JPH10262635A

JPH10262635A - 膨化たばこ材料の製造方法

Info

Publication number: JPH10262635A
Application number: JP9075814A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Uematsu; 宏海植松; Katsuhiko Suga; 克彦菅; Yukio Nakanishi; 幸雄中西; Kensuke Uchiyama; 研輔内山
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-06
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: TW404820B; EP0940091A4; KR20000015988A; DE69820585T2; CN1220584A; CN1095636C; JP3165791B2; EP0940091A1; WO1998043502A1; EP0940091B1; KR100388552B1; DE69820585D1; US6158440A

Abstract

(57)【要約】【課題】品質および膨化率の優れた膨化たばこ材料を、
必要最少限の二酸化炭素を用い、簡単な構成の装置を用
いて製造する。【解決手段】たばこ材料（ＴＭ）を圧力容器（１１）に
入れた後、二酸化炭素ガス（２２）を導入し、これによ
り圧力容器（１１）内を所定の含浸圧力まで加圧する。
ついで、含浸圧力を維持しながら、たばこ材料（ＴＭ）
の上方から焼結金属板（１３）等を介して液体二酸化炭
素（２１）を供給して、圧力容器（１１）内を供給され
た液体二酸化炭素の蒸発により二酸化炭素ガスで飽和さ
せるとともに、蒸発潜熱によりたばこ材料を冷却して二
酸化炭素を含浸させる。この二酸化炭素含浸たばこ材料
を気流乾燥機中で高温の気流と接触させ膨化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、膨化たばこ材料の
製造方法に係り、特には、膨化助剤として二酸化炭素を
用いた膨化たばこ材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙巻たばこ等のたばこ製品におけるたば
こ材料の使用量を節減するとともに、たばこ製品の香喫
味等を緩和させるために、たばこ材料を膨化させること
が行われている。この膨化は、乾燥・収縮したたばこ組
織を生葉に近い状態まで膨張・復元させる技術であり、
たばこ製品の製造において重要な技術をなしている。

【０００３】たばこ材料の膨化は、基本的に、たばこ組
織内に膨化助剤を浸透させた後、加熱することによって
膨化助剤を体積膨張させ、収縮したたばこ組織をそれに
より押し広げることにより行われる。

【０００４】このようなたばこ材料の膨化方法として、
二酸化炭素を膨化助剤として使用する方法が知られてい
る。

【０００５】例えば、特公昭５６−５０８３０号公報に
は、例えば約２４．６〜３１．６ｋｇ／ｃｍ²の圧力の
下で液体二酸化炭素にたばこ材料を浸漬してたばこ材料
に液体二酸化炭素を含浸させ、含浸した液体二酸化炭素
を固体二酸化炭素に変換させた後、高温下で固体二酸化
炭素を蒸発させてたばこ組織を膨張させる方法が開示さ
れている。この方法では、たばこ材料全体を液体二酸化
炭素に浸漬するため、たばこ材料中の香味成分が液体二
酸化炭素中に抽出されてしまい、膨張たばこ材料の香喫
味が低下する。また、たばこ材料に多量に付着した液体
二酸化炭素が固体二酸化炭素に変換される結果、たばこ
材料を固着・固結させる。固着したたばこ材料は、加熱
膨張工程に供する前にこれを相当程度の力をもって解き
ほぐす必要があり、その際紙巻たばこを製造するには不
適切な細粉を発生させ、収率を低下させる。そこで、た
ばこ材料を液体二酸化炭素に浸漬した後、液体二酸化炭
素の連続液体流がやむまでたばこ材料からの液体二酸化
炭素の液切りを行うことが推奨されているが、液切りの
ための時間が付加されるばかりでなく、なお満足し得る
結果が得られていない。

【０００６】特公昭５６−５０９５２号には、二酸化炭
素をガス状でたばこ材料に含浸させた後、これを急速加
熱することによって膨張（膨化）させる方法が開示され
ている。この二酸化炭素ガスによる膨張方法は、液体二
酸化炭素を使用する上記方法における問題点を回避でき
るが、たばこ材料に保持される二酸化炭素の量がわずか
であるため、加熱膨張工程に移行するまでに二酸化炭素
が揮散しやすく、十分なたばこ材料の膨張が達成できな
い。

【０００７】特開平４−２２８０５５号公報や特開平５
−２１９９２８号公報には、二酸化炭素ガスの凝縮によ
って二酸化炭素の含浸量を増大させるために、予めたば
こを十分に冷却するたばこの膨張方法が開示されてい
る。より具体的には、特開平４−２２８０５５号公報に
開示された方法では、水平な混合タンク内に供給された
たばこを混合タンク内を移送しながら、液体二酸化炭素
を混合タンク内に導入して膨張させることによって生成
した冷気体二酸化炭素、二酸化炭素スノー等からなる霧
状の冷混合体と接触・混合してたばこを冷却する。この
冷却たばこを混合タンクと接続する垂直な圧力タンクに
導入し、この圧力タンク内で冷却たばこを気体二酸化炭
素と接触させ、所望の含浸を行う。この方法では、予備
冷却に特別の装置を必要とするばかりでなく、霧状冷混
合体（主として、スノー）とたばことの熱交換（熱伝
達）状態が局部的になりやすく、たばこ温度に分布（む
ら）が生じやすい。また、特開平５−２１９９２８号公
報に開示された方法では、たばこに二酸化炭素ガスを通
じてたばこの予備冷却を行っている。この予備冷却に
は、二酸化炭素ガスを圧力容器内に循環させなければな
らないため、別途循環設備が必要となる。また、この方
法においては、冷却に用いる二酸化炭素ガスの顕熱（比
熱）が小さいため、十分低い所定の温度までたばこを冷
却するためには、たばこを多量の二酸化炭素ガスと接触
させる必要がある。さらに、これら従来の方法では、た
ばこ材料の冷却効率が低いので、冷却に多量の二酸化炭
素を要するばかりでなく、たばこを予備冷却しても、そ
の後二酸化炭素ガスによる含浸のために圧力容器内で二
酸化炭素ガスを所定の含浸圧力まで昇圧すると、発生す
る圧縮熱により、たばこが温められてしまう。従って、
必要以上の低い温度まで過剰に予備冷却しなければなら
ず、経済的でない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、必要最少限量の二酸化炭素を用いて二酸化炭素
をたばこ材料に短時間で十分に含浸させることができ、
かつ品質の優れた膨化率の高い膨化たばこ材料を簡単な
構成の装置を用いて製造することができる膨化たばこ材
料の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化炭素
を、主として二酸化炭素ガスを利用してたばこ材料を膨
化させる方法であって、二酸化炭素によるたばこ材料の
含浸に液体二酸化炭素の蒸発潜熱によるたばこ材料の冷
却を利用する方法を提供する。

【００１０】本発明者は、上記課題を解決するために、
主として二酸化炭素ガスを利用するたばこの膨化方法に
つき鋭意研究した結果、二酸化炭素をたばこ材料に十分
に含浸させるには、圧力容器内の二酸化炭素の状態はそ
のたばこ材料と接触する部分が薄膜状の液ないし霧状の
飽和ガス状態にあることがよく、そのためには、たばこ
材料を二酸化炭素含浸時の圧力（含浸圧力）に対応する
飽和温度に冷却することが効果的であること、そしてこ
のたばこ材料の冷却に、液体二酸化炭素が二酸化炭素ガ
スに相変化する際の蒸発潜熱を利用することが極めて有
効であることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明は、二酸化炭素をたばこ
材料に十分に含浸させるべく圧力容器内に収容されたた
ばこ材料を冷却するために、液体二酸化炭素の蒸発潜熱
を利用する。たばこ材料を収容するたば圧力容器を所望
の含浸圧力まで二酸化炭素ガスで加圧した後、この含浸
圧力を維持しながら、たばこ材料に液体二酸化炭素を供
給する。供給された液体二酸化炭素は、たばこ材料と接
触して圧力容器内で蒸発し、圧力容器内を二酸化炭素ガ
スで飽和させる。その際の液体二酸化炭素の蒸発潜熱に
よりたばこ材料は当該含浸圧力に対応する二酸化炭素ガ
スの飽和温度に相当する温度まで冷却され、圧力容器内
雰囲気の二酸化炭素で十分に含浸される。この二酸化炭
素含浸たばこ材料を加熱膨化させることによって膨化た
ばこ材料が得られる。

【００１２】本発明においては、圧力容器内のたばこ材
料全体が上記飽和温度に達したら、液体二酸化炭素の供
給を停止して、直ちに容器内圧力を（通常、ほぼ大気圧
まで）解放してたばこ材料を取り出してもよいが、液体
二酸化炭素の供給を停止した後圧力開放までの間に所定
時間保持することが好ましい。また、含浸圧力は、液体
二酸化炭素が固体二酸化炭素に変換される開始点、すな
わち二酸化炭素状態図の三重点での圧力（ゲージ圧で約
４．３ｋｇ／ｃｍ²）以上の圧力であることが好まし
い。また、たばこ材料の膨化は、たばこ材料を気流乾燥
機において高温の気流と接触させることにより行うこと
が好ましく、この接触後、膨化たばこ材料を高温のガス
流から分離する。

【００１３】すなわち、本発明の１つの側面によれば、
（ａ）たばこ材料を圧力容器に入れ、（ｂ）二酸化炭素
ガスにより該圧力容器内をゲージ圧で少なくとも約４．
３ｋｇ／ｃｍ²の含浸圧力まで加圧し、（ｃ）該含浸圧
力を維持しながら、該たばこ材料の上方から液体二酸化
炭素を供給して該圧力容器内を該液体二酸化炭素の蒸発
により二酸化炭素ガスで飽和させ、（ｄ）所定時間保持
した後、該圧力容器内の圧力をほぼ大気圧まで減圧し、
（ｅ）該圧力容器からたばこ材料を取り出し、（ｆ）取
り出したたばこ材料を気流乾燥機に供給し、該気流乾燥
機において高温の気流と接触させることによりたばこ材
料を膨化させ、（ｇ）該高温の気流から膨化たばこ材料
を分離する各工程を備えたことをを特徴とする膨化たば
こ材料の製造方法が提供される。

【００１４】また、本発明の別の側面によれば、（ａ）
第１の温度にあるたばこ材料を圧力容器に入れる工程、
（ｂ）該第１の温度における二酸化炭素ガスの飽和圧力
よりも低い含浸圧力まで該圧力容器内を二酸化炭素ガス
で加圧する工程、（ｃ）該圧力容器内のたばこ材料が該
含浸圧力における二酸化炭素ガスの飽和温度に相当する
第２の温度に達するに必要最少限量の液体二酸化炭素を
該圧力容器内のたばこ材料の上方から該たばこ材料に供
給してたばこ材料と接触させ、該液体二酸化炭素の蒸発
潜熱により該たばこ材料を該第２の温度まで冷却するこ
とにより、二酸化炭素を該たばこ材料に含浸させる工
程、（ｄ）該圧力容器から二酸化炭素含浸たばこ材料を
取り出す工程、（ｅ）該取り出した二酸化炭素含浸たば
こ材料を加熱膨化させる工程を備えた膨化たばこ材料の
製造方法が提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１６】本発明によると、まず、たばこ材料を圧力
容器（含浸容器）に入れる。

【００１７】たばこ材料は、一般的には、通常の刻み状
であるか、細片（スモールラミナ）状のものであり、種
々の種類のたばこ品種のものを用いることができる。

【００１８】たばこ材料の水分量は、乾燥重量基準で１
２ないし３３％であることが好ましく、乾燥重量基準で
１２ないし２５％であることがより好ましい。また、圧
力容器に導入される際のたばこ材料の温度（初期品温）
は、たばこ製造工場の温度管理によって工場内の室温と
同等の２０ないし３０℃となっているのが一般的であ
り、通常、たばこ材料は、この温度で圧力容器に収容さ
れる。いうまでもなく、これより低い初期品温または高
い初期品温を有するたばこ材料を用いることもできる。

【００１９】次に、通常行われているように、たばこ材
料を収容した圧力容器内の空気をパージする。このパー
ジは、二酸化炭素ガスを圧力容器内に通じるか、または
真空ポンプを用いて圧力容器内を減圧することによって
行うことができる。

【００２０】パージ終了後、たばこ材料を収容した圧力
容器内を所望の含浸圧力まで二酸化炭素ガスにより加圧
する。この含浸圧力は、液体二酸化炭素が固体二酸化炭
素に変換される開始点、すなわち二酸化炭素状態図の三
重点での圧力（ゲージ圧で約４．３ｋｇ／ｃｍ²）以上
の圧力であることが好ましい。含浸圧力をこのように二
酸化炭素状態図の三重点での圧力以上の圧力に設定する
ことにより、後に供給される液体二酸化炭素が固体二酸
化炭素に変換されて圧力容器壁に固着したり、圧力容器
の配管系を閉塞したりするおそれがなくなる。

【００２１】本発明においては、液体二酸化炭素の蒸発
潜熱を利用してたばこ材料を冷却することとしているの
で、含浸圧力は、より厳密にいうと、圧力容器に収容さ
れたたばこ材料の初期品温（例えば、２０℃ないし３０
℃）における二酸化炭素ガスの飽和圧力よりも低い圧
力、と規定される。

【００２２】本発明において、含浸圧力は、たばこ材料
の低温に対するもろさ（脆性）、含浸系統を低温に維持
するための設備を含む経済性等の観点から、二酸化炭素
ガスの飽和温度が約−３７℃である１０ｋｇ／ｃｍ
²（ゲージ圧）以上がより望ましい。

【００２３】そして、たばこ材料のより高い膨化率を達
成し得るという点からは、含浸圧力はできるだけ高い方
が好ましい。しかしながら、二酸化炭素には、比較的低
い圧力および温度に臨界点（７４．２ｋｇ／ｃｍ²（ゲ
ージ圧）、３１．１℃）があり、この圧力および温度を
越えると、二酸化炭素は液状を保たなくなり、制御系も
複雑になるばかりでなく、膨化率のさらなる向上も達成
し得ないことから、実用的には、含浸圧力は、この圧力
を、通常ゲージ圧で約７４ｋｇ／ｃｍ²（二酸化炭素ガ
ス飽和温度３１℃）を越えるべきではない。

【００２４】他方、含浸圧力が低いほど、圧力容器に要
求される強度が低くてすみ、圧力容器のコストが節減さ
れる。

【００２５】以上のことから、実際的な含浸圧力は、た
ばこ材料の所望の膨化率、使用する液体二酸化炭素の量
（以下述べる）、圧力容器の強度、作業性等を勘案して
設定される。通常、たばこ材料の品温が、２０ないし３
０℃であることから、ゲージ圧で３０〜６０ｋｇ／ｃｍ
²の含浸圧力が都合よく使用できる。

【００２６】以上のようにして含浸圧力まで二酸化炭素
ガスを圧力容器内に導入した後、含浸圧力を維持しなが
ら、たばこ材料の上方から液体二酸化炭素を供給する。

【００２７】液体二酸化炭素の供給は、圧力容器の上蓋
の下部に設置された１またはそれ以上のスプレーノズル
を通して、圧力容器の上蓋の下部で圧力容器の開口を横
断するように設置された孔径２〜２００μｍの焼結金属
板を通して、または圧力容器の開口端近傍の周壁に設置
されたスプレーノズルを通して、あるいはその他の好適
な手段により、行うことができる。

【００２８】供給する液体二酸化炭素の量は、圧力容器
内のたばこ材料が上記含浸圧力における飽和二酸化炭素
ガスの温度に相当する温度に達するに必要最少限量であ
ると規定することができる。

【００２９】一例を挙げると、上に述べたように、たば
こ材料の初期品温は、通常、２０ないし３０℃であり、
この温度における二酸化炭素ガスの飽和圧力は、ゲージ
圧でおよそ５７ないし７２ｋｇ／ｃｍ²である。含浸圧
力をたばこ材料の初期品温における二酸化炭素ガスの飽
和圧力未満の圧力に設定すると、たばこ材料を収容する
圧力容器内に供給された液体二酸化炭素は、圧力容器内
でたばこ材料と接触して蒸発することとなり、その際の
蒸発潜熱によりたばこ材料は冷却される。従って、制御
された量の液体二酸化炭素を圧力容器内に供給すれば、
その液体二酸化炭素はすべて気化し、圧力容器内で飽和
状態となり、従って、たばこ材料の品温は、含浸圧力に
おける二酸化炭素ガスの飽和温度となる。液体二酸化炭
素の蒸発により圧力容器内圧力が上昇しようとするが、
これを例えば圧力容器に付設した保圧弁のような当業者
によく知られている保圧手段を用いて適宜排出すること
により、圧力容器内の圧力を含浸圧力に維持することが
容易にできる。

【００３０】液体二酸化炭素の供給量の求め方を、初期
品温が２５℃であって２５％（乾燥重量基準）の水分を
含有するたばこ材料（刻み）を用い、含浸圧力がゲージ
圧で３０ｋｇ／ｃｍ²である場合を例に取り、以下に説
明する。

【００３１】（１）まず、２５℃の温度状態にあるたば
こ刻みを含浸圧力３０ｋｇ／ｃｍ²（ゲージ圧）におけ
る二酸化炭素ガスの飽和温度（−４．５℃）まで冷却す
るに必要な熱量を次のように求める。

【００３２】（ａ）たばこ刻みの比熱は、原料の種類に
よって若干異なり、またたばこの水分量によっても変化
するが、一般には、乾燥たばこの比熱（０．３４ｋｃａ
ｌ／ｋｇ℃）に乾燥重量基準で示される水分量の値を加
えたものとみなすことができる。従って、水分が２５％
（０．２５ｋｇＨ₂Ｏ／ｋｇ乾燥刻み）のたばこ刻みの
比熱は、約０．６ｋｃａｌ／ｋｇ℃となる。

【００３３】（ｂ）この値に、冷却する温度｛２５℃−
（−４．５℃）＝２９．５℃｝を乗じると、たばこ刻み
１ｋｇ（乾燥重量）当りの冷却に必要な熱量＝約１８ｋ
ｃａｌ／ｋｇが求められる。

【００３４】（２）次に、液体二酸化炭素の蒸発潜熱
は、パーガモン・プレス社刊「純粋および応用化学の国
際単位」や日本機械学会による熱物性値集等の科学文献
に記載されており、ゲージ圧で３０ｋｇ／ｃｍ²におけ
る液体二酸化炭素の蒸発潜熱は、約６０ｋｃａｌ／ｋｇ
である。

【００３５】（３）従って、たばこ刻みを冷却するに必
要な液体二酸化炭素の量は、刻みを冷却するに必要な上
記熱量約１８ｋｃａｌ／ｋｇを液体二酸化炭素の上記蒸
発潜熱約６０ｋｃａｌ／ｋｇで除した値となる。すなわ
ち、たばこ刻み１ｋｇ（乾燥重量）を冷却するには、
０．２９ｋｇの液体二酸化炭素を供給すればよいことと
なる。

【００３６】しかしながら、実際には、圧力容器系外か
らの侵入熱、および供給する液体二酸化炭素の圧力や温
度の状態の影響があるため、上記算出（理論）供給量よ
りやや過剰の液体二酸化炭素を供給することが望まし
い。すなわち、供給する液体二酸化炭素の量は、上記理
論値の１〜約７倍、好ましくは１．５〜４倍量であるこ
とが好ましい。

【００３７】通常、たばこ材料重量に対する割合でいう
と、液体二酸化炭素は、乾燥重量基準のたばこ材料重量
の０．０４ないし約２．４倍、好ましくは０．０６ない
し約１．４倍重量の割合で供給することが望ましい。こ
の割合は、たばこ材料が、乾燥重量基準で１２ないし２
５％の水分を含有し、２０ないし３０℃の初期品温を有
するものであり、含浸圧力がゲージ圧で３０ないし６０
ｋｇ／ｃｍ²である場合に特に適切である。含浸圧力が
高いほど、二酸化炭素の供給量は少なくてすむ。

【００３８】こうして、たばこ材料は、供給された液体
二酸化炭素の蒸発潜熱により、含浸圧力における二酸化
炭素ガスの飽和温度まで冷却され、二酸化炭素で十分に
含浸される。

【００３９】液体二酸化炭素の供給量が少ない場合に
は、供給された液体二酸化炭素の全てが乾きガス状態に
気化し、たばこ材料の温度は、上記飽和温度に達しない
ので、液体二酸化炭素を追加する。この状態は、たばこ
材料に接して設けた温度センサーにより検知できる。他
方、液体二酸化炭素の供給量が多すぎる場合には、液体
二酸化炭素は一部液体状態のまま残る。この残存液体二
酸化炭素部分は、重力によって圧力容器の底部に集るの
で、これを回収すればよい。この状態は、圧力容器の底
部に設けた観察窓を通して監視することができる。

【００４０】圧力容器内が二酸化炭素の飽和状態に達し
たことは、たばこ材料の最下部もしくは圧力容器の底部
出口（回収配管）に設置した温度センサーが当該飽和温
度を示すことにより確認することができる。あるいは、
圧力容器の底部に液体二酸化炭素がわずかでも存在する
ことを上記観察窓から確認した時点を上記飽和状態に達
した時点としてもよい。

【００４１】しかる後、液体二酸化炭素の供給を停止
し、圧力容器をほぼ大気圧まで解放した後、二酸化炭素
含浸たばこ材料を圧力容器から取り出し、これを加熱膨
化工程へ移送し、加熱膨化を行う。

【００４２】圧力容器から取り出したままのたばこ材料
は、上記含浸作用の影響により、容器内形状を保持して
いることがあるが、その場合であってもたばこ材料は固
結・固着してはおらず、手で軽く握ると簡単に崩れる程
度である。そのような場合には、それぞれ複数のピンを
立設した一対のローラ間にたばこ材料を通すことによっ
てたばこ材料を解除することが好都合である。この解除
によっては、たばこ材料は破砕しない（すなわち、く
ず、細片等を生じない）。従って、本発明によって処理
された二酸化炭素含浸たばこ材料は、これを破砕するこ
となく、加熱膨化工程へ移行させることができる。

【００４３】加熱膨化工程では、通常、気流乾燥機にお
いて二酸化炭素含浸たばこ材料を高温の気流と接触させ
る。

【００４４】気流乾燥機は、それ自体よく知られている
ように、通常ステンレス鋼管からなる膨化管中を高温の
気流が高速で流れるものである。高温気流は、通常、大
部分の水蒸気を含む。

【００４５】加熱膨化において、一般に、加熱温度が高
いほど、たばこ組織中の二酸化炭素の膨張速度が速くな
り、より高い膨化率が得られる。しかしながら、本発明
においては、含浸後にたばこ材料に付着した固体二酸化
炭素がないか、ほとんどないので、膨化温度が比較的低
温であっても、所望の膨化率が達成できる。いずれにし
ろ、たばこ材料の膨化には、急速な加熱が好ましく、さ
らに膨化したたばこ組織を一旦固定させるために、例え
ば８％（乾燥重量基準）以下の水分まで乾燥することが
好ましい。このような急速加熱手段としては、上記気流
乾燥機が適している。そして、加熱温度と時間とは、所
望の膨化率と香喫味（例えば、焦げ臭のないこと等）と
を勘案して決定することができる。本発明では、約２６
０℃〜３５０℃の高温気流にわずか１〜２秒間接触させ
ることにより、高い膨化率が達成できる。

【００４６】膨化に引続き、膨化たばこ材料を高温ガス
から分離する。この分離は、当該分野で知られているよ
うに、気流乾燥機に接続したタンジェンシャルセパレー
ターにより行うことができる。

【００４７】なお、液体二酸化炭素を導入して圧力容器
が飽和状態に達した後、すぐに圧力を解放せずに、二酸
化炭素のたばこ材料への含浸をより確実にするために、
そのままの状態を保持してから圧力を解放することがで
きる。この保持時間は、１０秒以上であることが好まし
く、２０分程度までで十分である。この保持時間は、含
浸圧力が低いほど長くし、含浸圧力が高いほど短くする
ことができる。

【００４８】ところで、本発明において、含浸圧力と、
たばこ材料中の初期水分量との間に相関関係があること
がわかった。以下に示す実施例にも示されているよう
に、含浸圧力が高いほど、最も高い範囲の膨化率を達成
するたばこ材料の初期水分量（以下、適正初期水分量と
いう）が少なくてよいことがわかった。例えば、含浸圧
力がゲージ圧で３０ｋｇ／ｃｍ²の場合は、たばこ材料
の初期水分は２０〜２５％（乾燥重量基準）であり、含
浸圧力がゲージ圧で４０ｋｇ／ｃｍ²の場合は、たばこ
材料の初期水分は１８〜２３％（乾燥重量基準）であ
り、含浸圧力がゲージ圧で５０ｋｇ／ｃｍ²の場合は、
たばこ材料の初期水分は、１６〜２１％（乾燥重量基
準）であれば、それぞれの含浸圧力において最も高い範
囲の膨化率が達成される。

【００４９】適正初期水分量は、たばこ材料の品種や、
葉分け等級等によって多少変動し得るが、特に種々のた
ばこ原料が混合されたブレンド刻みを用いる際には、上
記水分範囲内に含まれる。

【００５０】また、適正初期水分量を含有するたばこ材
料を用いると、含浸圧力が高いほど、高い膨化率が達成
されることもわかった。

【００５１】含浸圧力が高いことの別の利点は、使用す
る液体二酸化炭素の必要最少量を低減でき、また、含浸
後のたばこ材料の固着の可能性をより一層排除できると
いうことである。すなわち、例えば、二酸化炭素ガスの
飽和温度は、ゲージ圧で３０ｋｇ／ｃｍ²においては約
−４．５℃であるが、ゲージ圧で５０ｋｇ／ｃｍ²にお
いては約＋１４．５℃である。従って、２０〜３０℃の
初期品温のたばこ材料を飽和温度までに冷却するに必要
な熱量（従って、液体二酸化炭素の量）は、含浸圧力が
高いほど少なくてよいこととなる。加えて、上に述べた
ように、たばこ材料の適正初期水分量は、含浸圧力が高
いほど、低くなる傾向にあるので、たばこ材料の水分量
に対応する顕熱も少なくなり、冷却に必要な熱量（従っ
て、液体二酸化炭素の量）は、一層低減される。かくし
て、含浸圧力が高いほど、使用する液体二酸化炭素の量
が少なく、含浸中にたばこ材料が到達する温度（二酸化
炭素ガスの飽和温度）が高く、またたばこ材料の適正水
分が低くなるので、たばこ材料の固着の可能性をより一
層排除できる。

【００５２】下記表１〜表４に、含浸圧力が、ゲージ圧
で３０ｋｇ／ｃｍ²（飽和温度−４．５℃、液体二酸化
炭素の蒸発潜熱６０ｋｃａｌ／ｋｇ）、４０ｋｇ／ｃｍ
²（飽和温度＋６．３℃、液体二酸化炭素の蒸発潜熱５
０ｋｃａｌ／ｋｇ）、５０ｋｇ／ｃｍ²（飽和温度＋１
４．５℃、液体二酸化炭素の蒸発潜熱４３ｋｃａｌ／ｋ
ｇ）、および６０ｋｇ／ｃｍ²（飽和温度＋２２．０
℃、液体二酸化炭素の蒸発潜熱３４ｋｃａｌ／ｋｇ）、
それぞれの場合における、たばこ材料の初期水分（乾燥
重量基準）とたばこ材料の初期品温と、必要最少量の液
体二酸化炭素量（たばこ材料１ｋｇ（乾燥重量基準）に
対する計算値）との関係を示す。なお、表１〜表４に
は、それぞれの含浸圧力において、最も高い膨化率を達
成するたばこ材料の初期水分値を最適水分として示して
ある。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】図１は、本発明の方法において二酸化炭素
によりたばこ材料を含浸させるために使用する含浸装置
の一例を概略的に示す図である。この含浸装置１０は、
金属金網容器ＭＣに収容された状態でたばこ原料ＴＭを
収容するための圧力容器（含浸容器）１１を備える。こ
の圧力容器１１は、例えば、ステンレス鋼で作られ、円
筒状の胴体を有する。この圧力容器１１の上部開口端に
は、上蓋１２が圧力容器１１を気密に閉塞し得るように
開閉自在に取り付けられている。

【００５８】上蓋１２の下側には、孔径２〜２００μｍ
の多孔質の焼結金属板からなる液体二酸化炭素散布部材
１３が上蓋１２の下面から離間して設けられている。こ
の散布部材１３は、圧力容器１１の内部断面平面形状と
同じ平面形状を有し、上蓋１２により圧力容器１１を気
密に閉じたとき圧力容器１１の開口断面を横断するよう
に配置される。

【００５９】圧力容器１１の外周面は、圧力容器内への
外部熱の侵入を防止して圧力容器１１内の含浸圧力を、
従って圧力容器１１内の二酸化炭素ガスの飽和温度を維
持するためのジャケット１４により覆われている。この
ジャケット１４内には、上記飽和温度を維持するために
必要な冷媒または熱媒を循環させることができる。

【００６０】圧力容器１１の外部には、液体二酸化炭素
を貯蔵するリザーバ２０が配置されている。このリザー
バ２０内の液体二酸化炭素２１の上方は、二酸化炭素ガ
ス２２で満たされている。

【００６１】圧力容器１１に二酸化炭素ガス２２を供給
するために、一端部で上蓋１２を介して圧力容器１１内
と連通し、他端部でリザーバ２０の上部と連通するライ
ンＬ１が設けられている。ラインＬ１には、圧力容器１
１の頂部近傍に開閉弁Ｖ１が設けられている。圧力容器
１１内への二酸化炭素ガス２２の供給およびその停止
は、弁Ｖ１の開閉により制御される。

【００６２】リザーバ２０の底部と連通して、圧力容器
１１内に液体二酸化炭素２１を供給するためのラインＬ
２が設けられている。この液体二酸化炭素供給ラインＬ
２には、リザーバ２０側から順に開閉弁Ｖ２、液体二酸
化炭素供給ポンプＰ、流量計ＦＭ、減圧弁Ｖ３が設けら
れている。弁Ｖ２を開放し、供給ポンプＰを駆動するこ
とにより、リザーバ２０内の液体二酸化炭素２１は、圧
力容器１１に向かって流れる。流量計ＦＭは、この液体
二酸化炭素の流量を測定し、設定された積算値に達する
と供給ポンプＰを停止する信号を発生する。この信号に
応答して供給ポンプＰを停止させることができる。減圧
弁Ｖ３は、ラインＬ２を通って圧力容器１１へ供給され
る液体二酸化炭素２１を所定の圧力に調節する。

【００６３】ラインＬ２は、減圧弁Ｖ３の下流側で２つ
のラインＬ３およびＬ４に分岐している。分岐ラインＬ
３は、圧力容器１１の外部でラインＬ１に合流してい
る。他方の分岐ラインＬ４は、圧力容器１１の上部周囲
において圧力容器１１の内部に向かって配設されたスプ
レーノズル（図示せず）と接続している。

【００６４】ラインＬ３を通って供給される液体二酸化
炭素は焼結金属板１３の孔を通してたばこ材料ＴＭに散
布される。また、ラインＬ４を通って供給される液体二
酸化炭素は、上記スプレーノズルからたばこ材料ＴＭに
散布される。分岐ラインＬ３および分岐ラインＬ４を通
じる液体二酸化炭素の供給は、同時に行ってもよいし、
適宜切り替えて行ってもよい。そのために、ラインＬ３
およびラインＬ４には、それぞれ、開閉弁Ｖ４およびＶ
５が設けられている。なお、ラインＬ３を通じる液体二
酸化炭素の供給と、ラインＬ４を通じる液体二酸化炭素
の供給は、いずれか一方のみを行ってもよいので、ライ
ンＬ３およびラインＬ４のいずれか一方を省略すること
ができ、その場合、残したライン（Ｌ３またはＬ４）中
の弁（Ｖ４またはＶ５）も不要である。さらにまた、焼
結金属板１３の代りに、複数のスプレーノズルを設けた
ディスクを設置して、ラインＬ３からの液体二酸化炭素
をそのスプレーノズルから散布するようにすることもで
きる。

【００６５】さて、圧力容器１１内に収容されるたばこ
材料ＴＭの上部、底部および中間部に位置するように、
それぞれ、測温手段例えば熱電対ＴＣ１、ＴＣ３および
ＴＣ２が設置され、その指示温度は、圧力容器１１外部
の温度検出器ＴＤにより検出される。

【００６６】また、圧力容器１１の下方には、液体二酸
化炭素回収タンク１５が配置されており、圧力容器１１
に供給された液体二酸化炭素がたばこ材料ＴＭを通って
わずかに流れ出る場合に、開閉弁Ｖ６を介装したライン
Ｌ５を介して、これを受け取る。この回収タンク１５に
回収された液体二酸化炭素は、開閉弁Ｖ７を介装したラ
インＬ６を通り、図示しない回収設備において回収・精
製工程を経てリザーバ２０に戻される。また、ラインＬ
５には、弁Ｖ６の上流側に、圧力解放ラインＬ７が接続
しており、これに介装された開閉弁Ｖ８の開放により、
圧力容器１１内の圧力をほぼ大気圧まで解放することが
できる。圧力解放弁Ｖ８からラインＬ７を通じて排出さ
れた二酸化炭素ガスも図示しない回収設備に送られる。

【００６７】さらに、圧力容器１１の上部には、圧力容
器１１内と連通して保圧弁Ｖ９を介装したラインＬ８が
設けられている。保圧弁Ｖ９は、圧力容器１１内の二酸
化炭素ガス圧が設定された含浸圧力を超えないように調
節するものであり、減圧弁Ｖ３との協働により、含浸圧
力を良好な精度で調節することができる。なお、保圧弁
Ｖ９からラインＬ８を通じて排出された二酸化炭素ガス
も図示しない回収設備に送られる。

【００６８】この含浸装置１０を用いてたばこ材料を二
酸化炭素で含浸させるために、まず、金網容器ＭＣに収
容されたたばこ材料ＴＭを圧力容器１１に入れる。しか
る後、上蓋１２を閉じ、弁Ｖ１を開放するとともに弁Ｖ
８を開放して二酸化炭素ガスを圧力容器１１内に短時間
通じ、圧力容器１１内をパージする。

【００６９】ついで、弁Ｖ８を閉じ、圧力容器１１内を
二酸化炭素ガスにより所望の含浸圧力まで加圧する。加
圧終了後、弁Ｖ１を閉じ、弁Ｖ２を開放するとともに、
弁Ｖ４および／または弁Ｖ５を開放して液体二酸化炭素
をたばこ材料ＴＭの上方から散布する。熱電対ＴＣ１〜
ＴＣ３全てが含浸圧力での二酸化炭素ガスの飽和温度を
示したら直ちに弁Ｖ２、さらには弁Ｖ４および／または
弁Ｖ５を閉じて液体二酸化炭素の供給を停止する。その
直後、またはそれから所定の保持時間を経過した後、圧
力開放弁Ｖ８を開放して圧力容器１１内の圧力をほぼ大
気圧まで解放する。しかる後、上蓋１２を開けて、二酸
化炭素含浸たばこ材料を取りだし、これを気流乾燥機
（図示せず）に入れて所定の加熱膨化処理を行う。

【００７０】以上の説明からもわかるように、この含浸
装置１０は、たばこ材料の予備冷却のための別個の装置
を必要とせず、圧力容器に液体二酸化炭素散布手段を付
設するだけの簡単な構成である。本発明によれば、この
ような簡単な構成の装置を用いてたばこ材料に二酸化炭
素を含浸させることにより、膨化処理後、優れた膨化率
（膨嵩性）を有する膨化たばこが得られる。

【００７１】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに記載
する。以下の実施例において、二酸化炭素の含浸に用い
た装置は、図１に示す二酸化炭素含浸装置と同様の構造
を有するものであり、本発明による液体二酸化炭素の散
布には、焼結金属板１３のみを用いた。含浸装置の操作
は、図１に関して述べた通りに行った。なお、以下の実
施例等において、圧力は、全てゲージ圧である。

【００７２】以下の実施例等において各用語は、次のよ
うに定義される。

【００７３】水分：１００℃の自然対流オーブンにたば
こ材料試料を１時間入れた後に減少した重量を水分量と
する。たばこ材料の乾燥重量に対する水の割合で表す。
なお、この水分の定義は、本明細書を通じて全て適用さ
れる。

【００７４】膨嵩性：紙巻たばこを製造する場合のたば
こ材料の充填能力を示す値。ドイツ国のボルグワルド社
（Borgwaldt GmbH）製ＤＤ６０Ａ型の嵩密度測定器（de
nsimeter）を用いて、以下のように測定する。

【００７５】（１）たばこ材料試料を直径６０ｍｍの円
筒容器（シリンダー）に充填する。試料は、膨化処理前
の試料は１５ｇを、膨化処理後の試料は再調湿した後１
０ｇを用いる。

【００７６】（２）３ｋｇの荷重がかかった直径５６ｍ
ｍのピストンで充填たばこ材料試料を３０秒間圧縮す
る。

【００７７】（３）圧縮されたたばこ材料の層の高さが
表示されるので、その値からたばこ材料の見掛け体積を
求める。この見掛け体積をたばこ試料重量で除して得た
値を膨嵩性とする（表示単位ｃｃ／ｇ）。

【００７８】なお、膨嵩性の数値が高いほど、たばこ材
料の充填能力が高く、紙巻たばこ１本当りに充填するた
ばこ材料の重量が少なくてすむ。

【００７９】膨嵩性向上率：膨化処理後のたばこ材料の
膨嵩性を膨化処理前のたばこ材料の膨嵩性で除した値。
この数値が大きいほど、充填能力が向上したこととな
る。

【００８０】ＣＯ₂保持率：含浸の前後において試料の
重量を測定し、増加重量分を二酸化炭素（ＣＯ₂）保持
量とし、このＣＯ₂保持量を含浸前の試料重量（乾燥重
量）で除した値をＣＯ₂保持率とする。

【００８１】再調湿：膨化させたたばこ材料を紙巻たば
こ用の適正水分に調整すること。温度２２℃、相対湿度
６０％の部屋で、１週間蔵置することによって行う。

【００８２】喫味品質：たばこの香り、味等を判定する
専門の訓練を受けたパネル１０名によって、喫味を官能
評価した結果である。各パネルが、喫味品質を−３、−
２、−１、０、＋１、＋２、＋３の７段階で表し、その
平均値を取る。比較対象（基準）を０として、差がある
を１、かなり差があるを２、きわめて差があるを３とし
て示す。符号＋は、喫味品質が良いことを、符号−は、
喫味品質が悪いことを表す。すなわち、−３は、喫味品
質がきわめて悪く、＋３は、喫味品質がきわめてよいこ
とを意味する。

【００８３】実施例１代表的なたばこブレンド刻み（記号：Ｂ−３）に水を噴
霧して加湿し、下記表５に示す通りの初期水分量の異な
る５種類の試料を調製した。

【００８４】加湿後５時間以上経過した各刻み（乾燥重
量で約１００ｇ）をステンレス鋼製金網容器に入れ、こ
れを圧力容器（内容積１Ｌ（リットル）、直径８０ｍ
ｍ、深さ２００ｍｍ）に収容した。ついで、圧力容器内
を二酸化炭素ガスで１０秒間パージした。

【００８５】続いて、二酸化炭素ガスを圧力容器内に導
入して圧力容器内を３０、４０または５０ｋｇ／ｃｍ²
の含浸圧力まで加圧した。

【００８６】二酸化炭素ガスの供給を停止した後、圧力
容器の上方からの液体二酸化炭素の供給を開始した。液
体二酸化炭素は、徐々に、たばこ刻み層中の上部、中間
部および最下部にそれぞれ位置する熱電対ＴＣ１〜ＴＣ
３の全てが含浸圧力における二酸化炭素ガスの飽和温度
示すまで散布した。

【００８７】最下部の熱電対が上記飽和温度を示すのと
ほぼ同時に圧力容器の底部からほんのわずかな液体二酸
化炭素が垂れ出た。この時点で、液体二酸化炭素の供給
を停止した。

【００８８】供給を停止してから１分経過後、圧力容器
内圧力を約１０秒で大気圧まで解放し、二酸化炭素含浸
たばこ刻みを取り出した。

【００８９】このたばこ刻みを気流乾燥機に投入して加
熱膨化を行った。気流乾燥機は、内径８４．９ｍｍ、長
さ１２ｍのステンレス鋼管（膨化管）からなり、８０体
積％の水蒸気を含有する高温気流が３８ｍ／秒の速度で
流れるものであった。気流乾燥機の入口温度は３５０℃
に制御した。たばこ刻みの膨化管内通過時間は約１秒で
あった。膨化管を通過した膨化刻みは、タンジェンシャ
ルセパレータで気流から分離され、取り出された。得ら
れた膨化刻みの水分は、３〜４％であった。

【００９０】各膨化刻みを再調湿した後、膨嵩性、膨嵩
性向上率およびＣＯ₂保持率を測定した。結果を表５に
示す。

【００９１】

【表５】

【００９２】表５に示す結果から、本発明の方法により
優れた膨嵩性が達成できることがわかる。また、これら
の結果から、含浸圧力が高いほど、たばこ材料の初期水
分を低くすると、膨嵩性が向上することが確認された。

【００９３】本実施例において、最も膨嵩性が高い膨化
刻みが得られた条件（すなわち、含浸圧力５０ｋｇ／ｃ
ｍ²、たばこ刻みの初期水分１８．４％）で、同様の二
酸化炭素含浸処理を行った後、二酸化炭素含浸たばこ刻
みをステンレス鋼製の真空断熱容器に保存・蔵置した。
３０分間蔵置した後に、同様に気流乾燥機で加熱膨化を
行った。この蔵置後でも、断熱容器内のたばこ刻みの温
度は、−４０℃を維持しており、膨化刻みの膨嵩性は
９．６８ｃｃ／ｇであり、蔵置することなく加熱膨化し
た場合の膨嵩性９．７７ｃｃ／ｇと遜色なかった。

【００９４】一般に、たばこ組織内から揮散する二酸化
炭素の量を最少限に抑制するために、二酸化炭素含浸た
ばこ材料は、含浸後即座に加熱膨張させることが好まし
いとされている。しかしながら、上記結果から、本発明
によれば、適切な保冷手段を採用し、たばこ組織内に３
％（乾燥重量基準）程度の二酸化炭素を含浸させれば、
十分な膨化効果が得られることがわかった。

【００９５】実施例２国内産黄色種たばこ刻み（記号：ＥＳＥ）のその水分が
２５％になるように水を噴霧し加湿した。５時間以上経
過したこの加湿刻み約１００ｇ（乾燥重量基準）をステ
ンレス鋼製の金網容器に入れ、実施例１と同様の含浸装
置に収容した後、二酸化炭素ガスで１０秒間パージし
た。

【００９６】続いて、二酸化炭素ガスで３０ｋｇ／ｃｍ
²まで加圧した後、液体二酸化炭素を散布した。その１
２秒後に、たばこ刻み中に位置する３つの熱電対ＴＣ１
〜ＴＣ３は全て、二酸化炭素の３０ｋｇ／ｃｍ²に対応
する飽和温度すなわち−４．５℃を示した。この時点で
液体二酸化炭素の供給を停止した。供給した液体二酸化
炭素の量は、６８ｇであった。

【００９７】液体二酸化炭素の供給を停止してから８秒
後に、圧力容器内の圧力を約１０秒間で大気圧まで解放
した。

【００９８】含浸処理に要した時間（二酸化炭素ガスに
よる加圧した後から大気圧への解放終了まで）、すなわ
ち含浸時間は、約３０秒であった。

【００９９】圧力解放後直ちにたばこ刻みを取り出して
重量を測定したところ１４３．８ｇであった。二酸化炭
素による含浸処理前のたばこ刻みの重量は１２２．１ｇ
であったので、含浸後のたばこ刻みは、２１．７ｇの二
酸化炭素を保持したこととなる。これは、たばこ刻みの
乾燥重量に対して２２．１％に相当する。

【０１００】二酸化炭素含浸たばこ刻みは、圧力容器内
部に対応する円柱形状を維持していたが、手で軽く握る
と容易に崩れ、固着は一切なかった。

【０１０１】この二酸化炭素含浸刻みを実施例１と同様
の気流乾燥機中で加熱膨化させた。得られた膨化たばこ
刻みの水分は３．４％であった。

【０１０２】再調湿した後、膨嵩性を測定したところ、
９．４２ｃｃ／ｇであった。なお、未処理刻みの膨嵩性
は、４．０９ｃｃ／ｇであった。

【０１０３】次に、保持時間を変えて、同じロットの加
湿刻みを用いて同様の含浸、膨化処理を行った。

【０１０４】以上の結果をまとめて下記表６に示す。な
お、表６には、含浸時間も記してある。

【０１０５】

【表６】

【０１０６】表６に示す結果からわかるように、保持時
間を長くするほど、余剰の少量の液体二酸化炭素が重量
により圧力容器の底部に集まり、ＣＯ2 保持率が低下す
る傾向にあるが、膨嵩性は、含浸時間あるいは保持時間
いかんにかかわらず優れていた。従って、必要最少量の
液体二酸化炭素を散布してたばこ原料を確実に冷却すれ
ば、３０秒もの短い含浸時間でも良好な膨嵩性を達成で
きることが明らかとなった。

【０１０７】比較例１実施例２で用いた加湿刻みを用いて、特公昭５６−５０
８３０号公報記載の実施例の手法に基づいて二酸化炭素
を含浸させた。すなわち、実施例２で使用した圧力容器
内に同様に加湿刻みを収容し、二酸化炭素ガスでパージ
した後、液体二酸化炭素を圧力容器上部の保圧弁Ｖ９か
ら液体二酸化炭素が吹き出てくるまで圧力容器内に供給
した。液体二酸化炭素を圧力容器に充満させるまでの時
間は、圧力容器の容積、ポンプ能力、配管および供給弁
の大きさによって異なるが、本比較例では、１分３０秒
の時間を要した。

【０１０８】ついで、圧力容器から回収タンクへと液体
二酸化炭素を抜き取った。この抜き取りには１分を要し
た。

【０１０９】連続した液体二酸化炭素の吹き出しが終わ
った後、弁Ｖ６を閉め、液切りのために下記表７に示す
液切り時間を経過した後に、圧力を大気圧まで解放し
た。圧力解放に要した時間は、実施例１と同様約１０秒
であった。

【０１１０】従って、パージ時間以外の含浸処理に要し
た時間は、液抜き後の液切り時間に加えて２分４０秒必
要であった。

【０１１１】取り出した含浸刻みは、固結しており、手
で強くほぐしてから、実施例１と同じ条件で気流乾燥機
により加熱膨化させた。結果を表７に示す。

【０１１２】

【表７】

【０１１３】液体二酸化炭素の浸漬による含浸では、液
抜き後に液切りのために所定の液切り時間を設けること
により二酸化炭素保持率を低下させて含浸刻みの固結を
減少させることが有効であるとされている。しかしなが
ら、液抜き後液切り時間を５分取った場合であっても、
実施例２における含浸時間３０秒の場合の保持率と同程
度となったに過ぎず、膨嵩性もやや劣っていた。これ
は、たばこ材料全体を液体二酸化炭素に浸漬すると、過
剰の液体二酸化炭素がたばこ材料に対して存在すること
となり、連続した液体二酸化炭素の流れが停止しても、
なおたばこ材料の間隙に液体二酸化炭素が残留してしま
うためと考えられる。また、たばこ材料の表面に付着し
た固体二酸化炭素の量が多いので、これを昇華させるた
めに熱が奪われてしまい、気流乾燥機で瞬間的に含浸刻
みを加熱してもその分膨化効果が低下するものと考えら
れる。

【０１１４】実施例３実施例１における３水準の含浸圧力の下でそれぞれ最も
高い膨嵩性を示した初期水分を含有するたばこ材料（加
湿刻み）を実施例１と同様の操作により二酸化炭素で含
浸させた。取り出したたばこ材料を実施例１で使用した
気流乾燥機とは異なる気流乾燥機を用いて加熱膨化させ
た。本実施例で使用した気流乾燥機は、膨化管の長さが
２０ｍであり、入口温度を１８０℃または２６０℃に制
御した。気流の流速は、実施例１と同じであった。得ら
れた結果を下記表８に示す。表８には、実施例１の加熱
膨化条件の下での結果も併記した。

【０１１５】

【表８】

【０１１６】表８の結果から明らかなように、２６０℃
で２秒間の加熱膨化処理により、３５０℃で１秒間の加
熱膨化処理の場合と同等の膨嵩性が得られている。２０
０℃で２秒間の加熱膨化処理による膨嵩性は、これより
もやや劣るものの、高い値であった。

【０１１７】実施例４この実施例では、容量１０Ｌ（直径２００ｍｍ、深さ３
２０ｍｍ）の圧力容器を使用して、ブレンド刻み（Ｂ−
３；初期水分２５％）を実施例２と同様の操作により膨
化させた。

【０１１８】すなわち、約１２５０ｇ（乾燥重量で１０
００ｇ）のブレンド刻みを圧力容器に充填した後、二酸
化炭素ガスにより３０ｋｇ／ｃｍ²まで加圧し、７９０
ｇの液体二酸化炭素を散布した。この液体二酸化炭素の
供給量は、乾燥重量基準でブレンド刻みの７９％に相当
する。

【０１１９】二酸化炭素ガスによる上記含浸圧力までの
加圧と液体二酸化炭素の散布は、１分間で行った。液体
二酸化炭素の供給が終了してから１分後に、ブレンド刻
み層中の３箇所の熱電対ＴＣ１〜ＴＣ３は全て飽和温度
（−４．５℃）を示した。

【０１２０】保持時間を０分（なし）、３分または８分
取り、その後圧力容器内の圧力を約３０秒間で大気圧ま
で解放した。

【０１２１】取り出したブレンド刻みを、それぞれ複数
本の長さ３０ｍｍのピンを立設した一対のローラーから
なる刻み解除機に通した後、実施例１と同じ条件の下
で、気流乾燥機で加熱膨化させた。結果を下記表９に示
す。

【０１２２】比較例２実施例４で使用した圧力容器を用い、比較例１の手法に
より同様のブレンド刻みを液体二酸化炭素に浸漬し、そ
の後の処理を行った。

【０１２３】この比較例２においては、ブレンド刻みを
液体二酸化炭素に浸漬させるために８分、液体二酸化炭
素を液抜きするために２分の時間を要した。

【０１２４】液切り時間０分（なし）、３分または８分
を経過した後、圧力容器内圧力を約３０秒間で大気圧ま
で解放した。

【０１２５】取り出したブレンド刻みを実施例４で用い
た刻み解除機に通した後、同様の気流乾燥機で同条件で
加熱膨化させた。

【０１２６】結果を下記表９に併記する。表９におい
て、「経過時間」は、実施例４においては、上記保持時
間を意味し、比較例２においては、上記液切り時間を意
味する。

【０１２７】

【表９】

【０１２８】表９からも明らかなように、液体二酸化炭
素を散布する本発明の方法によれば、余分な二酸化炭素
をほとんど使用しないため、どのような装置規模であっ
ても液体二酸化炭素に浸漬する方法よりも含浸時間を短
縮することができる。含浸時間が短縮されれば、単位時
間当たりの処理量を増加させることができるか、あるい
は装置を小型化できる。

【０１２９】さらに、容積が大きい圧力容器を用いる
と、本発明の液体二酸化炭素散布法と従来の液体二酸化
炭素浸漬法による二酸化炭素保持率が大きく異なってい
た（表９参照）。従来の浸漬方法では、余分な二酸化炭
素がかなり残留しており、８分間の液切り保持時間を取
っても、二酸化炭素保持率は、約２８％であった。取り
出したたばこ刻みの下半分は、著しく固着しており、手
で握っても崩れないため、刻み解除機を用いてその塊を
ほぐす必要があった。たばこ刻みを固着させるような余
分な二酸化炭素は、回収することが困難であり、環境や
製造コストに悪影響を及ぼす可能性があるため、好まし
くない。

【０１３０】他方、液体二酸化炭素の散布による本発明
の方法では、予め決められた必要最少限量の二酸化炭素
を有効に使用するため、余分な二酸化炭素はほとんどな
い。従って、取り出した刻みは固着しておらず、はじめ
からほぐれており、刻み解除機のローラー間をほとんど
素通りした。

【０１３１】次に、それぞれ実施例４および比較例２に
おいて保持時間を８分間取った両方法による膨化後の刻
みを篩分けした。篩分け機としてドイツ国のＪＥＬ社
（J. Engelsmann AG）のＰＲＵＥＦＳＩＢＪＥＬ２０
０型を用い、篩として国際標準化機構（ＩＳＯ）、日本
工業規格（ＪＩＳ）により制定された目開き４．００、
３．１５、２．００、１．００および０．５０ｍｍの篩
を重ねて上記篩分け機に設置した。

【０１３２】まず、膨化刻みを十分に混合して縮分して
２５ｇを計り取った。この刻みを２分間の篩いに供し、
それぞれの篩上に残った刻みおよび０．５０ｍｍの篩を
通過した刻みの重量を正確に測り、初めの刻み重量（２
５ｇ）に対するそれぞれの割合を求めた。この測定操作
を１試料につき８回繰り返し、平均値を求めた。結果を
表１０に示す。

【０１３３】

【表１０】

【０１３４】刻みが固着すると、これを解除する際に刻
みの破砕が生じる。１ｍｍの目開きの篩を通過するよう
な微細な刻み（細粉）は、紙巻たばこの製造には不適当
であり、歩留まりが低下してしまう。

【０１３５】表１０からもわかるように、従来の二酸化
炭素浸漬法では、含浸刻みの固着が著しく、刻み解除に
よる破砕が大きく、本発明の液体二酸化炭素散布法によ
るものと比較して全体的に刻みの長さが短くなってい
た。特に、１ｍｍの篩を通過した細粉の割合が２０％を
超えていた。

【０１３６】これに対し、本発明の液体二酸化炭素散布
法によるものは、刻み解除機をほとんど素通りすること
から、含浸刻みの破砕が少なく、細粉の割合は１１％で
あり、従来の浸漬法によるものの半分であった。

【０１３７】次に、この篩い分けに用いた残りの膨化刻
みを紙巻たばこに巻き上げて、処理方法を明かさないで
喫味品質の比較を行った。判定結果は、従来の浸漬法に
よるものを０とした場合に、本発明の散布法によるもの
は、＋２であり、明らかに喫味品質が優れていた。これ
は、従来の浸漬法によるものは、特に、液体二酸化炭素
が揮発性成分を溶解するので、たばこの香りがぬけてし
まうことに起因していると考えられる。

【０１３８】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、必要
最少限の二酸化炭素を用いて二酸化炭素をたばこ材料に
短時間で含浸させることができ、かつ品質の優れた膨化
たばこ材料を簡単な構成の装置を用いて製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法においてたばこ材料を二酸化炭素
により含浸させるために使用する含浸装置の一例を概略
的に示す図。

【符号の説明】

１１…圧力容器（含浸容器）１２…上蓋１３…液体二酸化炭素散布手段（焼結金属板）１５…液体二酸化炭素回収タンク２０…二酸化炭素リザーバ２１…液体二酸化炭素２２…二酸化炭素ガスＴＭ…たばこ材料Ｌ１〜Ｌ８…ラインＶ１〜Ｖ９…弁ＴＣ１〜ＴＣ３…熱電対

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内山研輔神奈川県横浜市青葉区梅が丘６−２日本たばこ産業株式会社たばこ中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）たばこ材料を圧力容器に入れ、（ｂ）二酸化炭素ガスにより該圧力容器内をゲージ圧で
少なくとも約４．３ｋｇ／ｃｍ²の含浸圧力まで加圧
し、（ｃ）該含浸圧力を維持しながら、該たばこ材料の上方
から液体二酸化炭素を供給して該圧力容器内を該液体二
酸化炭素の蒸発により二酸化炭素ガスで飽和させ、（ｄ）所定時間保持した後、該圧力容器内の圧力をほぼ
大気圧まで減圧し、（ｅ）該圧力容器からたばこ材料を取り出し、（ｆ）取り出したたばこ材料を気流乾燥機に供給し、該
気流乾燥機において高温の気流と接触させることにより
たばこ材料を膨化させ、（ｇ）該高温の気流から膨化たばこ材料を分離する各工
程を備えたことをを特徴とする膨化たばこ材料の製造方
法。
【請求項２】工程（ａ）におけるたばこ材料が、乾燥
重量基準で１２ないし３３％の水分を有することを特徴
とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】工程（ａ）におけるたばこ材料が、２０
ないし３０℃の温度にあることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の製造方法。
【請求項４】工程（ｂ）における含浸圧力が、ゲージ
圧で１０ないし７４ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項５】工程（ｂ）における含浸圧力が、ゲージ
圧で３０ないし６０ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とす
る請求項４記載の製造方法。
【請求項６】工程（ｂ）における含浸圧力が高いほ
ど、少ない水分を有するたばこ材料を工程（ａ）で用い
ることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項記
載の製造方法。
【請求項７】工程（ｃ）における液体二酸化炭素の供
給量が、乾燥重量基準のたばこ材料の重量の０．０４な
いし約２．４倍であることを特徴とする請求項１ないし
６のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項８】工程（ｃ）における液体二酸化炭素の供
給量が、乾燥重量基準のたばこ材料の重量の０．０６な
いし約１．４倍であることを特徴とする請求項７記載の
製造方法。
【請求項９】工程（ｃ）において、たばこ材料の温度
が含浸圧力における二酸化炭素ガスの飽和温度に達した
直後に液体二酸化炭素の供給を停止することを特徴とす
る請求項１ないし８のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項１０】工程（ｃ）において、液体二酸化炭素
が圧力容器の底部からわずかに流出した時点で液体二酸
化炭素の供給を停止することを特徴とする請求項１ない
し８のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項１１】工程（ｄ）における保持時間が、１０
秒以上であることを特徴とする請求項１ないし１０のい
ずれか１項記載の製造方法。
【請求項１２】工程（ｆ）における高温の気流が水蒸
気を含み、２６０℃ないし３５０℃の温度にあることを
特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項記載の製
造方法。
【請求項１３】工程（ｆ）において、たばこ材料を高
温の気流と１ないし２秒間接触させることを特徴とする
請求項１２記載の製造方法。
【請求項１４】工程（ｆ）において、たばこ材料を乾
燥重量基準で８％以下の水分となるまで膨化させること
を特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項記載の
製造方法。
【請求項１５】（ａ）第１の温度にあるたばこ材料を
圧力容器に入れる工程、（ｂ）該第１の温度における二酸化炭素ガスの飽和圧力
よりも低い含浸圧力まで該圧力容器内を二酸化炭素ガス
で加圧する工程、（ｃ）該圧力容器内のたばこ材料が該含浸圧力における
二酸化炭素ガスの飽和温度に相当する第２の温度に達す
るに必要最少限量の液体二酸化炭素を該圧力容器内のた
ばこ材料の上方から該たばこ材料に供給してたばこ材料
と接触させ、該液体二酸化炭素の蒸発潜熱により該たば
こ材料を該第２の温度まで冷却することにより、二酸化
炭素を該たばこ材料に含浸させる工程、（ｄ）該圧力容器から二酸化炭素含浸たばこ材料を取り
出す工程、（ｅ）該取り出した二酸化炭素含浸たばこ材料を加熱膨
化させる工程を備えた膨化たばこ材料の製造方法。
【請求項１６】工程（ａ）における第１の温度が、２
０ないし３０℃の温度であることを特徴とする請求項１
５記載の製造方法。
【請求項１７】工程（ａ）におけるたばこ材料が、乾
燥重量基準で１２ないし２５％の水分を有することを特
徴とする請求項１５または１６記載の製造方法。
【請求項１８】工程（ｂ）における含浸圧力が、二酸
化炭素の三重点における圧力以上、臨界点における圧力
未満であることを特徴とする請求項１５ないし１７のい
ずれか１項記載の製造方法。
【請求項１９】工程（ｂ）における含浸圧力が、ゲー
ジ圧で１０ないし７４ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴と
する請求項１８記載の製造方法。
【請求項２０】工程（ｂ）における含浸圧力が高いほ
ど、少ない水分を有するたばこ材料を工程（ａ）で用い
ることを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれか１
項記載の製造方法。
【請求項２１】工程（ｃ）における液体二酸化炭素の
供給量が、理論量の１ないし約７倍であることを特徴と
する請求項１５ないし２０のいずれか１項記載の製造方
法。
【請求項２２】工程（ｃ）における液体二酸化炭素の
供給量が、理論量の１．５ないし約４倍であることを特
徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２３】工程（ｃ）において、たばこ材料の温
度が第２の温度に達した直後に液体二酸化炭素の供給を
停止することを特徴とする請求項１５ないし２２のいず
れか１項記載の製造方法。
【請求項２４】工程（ｃ）において、液体二酸化炭素
が圧力容器の底部からわずかに流出した時点で液体二酸
化炭素の供給を停止することを特徴とする請求項１５な
いし２２のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項２５】工程（ｅ）において、二酸化炭素含浸
たばこ材料を水蒸気を含み、２６０℃ないし３５０℃の
温度にある気流と接触させることを特徴とする請求項１
５ないし２４のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項２６】工程（ｅ）において、二酸化炭素含浸
たばこ材料を１ないし２秒間気流と接触させることを特
徴とする請求項２５記載の製造方法。
【請求項２７】工程（ｅ）において、たばこ材料を乾
燥重量基準で８％以下の水分となるまで膨化させること
を特徴とする請求項１５ないし２６のいずれか１項記載
の製造方法。