絶対圧の条件下において液相状態である
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のタバコ
   膨張剤。 ４ 前記第１成分がｎ−ペンタンである特許請求
   の範囲第１項〜第３項記載のいずれか１項記載の
   タバコ膨張剤。 ５ 前記第２成分の炭素数が１〜３である特許請
   求の範囲第１項〜第４項のいずられ１項記載記載
   のタバコ膨張剤。 ６ 前記第２成分が20℃またはその近辺で、
   100kPa絶対圧の条件下において液相状態である
   特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項記
   載のタバコ膨張剤。 ７ 前記第２成分が、アセトン、ギ酸メチルおよ
   びエタノールから成る群より選ばれる特許請求の
   範囲第１項記載のタバコ膨張剤。 ８ 前記第１成分ならびに第２成分の大気圧下で
   の沸点の差が50℃以内である特許請求の範囲第１
   項〜第７項のいずれか１項記載のタバコ膨張剤。 ９ 前記第１成分と第２成分とが、共沸混合物を
   形成可能な特許請求の範囲第１項〜第８項のいず
   れか１項記載のタバコ膨張剤。 １０ 前記第１成分と第２成分との比率が、共沸
   比率またはその近辺である特許請求の範囲第９項
   記載のタバコ膨張剤。 １１ 揮発性で非極性で、かつ実質的に水不溶性
   である炭素数１〜８の脂肪族炭化水素、シクロア
   ルカン又はハロゲン化炭化水素を第１成分とし、
   揮発性で水溶性で、かつ極性が前記第１成分より
   大きく、しかも第１成分と相溶する炭素数１〜６
   のケトン、エステル又はアルコールを第２成分と
   してなるタバコ膨張剤によつてタバコを処理する
   工程と、このように処理したタバコに加熱処理お
   よび減圧処理の両方、あるいは一方を施す工程を
   包含するタバコ膨張法。 １２ タバコ充填能の増加が、前記タバコ膨張剤
   の第１及び第２成分の一方のみを使用して得られ
   るタバコ充填能の増加より大きい特許請求の範囲
   第１１項記載のタバコ膨張法。 １３ 前記の加熱及び／又は減圧工程に於いて、
   前記タバコから前記タバコ膨張剤が除去される特
   許請求の範囲第１１項または第１２項記載のタバ
   コ膨張法。 １４ 前記タバコ膨張剤によつて処理された前記
   タバコを、高温気体媒体が流れるダクトに送り込
   み、その後分離手段によつて前記気体媒体からタ
   バコを分離する特許請求の範囲第１３項記載のタ
   バコ膨張法。 １５ 前記タバコ膨張剤で処理したタバコを閉塞
   型圧力容器中で加熱し、タバコ中の液相膨張剤の
   温度を前記圧力容器中の圧力より小さい圧力に対
   応する膨張剤沸点以上に上昇させ、後に前記圧力
   容器を開放圧になるで急激に通気する特許請求の
   範囲第１３項記載のタバコ膨張法。 １６ 前記タバコ膨張剤の第１成分による前記タ
   バコの処理を、前記タバコ膨張剤の第２成分によ
   る前記タバコの処理に対して独立して行なわし
   め、第１、第２両成分をその場（in situ）で混
   合する特許請求の範囲第１１項〜第１５項のいず
   れか１項記載のタバコ膨張法。