JP6971860B2 - たばこ製品を作成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、喫煙物品に組み込むための三次元たばこ物体を作成する方法に関する。特に、この方法によって得られるたばこ物体は、たばこカットフィラーの構成要素としての用途のほか、従来の再構成たばこの代替品としての用途を見いだし得る。

たばこ材料のステミング、熟成、混合、切断、乾燥、冷却、スクリーニングなどの通常のたばこ加工操作の間、たばこダストおよびたばこ粒子が生成される。取り戻さなければ廃棄物になるたばこダストおよびたばこ粒子を取り戻すための方法が周知であり、これによってその有用なたばこ内容物を再生してもよい。例として、再構成たばこシートの製造のために、キャストリーフプロセスでたばこダストおよびたばこ粒子をリサイクルすることが周知である。１つのこうしたプロセスによって得られた再構成たばこシートは、紙巻たばこおよびその他の喫煙物品に好適なたばこフィラー材料を生産するために、切断されてもよい。

これらの方法は典型的に、多くの場合で異なる場所において、紙巻たばこを作成する施設とは無関係に運転される、専用設備を必要とする。さらに、これらのプロセスは一般的に、著しい量のエネルギーを消費する。例えば、これらのプロセスは、再構成たばこシートをキャストするスラリーの水分の蒸発のために、大型のドライヤーを必要とする。

これらの理由のために、周知の方法は、全体的な製造コスト、プロセス効率、または物流という点で常に最適化されていない場合がある。さらに、これらの方法は一般的に、得られる再構成たばこ粒子のサイズおよび形状という点で制限される。一般に、たばこダストから取り戻した製品の充填力を改善することが望ましいことになる。

したがって、通常のたばこ加工の間に取り戻されたたばこダストおよび粒子を、紙巻たばこを作成するプロセスに簡単に組み入れることができる喫煙物品に組み込むためのたばこ物体を作成する方法を提供することが望ましいことになる。さらに、改善された多用途性を有する喫煙物品に組み込むためのたばこ物体を作成する方法を提供することは、この方法によって得られる物体の形状およびサイズという点で、望ましいことになる。同時に、改善されたエネルギー効率で実施できる、取り戻されたたばこダストと粒子からの喫煙物品に組み込むためのたばこ物体を作成する方法を提供することが望ましいことになる。最後に、改善された充填力を有するたばこカットフィラーを提供することが望ましいことになる。

本発明によると、約１００マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの平均粒径を有するたばこ粒子を含むたばこダストを提供することと、たばこダストを含有する水性スラリーを調製することと、スラリーを付加製造システムのプリントヘッドへと供給することと、たばこ物体の連続層を形成するためにスラリーをプリントヘッドによって分与することと、を含む、三次元たばこ物体を作成する方法が提供される。

本明細書において、「付加製造システム」という表現は、三次元の物品をコンピュータ制御下で一層ずつ形成するために材料を連続して付着するために使用できる設備の様々な部分のいずれかを指すために使用される。この表現は典型的には、インクジェットプリンターがインクを塗布するのとほぼ同じ方法で材料の一連の層を作るプロセスである三次元印刷（以下３Ｄ印刷と称する）を指すために特に使用され、これによってプリントヘッドの複数の通過は物品を構築する。しかし、押し出しおよび焼結に基づくプロセスを含む、より幅広い多様な修正された付加製造プロセスが利用可能であることが理解されるべきであり、また「付加製造システム」という表現はこうした代替技法も包含すると解釈されるべきである。

通常のたばこ加工の間に生成される取り戻されたたばこダストおよび粒子を取り戻すための周知の方法とは対照的に、本発明によって、約１００マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの平均粒径を有する細かいたばこ粒子は、たばこスラリーを形成するために水性媒体と組み合わせられる。このスラリーは、３Ｄプリンターの印刷ヘッドへと供給され、物体の連続層を形成するためにノズルを通して分与される。

こうして、通常のたばこ加工の間に取り戻されたたばこダストおよび粒子は、同じ紙巻たばこ作成施設においてコスト効果の高い方法で好都合に実施できる単純かつ安価なプロセスに供される。これは物流の観点から有利である。

さらに、この方法によって形成されるたばこ物体の幾何学的形状を選択することによって、および所定の寸法を有するたばこダスト粒子を含有するスラリーを、所与のサイズを有するノズルを通して分与することによって、異なる潜在的な使用の観点から、印刷される物体の特性に合わせることができる。特に、たばこカットフィラーの構成要素として使用する充填力は、取り戻したたばこダストから形成される従来の製品の充填力と比べて、著しく改善され得る。

当然のことながら、本発明による方法は、たばこ粒子の平均サイズおよび操作パラメータ（例えば、ノズル開口のサイズなど）を制御することによって付着操作の質を最適化することができ、またこの方法によって得られる製品の特徴を、その後の異なる使用の観点で細かく調節して、合わせることができるため、多用途性が非常に高い。

本発明による方法において、約１００マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの平均粒径を有する細かいたばこ粒子は、たばこスラリーを形成するために水性媒体と組み合わせられる。

たばこスラリーは、保湿剤、たばこ保存剤、結合剤をさらに含むことが好ましい。

たばこ粒子は、熱風送管乾燥処理たばこ、トルコたばこ、メリーランドたばこ、バーレーたばこ、バージニアたばこ、またはオリエント葉たばこのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。たばこ粒子は、たばこ茎およびたばこ葉由来であってもよい。

保湿剤は、グリセリンもしくはプロピレングリコール、またはこれらの任意の組み合わせであることが好ましい。

たばこ保存剤は、プロピオネート、カーボネート、ベンゾエート、またはソルビン酸カリウムのうちの少なくとも１つであることが好ましい。

結合剤は、ペクチン、グアーガム、フルーツペクチン、柑橘ペクチン、たばこペクチン、ヒドロキシエチルグアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシエチルローカストビーンガム、ヒドロキシプロピルローカストビーンガム、アルギネート、デンプン、加工デンプン、誘導体化デンプン、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、タマリンドガム、デキストラン、プラロン、コンニャク粉、またはキサンタンガムであることが好ましい。

たばこダストは、少なくとも約１２０マイクロメートルの平均粒径を有するたばこ粒子を含むことが好ましい。さらに、または代替として、たばこダストは、約１８０マイクロメートル未満の平均粒径を有するたばこ粒子を含む。これは、紙巻たばこおよび他のたばこ製品の製造のためのたばこの加工において、たばこ葉およびたばこ茎の切断に基づいて典型的に形成されるたばこダスト粒子のサイズに対応する。さらに、スラリーの所望の粘性を実質的に変化させることなくスラリーの合計固体含有量が増加し得るように、このたばこ粒径は、たばこ粒径がスラリーの粘性に及ぼす影響のため有益である。さらに、より小さいたばこ粒径を選ぶことによって、必要な結合剤の量をより少なくできる。使用する結合剤の量がより少ないことで、本発明による方法によって得られるたばこ物体内のたばこの量がより多くなる。これは、カットされていないそのままの葉たばこの芳香・風味特性に近い特性がたばこ物体内に保たれる得るという点で有利である。

スラリーは、水以外の合計固体含有量が少なくとも約１５パーセント、好ましくは２０パーセントであることが好ましい。スラリーの合計固体含有量は少なくとも約２５パーセントであることがより好ましい。さらに、または代替として、スラリーの合計固体含有量は約４０パーセント未満であることが好ましい。スラリーの合計固体含有量は約３０パーセント未満であることがより好ましい。この好ましい範囲内で、合計固体の約２０〜８０パーセント、好ましくは４０〜６０パーセントは、たばこであることが好ましい。スラリーはバッチ方式で形成されてもよく、または連続方式で形成されてもよい。

本発明による方法において、たばこダストを含有する水性スラリーは、付加製造システムのプリントヘッドへと供給され、たばこ物体の連続層を形成するためにプリントヘッドによって分与される。例として、スラリーは３Ｄプリンターの印刷ヘッドへと供給され、たばこ物体の連続層を形成するためにノズルを通して分与される。

本発明の方法によって、長方形、台形、正弦曲線、リング形状、Ｙ字型、Ｘ字型、Ｖ字型を含む幅広い多様な三次元形状を得ることができる。

スラリーはプリントヘッドによって、少なくとも約１４０マイクロメートルの直径を有するノズル開口を通して分与されることが好ましい。これは、上記に定義される通りの平均サイズを有するたばこ粒子が、このタイプのノズル開口で閉塞を起こすことなく簡単に通過することができる点で有利である。さらに、または代替として、スラリーはプリントヘッドによって、約２２０マイクロメートル未満の直径を有するノズル開口を通して分与されることが好ましい。これによって、コヒーレントな三次元物体が形成され得る。

たばこ物体の層を形成するためにスラリーを分与する工程は、工程ごとの少なくとも約１４０マイクロメートルの増分だけプリントヘッドを移動することを含むことが好ましい。さらに、または代替として、たばこ物体の層を形成するためにスラリーを分与する工程は、工程ごとの約２２０マイクロメートル未満の増分だけプリントヘッドを移動することを含む。

方法は、印刷ヘッドを少なくとも摂氏約８０度の温度へと加熱することをさらに含むことが好ましい。方法は、印刷ヘッドを少なくとも摂氏約１４０度の温度へと加熱することがより好ましい。これは、これらの温度においてたばこ材料に含有されるより少ない量の糖が活性化されて結合剤として作用することが分かっているため、有利である。こうして、付加製造工程を実施する前に添加物を供給する必要が無く、これはプロセスを特に簡単にし、そのコスト効果を高くする。さらに、非たばこ添加物を使用しないので、たばこ材料の天然の風味ノートは、いかようにも影響を受けない、または変えられない。

一部の実施形態おいて、水性スラリーは第一のタイプのたばこダストを含有し、また方法は、第二のタイプのたばこダストを含有するさらなる水性スラリーを調製することと、スラリーを分与する工程において第一のたばこタイプと第二のたばこタイプが混合されるように、さらなるスラリーを印刷ヘッドへと供給することと、をさらに含む。これは、完成した製品の特性はより簡単かつ細かく調整することができるため、有利である。特に、この方法によって得られるたばこ物体の三次元構造のため、燃焼速度および煙送達プロファイルという点で全体的性能を維持する一方で、増加した充填力を有するフィラー材料を形成することができる。実際には、たばこダストの第一のタイプと第二のタイプの比率を調節することによって、たばこ物体の風味ノートと煙の送達、およびその結果、三次元たばこ物体を含有するフィラー材料の風味ノートと煙の送達を調節することができる。

方法は、たばこ物体の形成された層を硬化することをさらに含むことが好ましい。硬化するための好適な熱源には、高温空気、赤外線、レーザー、プラズマジェットが挙げられる。

一部の実施形態おいて、方法から得られたたばこ物体は、喫煙物品で使用するたばこフィラー粒子である。本発明による方法によって得られたたばこフィラー粒子は、多様な喫煙物品に組み込まれてもよい。一部の実施形態おいて、本発明による方法によって得られたたばこフィラー粒子は、フィルター付き紙巻たばこ、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てもよい。または、たばこフィラー粒子は、蒸留式の喫煙物品または電気加熱式の喫煙システムにおいて、たばこエアロゾル発生基体を提供するために使用されてもよい。または、たばこフィラー粒子は、手巻きまたは手作りの製品、またはパイプで使用するルースたばこ製品として使用されてもよい。

本発明による方法によって得られたたばこ物体の概略的な斜視図である。

本発明による方法によって得られたたばこ物体の概略的な斜視図を図示する添付の図１の図面を参照して、本発明を例としてのみさらに説明する。

実施例１
約１４０マイクロメートルの平均粒径を有する細かいたばこ粒子を水、グリセリン、ペクチンと混合することによってスラリーが調製された。スラリーの合計固体含有量は、約２２パーセントであった（スラリーの７８パーセントは水から成る）。これらの固体のうちの、約４１パーセントはたばこ粒子であった。

スラリーは３Ｄプリンターの印刷ヘッドへと供給され、印刷ヘッドは約１６０マイクロメートルのノズル開口を有する。印刷ヘッドは摂氏約１１０度の温度に加熱された。スラリーは、喫煙物品で使用する三次元フィラー粒子の連続層を形成するために印刷ヘッドから分与された。

一つのこうした三次元フィラー粒子１０が図１に示される。フィラー粒子１０は、実質的に円筒状の管状構造を持つ。フィラー粒子１０を形成するためにスラリーが連続層内に分与され、スラリーは実質的に環状の形状で各層内に付着されている。たばこ物体の形成された層は最終的に、高温空気によって硬化された。

Claims (14)

1. 三次元たばこ物体を用いてたばこカットフィラーを作成する方法であって、
   約１００マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの平均粒径を有するたばこ粒子を含むたばこダストを提供することと、
   前記たばこダストを含有する水性スラリーを調製することと、
   前記スラリーを付加製造システムのプリントヘッドへと供給することと、
   前記たばこ物体の連続層を形成するために前記プリントヘッドによって前記スラリーを分与することと、を含む、方法。
2. 前記たばこダストが、少なくとも約１２０マイクロメートルの平均粒径を有するたばこ粒子を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記たばこダストが、約１８０マイクロメートル未満の平均粒径を有するたばこ粒子を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記スラリーの合計固体含有量が少なくとも約１５パーセントである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記スラリーの前記合計固体含有量の少なくとも４０パーセントがたばこである、請求項４に記載の方法。
6. 前記スラリーが前記プリントヘッドによって、少なくとも約１４０マイクロメートルの直径を有するノズル開口を通して分与される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記スラリーが前記プリントヘッドによって、約２２０マイクロメートル未満の直径を有するノズル開口を通して分与される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記たばこ物体の層を形成するために前記スラリーを分与する前記工程が、工程ごとの少なくとも約１４０マイクロメートルの増分で前記プリントヘッドを移動させることを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記たばこ物体の層を形成するために前記スラリーを分与する前記工程が、工程ごとの約２２０マイクロメートル未満の増分で前記プリントヘッドを移動することを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記プリントヘッドを少なくとも摂氏約８０度の温度へと加熱することをさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記プリントヘッドを少なくとも摂氏約１４０度の温度へと加熱することをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記水性スラリーが第一のタイプのたばこダストを含有し、前記方法が、第二のタイプのたばこダストを含有するさらなる水性スラリーを調製することと、前記スラリーを分与する前記工程において前記第一のたばこタイプと前記第二のたばこタイプが混合されるように、前記さらなるスラリーを前記プリントヘッドへと供給することと、をさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記たばこ物体の前記形成された層を硬化することをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載された方法により得られたたばこカットフィラーの、喫煙物品における使用方法。

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