(57)【要約】  本発明は（ａ）１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも約１０％大きい充填値を有する第１の膨張タバコ材を提供するために刻み葉柄を膨張させる第１の膨張工程と、（ｂ）０〜約１０％ＯＶの水分量と１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第１の膨張タバコ材の充填値より少なくとも５％大きい充填値を有する第２の膨張タバコ材を提供するために第１の膨張タバコ材を加熱された面と間欠的に接触させることによって第１の膨張タバコ材を膨張させる第２の膨張工程と、（ｃ）第２の膨張タバコ材の水分量を約１０％〜約２０％ＯＶに調節して膨張させた製品を提供する第３の工程とを含み、膨張させた製品の充填値は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも５０％大きくなっている刻み葉柄タバコ材の処理方法を提供する。また本発明はこの方法を実施するための装置、膨張させた刻み葉柄タバコ材およびこれを含むタバコ産業製品に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも約１０％大きい充填値を有する第１の膨張タバコ材を提供するために刻み葉柄を膨張させる第１の膨張工程と、
（ｂ）０〜約１０％ＯＶの水分量と１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第１の膨張タバコ材の充填値より少なくとも５％大きい充填値を有する第２の膨張タバコ材を提供するために第１の膨張タバコ材を加熱された面と間欠的に接触させることによって第１の膨張タバコ材を膨張させる第２の膨張工程と、
（ｃ）第２の膨張タバコ材の水分量を約１０％〜約２０％ＯＶに調節して膨張させた製品を提供する第３の工程とを含み、膨張させた製品の充填値は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも５０％大きくなっている刻み葉柄タバコ材の処理方法。
【請求項２】
第３の工程は第２の膨張タバコ材をさらに膨張させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
膨張製品の充填値は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第２の膨張タバコ材の充填値より少なくとも５％大きいことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
第２の膨張工程は第１の膨張タバコ材を撹拌することを含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
第１の膨張タバコ材と接触する前の第２の膨張工程で使用される加熱された面の温度は少なくとも約１００℃〜約３００℃であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
第１の膨張タバコ材と接触する前の第２の膨張工程で使用される加熱された面の温度は少なくとも約１２０℃〜約２５０℃または少なくとも約１５０℃〜約３００℃であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
第２の膨張工程で第１の膨張タバコを加熱された面と接触させることでタバコ材を約１２０℃〜約２３０℃のピーク温度に加熱することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
第２の膨張タバコ材の水分量は約１％〜約５％ＯＶまたは約２％ＯＶ未満であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
第１の膨張タバコは第２の膨張工程で加熱された面と間欠的に少なくとも１分〜約１５分間接触させることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
第１の膨張タバコ材は、第２の膨張工程で加熱された面と間欠的に少なくとも約２分間〜約１０分間または少なくとも約２分半〜約５分間接触させることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
刻み葉柄タバコ原材料の第１の膨張工程前の水分量は約２０％〜約６０％ＯＶであることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
第３の工程は第２の膨張タバコ材の水分量を約１０％〜約３０％ＯＶまたは約１０％〜約１６％ＯＶに調節する再調整工程であることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
刻み葉柄タバコ材は、第１の膨張工程前に１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約３．５〜約４．５ｍｌ／ｇの充填値を有することを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
第１の膨張タバコ材は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約５ｍｌ／ｇ〜約８ｍｌ／ｇの充填値を有することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
膨張させた製品は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約６．５ｍｌ／ｇ〜約１２ｍｌ／ｇの充填値を有することを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
第１の膨張工程（ａ）と第２の膨張工程（ｂ）との間および／または第２の膨張工程（ｂ）と第３の膨張工程（ｃ）との間に休止期を含み、休止期は少なくとも約１分間処理を行わずにタバコ材を休ませることを含むことを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
休止期はタバコ材を約１時間〜約７２時間処理せずに休ませることを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
休止期はタバコ材を約４０℃以下または約３０℃以下の温度に冷やすことを含むことを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
第１の膨張工程は刻み葉柄を膨張剤に晒すことを含むことを特徴とする請求項１乃至１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
膨張剤は液体二酸化炭素、固体二酸化炭素、スチーム、液体窒素、液体短鎖（Ｃ５またはＣ６）炭水化物またはこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
水およびスチームの少なくとも一方が第３の工程時に第２膨張タバコ材に加えられることを特徴とする請求項１乃至２０いずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
第２の膨張工程を実施するためのモジュールを含み、モジュールは第１の膨張タバコ材と間欠的に接触するために設けられた加熱面を含む請求項１乃至２１いずれか１項記載の方法を行うための装置。
【請求項２３】
第２の膨張工程を実施するためのモジュールの加熱された面のタバコ材と接触する前の温度は少なくとも約１２０℃〜約２５０℃または少なくとも約１５０℃〜約３００℃であることを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
第２の膨張工程を実施するためのモジュールは、加熱された面およびスクリュー機構、デュアルスクリュー機構、エアーフローおよび回転ドラムから選択されるタバコ材を撹拌するための少なくとも１つの機構を含む処理チェンバーを含むことを特徴とする請求項２２または請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
第１の膨張工程を実施するためのモジュールをさらに含むことを特徴とする請求項２２乃至２４いずれか１項記載の装置。
【請求項２６】
第１の膨張工程を実施するための前記モジュールは膨張スチームトンネル、ＳＴＳ（葉柄スチーム処理）システム、コンディショニングシリンダー、コンディショニングスクリューまたは加圧コンディショニングスクリューからなる群から任意に選択されるあらゆる従来の膨張技術を含むことを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
第１の膨張工程を実施するモジュールは、流動床ドライヤー、フラッシュタワードライヤー、ロータリードライヤーおよびバンドドライヤーからなる群から任意に選択されるあらゆる従来の乾燥技術をさらに含むことを特徴とする請求項２５または２６記載の装置。
【請求項２８】
第３の工程を実施するためのモジュールをさらに含むことを特徴とする請求項２２乃至２７いずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
第３の工程を実施するためのモジュールは並べ替えドラム、スチームトンネルおよびバンドコンディショナーからなる群から選択される１つ以上を含むことを特徴とする請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
請求項１乃至２１いずれか１項記載の方法で得られるまたは得ることができる膨張刻み葉柄タバコ材であって、これは１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも５０％大きい充填値を有する膨張刻み葉柄タバコ材。
【請求項３１】
１４．５％ＯＶの正規化水分量で測定した際に約６．５〜約１２ｍｌ／ｇの充填値を有することを特徴とする請求項３０記載の膨張させた刻み葉柄タバコ材。
【請求項３２】
請求項３０または請求項３１記載の膨張させた刻み葉柄タバコ材を含むタバコ産業製品。
【請求項３３】
タバコ産業製品の製造のための請求項３０または請求項３１記載の膨張させた刻み葉柄タバコ材の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膨張させた刻み葉柄製品を製造するために刻み葉柄タバコ材を処理する方法を提供する。また刻み葉柄タバコ材の処理装置も提供する。また本発明は膨張させた刻み葉柄タバコ材、それを含むタバコ産業製品およびその抽出物も提供する。
【背景技術】
【０００２】
タバコ材に使用するタバコ葉柄の味および燃焼特性を向上させるために葉柄は、多くは最初に例えば膨張などの１つ以上の処理工程を受ける。
【発明の概要】
【０００３】
第１の態様では本発明は刻み葉柄タバコ材の処理方法を提供し、これは（ａ）１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも約１０％大きい充填値を有する第１の膨張タバコ材を提供するために刻み葉柄を膨張させる第１の膨張工程と、（ｂ）０〜約１０％ＯＶの水分量と１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第１の膨張タバコ材の充填値より少なくとも５％大きい充填値を有する第２の膨張タバコ材を提供するために第１の膨張タバコ材を加熱された面と間欠的に接触させることによって第１の膨張タバコ材を膨張させる第２の膨張工程と、（ｃ）第２の膨張タバコ材の水分量を約１０％〜約２０％ＯＶに調節して膨張させた製品を提供する第３の工程とを含み、膨張させた製品の充填値は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも５０％大きくなっている。
【０００４】
一部の実施態様では第３の工程はさらに第２の膨張タバコ材を膨張させる。一部の実施態様では膨張製品の充填値は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第２の膨張タバコ材の充填値より少なくとも５％大きい。
【０００５】
一部の実施態様では第２の膨張工程は第１の膨張タバコ材を撹拌することを含む。
【０００６】
一部の実施態様では第１の膨張タバコ材と接触する前の第２の膨張工程で使用される加熱された面の温度は、少なくとも約１００℃〜約３００℃である。一部の実施態様では第２の膨張工程に使用する加熱された面の第１の膨張タバコ材と接触させる前の温度は、少なくとも約１２０℃〜約２５０℃または少なくとも約１５０℃〜約３００℃である。
【０００７】
一部の実施態様では第２の膨張工程で第１の膨張タバコを加熱された面と接触させることでタバコ材を約１２０℃〜約２３０℃のピーク温度に加熱する。
【０００８】
一部の実施態様では第２の膨張タバコ材の水分量は約１％〜約５％ＯＶまたは約２％ＯＶ未満である。
【０００９】
一部の実施態様では第１の膨張タバコは第２の膨張工程で加熱された面と間欠的に少なくとも１分〜約１５分間接触させる。一部の実施態様では第１の膨張タバコ材は、第２の膨張工程で加熱された面と間欠的に少なくとも約２分間〜約１０分間または少なくとも約２分半〜約５分間接触させる。
【００１０】
一部の実施態様では刻み葉柄タバコ原材料の第１の膨張工程前の水分量は約２０％〜約６０％ＯＶである。
【００１１】
一部の実施態様では第３の工程は第２の膨張タバコ材の水分量を約１０％〜約３０％ＯＶまたは約１０％〜約１６％ＯＶに調節する再調整工程である。
【００１２】
一部の実施態様では刻み葉柄タバコ材は、第１の膨張工程前に１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約３．５〜約４．５ｍｌ／ｇの充填値を有する。
【００１３】
一部の実施態様では第１の膨張タバコ材は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約５ｍｌ／ｇ〜約８ｍｌ／ｇの充填値を有する。
【００１４】
一部の実施態様では膨張させた製品は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約６．５ｍｌ／ｇ〜約１２ｍｌ／ｇの充填値を有する。
【００１５】
一部の実施態様では本発明の方法は、第１の膨張工程（ａ）と第２の膨張工程（ｂ）との間および／または第２の膨張工程（ｂ）と第３の膨張工程（ｃ）との間に休止期を含み、休止期は少なくとも約１分間処理を行わずにタバコ材を休ませることを含む。一部の実施態様では休止期はタバコ材を約１時間〜約７２時間処理せずに休ませることを含む。一部の実施態様では休止期はタバコ材を約４０℃以下または約３０℃以下の温度に冷やすことを含む。
【００１６】
一部の実施態様では第１の膨張工程は刻み葉柄を膨張剤に晒すことを含む。一部の実施態様では膨張剤は液体二酸化炭素、固体二酸化炭素、スチーム、液体窒素、液体短鎖（Ｃ５またはＣ６）炭水化物またはこれらの混合物からなる群から選択される。
【００１７】
一部の実施態様では水およびスチームの少なくとも一方が第３の工程時に第２膨張タバコ材に加えられる。
【００１８】
本発明の第２の態様では第１の態様による方法を実施するための装置が提供され、本発明の装置は第２の膨張工程を実施するためのモジュールを含み、モジュールは第１の膨張タバコ材と間欠的に接触するために設けられた加熱面を含む。
【００１９】
一部の実施態様では第２の膨張工程を実施するためのモジュールの加熱された面のタバコ材と接触する前の温度は少なくとも約１２０℃〜約２５０℃または少なくとも約１５０℃〜約３００℃である。
【００２０】
一部の実施態様では第２の膨張工程を実施するためのモジュールは、加熱された面およびスクリュー機構、デュアルスクリュー機構、エアーフローおよび回転ドラムから選択されるタバコ材を撹拌するための少なくとも１つの機構を含む処理チェンバーを含む。
【００２１】
一部の実施態様では本発明の装置は第１の膨張工程を実施するためのモジュールを含む。一部の実施態様では第１の膨張工程を実施するための前記モジュールは、膨張スチームトンネル、ＳＴＳ（葉柄スチーム処理）システム、コンディショニングシリンダー、コンディショニングスクリューまたは加圧コンディショニングスクリューからなる群から任意に選択されるあらゆる従来の膨張技術を含む。一部の実施態様では第１の膨張工程を実施するモジュールは、流動床ドライヤー、フラッシュタワードライヤー、ロータリードライヤーおよびバンドドライヤーからなる群から任意に選択される任意の従来の乾燥技術をさらに含む。
【００２２】
一部の実施態様では本発明の装置は第３の工程を実施するためのモジュールをさらに含む。一部の実施態様では第３の工程を実施するためのモジュールは並べ替えドラム、スチームトンネルおよびバンドコンディショナーからなる群から選択される１つ以上を含む。
【００２３】
本発明の第３の態様では第１の態様による方法で得られるまたは得ることができる膨張刻み葉柄タバコ材が提供され、これは１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも５０％大きい充填値を有する。
【００２４】
一部の実施態様では膨張させた刻み葉柄タバコ材は１４．５％ＯＶの正規化水分量で測定した際に約６．５〜約１２ｍｌ／ｇの充填値を有する。 
【００２５】
本発明の第４の態様では第３の態様の膨張刻み葉柄タバコ材を含むタバコ産業製品が提供される。
【００２６】
本発明の第５の実施態様では、タバコ産業製品の製造のために第３の態様による膨張刻み葉柄タバコ材の使用が提供される。
【００２７】
本発明の実施態様を単に一例として、本発明の実施態様を添付図面を参照して例示のみを目的として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】例示的な方法のプロセスフローチャートである。
【図２】タバコ材の処理方法の一工程のための装置内のタバコ材の進行を略式に示している。
【図３】膨張刻み葉柄タバコ材を紙巻きタバコに組み入れた実験データを示す。
【図４】膨張刻み葉柄タバコ材を紙巻きタバコに組み入れた実験データを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は膨張させたタバコ葉柄の製造方法に関する。葉柄はタバコ葉の比較的木質の部分であり、構造的硬直性を供する。葉柄はタバコ葉の重量の２０〜３０％を占める。葉柄はアルカロイドまたは窒素系化合物の含有量が小さいが、セルロースを多く含む。燃焼時には葉柄は葉の他の部分と比較して劣ると考えられている煙を発生させる。しかしながら、収量を上げるために刻みタバコ葉柄を紙巻きタバコなどの喫煙品の喫煙材に刻み葉片と一緒に含有させてもよい。
【００３０】
タバコ材に使用するタバコ葉柄の味および燃焼特性を向上させるために葉柄は、場合によっては最初に例えば、ケーシング添加および膨張などの１つ以上の処理工程に付される。
【００３１】
本発明は異なる処理段階で葉柄を膨張させるための刻み葉柄の処理方法に関する。
【００３２】
葉柄を膨張させることでその材料の所定の重量または質量が占める容量であるその充填値を上昇させる。タバコ材の充填値が大きくなるほど、標準的な寸法の紙巻きタバコのタバコロッドを満たすのに必要とされるタバコ材の重量が小さくなる。
【００３３】
膨張タバコ葉柄などのタバコ材の充填値は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量でのタバコ材のシリンダー容積（ＣＶ）である「補正シリンダー容積」（ＣＣＶ）によって表される。シリンダー容積（ＣＶ）は、例えば刻みタバコ測定ヘッドとタバコシリンダー容器が装着されたＢｏｒｇｗａｌｄｔ社製密度計ＤＤ６０またはＤＤ６０Ａを使用して測定してもよい。ＣＣＶを測定するための１つの好適な方法ではタバコ材のサンプルがＢｏｒｇｗａｌｄｔ社製密度計のタバコシリンダー容器に入れられ、３０秒間２ｋｇの荷重がかけられる。荷重により圧縮後のサンプルの高さを測定し、これが測定されたシリンダー容積（ＣＶ）を計算するために使用される。逆密度であるタバコ葉柄の充填値は材料の水分量によって大きく変わる。従って、ＣＶを測定するために使用されるタバコ材の水分量が１４．５％でない場合、ＣＣＶ従って補正充填値は公知の式を使用して計算することができる。例えば、補正充填値は次の式によって算出することができる。
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ＦＦｋｏｒｒは補正充填値であり、ＦＦは非補正充填値であり、ｍｏｉｓｔは測定されたタバコ材の水分を意味する。
【００３４】
水分量の測定は、水分はタバコ材、それらの処理特性およびその最終製品自体に多くの影響を与えるのでタバコ産業製品において重要である。「水分」と言った場合、多種多様で矛盾する定義および術語がタバコ産業内で使用するにはあることを理解することが重要である。「水分」または「水分量」は材料の水の含有量を意味するために使用されるのが一般的であるが、タバコ産業に関連しては、水としての「水分」とオーブン揮発物としての「水分」とを差別化する必要がある。水含有量は、固形物質の総質量に含まれる水の割合として定義される。揮発分は固形物質の総質量に含まれる揮発性成分の割合として定義される。これは水とすべての他の揮発成分成分を含む。絶乾質量は、加熱によって揮発性物質が飛ばされた後に残った質量である。それは総質量の割合として表される。オーブン揮発分（ＯＶ）は、揮発させた揮発物質の質量である。
【００３５】
水分量（オーブン揮発分）は、サンプルを強制通風オーブン内で１１０℃±１℃に調整された温度で３時間±０．５分乾燥させた際の質量の減少として測定される。乾燥後、サンプルを冷ますためにデシケーター内で室温で約３０分間冷ます。
【００３６】
特に明記しない限り 本明細書で水分量と言った場合はオーブン揮発分（ＯＶ）を意味する。
【００３７】
本明細書中では「処理されたタバコ材」および「膨張させた製品」なる用語は、本発明の処理工程を受けた刻みタバコ材を意味し、「未処理の刻みタバコ材」または「刻み葉柄原料」なる用語は、本発明の処理工程を受けていない刻み葉柄タバコ材を意味する（他の処理を受けている場合があるが）。
【００３８】
本明細書中では「刻み葉柄タバコ材」なる用語は、タバコ属のあらゆる構成物の葉柄を包含する。本発明で使用する刻み葉柄タバコ材は、タバコ種のものであることが好ましい。
【００３９】
タバコのあらゆる種類、型および／または変種の刻み葉柄を処理してもよい。使用してもよいタバコの例としてはヴァージニア、バーレー、コムム（Comum）およびメリーランドタバコおよびこれらの種のブレンドが挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、異なる型、様式および／または種類の処理は異なる感覚刺激特性を有するタバコが得られることを認識している。
【００４０】
処理される刻み葉柄タバコ材は従来の慣例に従って予備理されたタバコ材から得られるものであってもよい。例えば、タバコ材は硬化前のタバコを含んでもよいおよび／または硬化後のタバコからなってもよい。本明細書中では「硬化後のタバコ」なる用語は、硬化されているが、タバコ材の味および／または香味を変えるためのさらなる処理工程を受けていないタバコを意味する。硬化後のタバコは、他の様式、種類および／または型とブレンドしたものであってもよい。硬化後のタバコは、刻みくずタバコを含まないまたは刻みくずタバコからなるものではない。
【００４１】
これとは別にまたは加えて 処理される刻み葉柄タバコ材は、緑葉脱穀（Green Leaf Threshing (GLT)）プラントで行われる段階で処理されたタバコから得られるものであってもよい。これはこれは、再分類された（re-graded）、緑葉とブレンドされた（green-leaf blended）、コンディショニングされた、または脱穀された、乾燥および／または圧縮されたタバコを含んでもよい。
【００４２】
本発明の方法の一例を図１のフローチャートに例示する。刻み葉柄タバコ出発材料は、例えば生葉柄のコンディショニング、その後のローリング、刻み、乾燥および混合の内の１つ以上を含む従来の基礎生産工程などの予備処理を任意に受けてもよい。フローチャートは刻み葉柄タバコ材を処理する方法のいくつかの実施態様に含まれる処理工程の一例を示している。
【００４３】
第１の膨張工程 
本発明による方法では刻み葉柄タバコ材は、刻み葉柄を膨張させて１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも約１０％大きい充填値を有する第１の膨張タバコ材を提供する第１の膨張工程で処理される。
【００４４】
一部の実施態様では第１の膨張工程は、第１の膨張工程前に通常約２０％〜約６０％オーブン揮発分(ＯＶ)または約２０％〜約４０％ＯＶの水分量を有する刻み葉柄で始まる。
【００４５】
一部の実施態様では第１の膨張工程は、第１の膨張工程前に１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約３．５〜約４．５ｍｌ／ｇの充填値を有する刻み葉柄で始まる。
【００４６】
一部の実施態様では第１の膨張工程は従来の膨張技術を利用する。
【００４７】
タバコを加圧下で気体またはスチームに含浸させ、次に圧力を解放することを含むタバコを膨張させる種々の方法が今まで提案されており、これにより気体がタバコ細胞を膨張させ、処理されたタバコの容積を大きくする。これはいわゆるスチーム葉柄処理工程および装置またはスチームトンネルを使用してもよい。
【００４８】
他の方法は水または比較的揮発性の有機液体などの液体にタバコを含浸させることを含み、その後液体を飛ばしてタバコを膨張させる。広く知られている従来の膨張技術はドライアイスを使用し、これはいわゆるドライアイス膨張タバコまたはＤＩＥＴというものになる。この工程はタバコを温める前に液体二酸化炭素に浸すことを含む。気体となった二酸化炭素が強制的にタバコを膨張させる。
【００４９】
追加の方法は、加熱されると分解し、タバコを膨張させる役割を果たす気体を発生させる固体材料でタバコを処理することを含む。他の方法はタバコに液体を染みこませるために加圧下で炭酸水などの気体含有液でタバコを処理することを含む。染みこませたタバコは、次に加熱されるまたは気体を放出させてタバコを膨張させるために減圧する。タバコを膨張させるためのさらなる技術が開発され、これは例えば炭酸アンモニウムを形成するために二酸化炭素とアンモニアなどと反応してタバコ内に固体化学反応物を形成する気体でタバコを処理することを含む。これらの固体化学反応物は次に放出される際にタバコを膨張させる気体をタバコ内に発生させるために加熱よって分解される。タバコ葉柄は種々の加熱処理またはマイクロ波エネルギーによっても膨張させてもよい。タバコの凍結乾燥を採用して容量を増加させてもよい。空気乾燥および流動床乾燥などの連続的な乾燥技術も使用して刻み葉柄を膨張させてもよい。
【００５０】
一部の実施態様では第１の膨張工程は刻み葉柄を膨張剤に晒すことを含む。膨張剤は、液体二酸化炭素、固体二酸化炭素、スチーム、液体窒素、液体短鎖（Ｃ５またはＣ６）炭水化物またはこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。
【００５１】
一部の実施態様では第１の膨張タバコ材は、ドライアイス膨張タバコ(ＤＩＥＴ)である。
【００５２】
このような従来の膨張技術によって充填値が少なくとも約１０％増加することが知られている。上述の従来の膨張技術の内の１つを使用した膨張工程の後、刻み葉柄は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約５ｍｌ／ｇ〜約６ｍｌ／ｇの膨張した充填値を有する。これらの膨張の数値は控えめな値であり、公知の従来膨張および乾燥工程の最小膨張効果を表している。実際には公知の膨張技術の膨張効果は潜在的にはより顕著である。例えば、第１の膨張タバコ材の刻み葉柄は１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約５ｍｌ／ｇ〜約１０ ｍｌ／ｇ、例えば約５ｍｌ／ｇ〜約９ｍｌ／ｇ、例えば約５ｍｌ／ｇ〜約８ｍｌ／ｇ、例えば約５ｍｌ／ｇ〜約７ｍｌ／ｇの膨張した充填値を有する。
【００５３】
一部の実施態様では第１の膨張工程は刻み葉柄を１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも約１２％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０%、少なくとも約９０％または少なくとも約１００％大きい充填値を有する第１の膨張タバコ材を供するために膨張させる。
【００５４】
一部の実施態様では第１の膨張タバコ材（第１の膨張工程後のタバコ材）の水分量は約５％〜約２５％ＯＶ、例えば約５％〜約２０％ＯＶ、例えば約１０％〜約１５％ＯＶである。
【００５５】
第１の膨張工程から得られた第１膨張タバコ材は膨張させた葉柄を含むことになる。この第１の膨張タバコ材は、例えば１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約約５ｍｌ／ｇ〜約７ｍｇ/lの充填値を有してもよい。この材料は第２の膨張工程に送られる材料になる。
【００５６】
第２の膨張工程 
第２の膨張工程は第１の膨張タバコ材を加熱された面と間欠的に接触させることによって第１の膨張タバコ材を膨張させることを含み、０〜約１０％オーブン揮発分（ＯＶ）の水分量および１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第１の膨張タバコ材の充填値より少なくとも約５％大きい充填値を有する第２の膨張タバコ材を供する。
【００５７】
第２の膨張工程では第１の膨張タバコ材、即ち第１の膨張工程からの膨張刻み葉柄をさらに乾燥させることが主に行われる。一部の実施態様では第２の膨張工程の出発材料（第１の膨張タバコ材）は約５〜約２５％オーブン揮発分の水分量を有する。第２の膨張工程は得られる第２膨張タバコ材が０％〜約１０％ＯＶ、例えば０％〜約５％ＯＶの水分量を有するように乾燥が行われる。
【００５８】
さらに第２の膨張工程は、第２の膨張タバコ材の充填値が１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第１の膨張タバコ材より少なくとも約５％大きくなるようにタバコ材をさらに膨張させることになる。一部の実施態様では第２の膨張工程は第１膨張タバコ材を膨張させて、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第２の膨張工程前の刻み葉柄タバコ材（第１の膨張タバコ材）の充填値より少なくとも約７％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％または少なくとも約４０％大きい充填値を有する第２の膨張タバコ材を供する。
【００５９】
一部の実施態様では第２膨張タバコ材は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約５．５ｍｌ／ｇ〜約１０ｍｌ／ｇの充填値を有する。一部の実施態様では第２の膨張タバコ材は約６ｍｌ／ｇ〜約９ｍｌ／ｇ、例えば約６ｍｌ／ｇ〜約８ｍｌ／ｇの充填値を有する。
【００６０】
第２の膨張工程は刻み葉柄の新しい処理であり、第１の膨張タバコ材を加熱された面と間欠的に接触させることを含む。タバコを加熱された面と間欠的に接触させることによって繰り返し短い時間高温に晒すことになる。一部の実施態様ではこの間欠的な接触は処理されているタバコ材を撹拌することによって実行してもよい。加熱された面の温度、従ってタバコ材が晒される温度は約１００℃よりかなり高く、一部の実施態様では少なくとも１５０℃である。従って、間欠的な接触は、そのような高温の面に長く連続的に晒すことによって確実に燃えないようにするために重要である。
【００６１】
一部の実施態様ではタバコと加熱された面との間欠的な接触によってタバコ材の表面が焼かれるまたは焦がされることになる。これは急に高温に晒すことの結果である。これは乾燥効果があるだけでなく、従来技術で知られている緩やかな乾燥工程とは異なるタバコの処理にもなる。
【００６２】
一部の実施態様では処理中のタバコ材を囲む酸素レベルは減少させてもよい。これは加熱された面に晒された結果発生する「ホットスポット」のリスクを減少させ、タバコ材が燃えるリスクを減少させる効果がある。従って、このように酸素レベルを減少させると従来の方法および装置より高い温度でタバコ材を処理することができる。酸素レベルはスチームを加えて減少させる。
【００６３】
いかなる特定の理論に束縛されることを望まないが、本発明の工程は２つの段階に分けられると推定されている。第１の段階ではタバコ材がある種のタバコ材の蒸気蒸留で水を含む揮発成分が除く熱に晒された結果として乾燥される。第２の段階では本明細書中で「表面焼け」と言う効果が生じる。タバコ材の主な化学的変化が起こるのはこの第２の段階でである。
【００６４】
タバコと加熱された面とが短時間接触し、タバコの局部的な焼けによってメイラードおよびキャラメル化反応生成物の増加につながると推定され、それらの多くは所望の感覚刺激特性に貢献することが知られている。これは下記実施例１で詳しく考察する。メイラード反応はアミノ酸と糖との化学反応であり、それらはタバコ出発材料中に存在するが、処理されたタバコ材では僅かにしか見られない。これは１４０〜１６５℃の温度で通常生じる非酵素反応である。メイラード反応生成物の感覚刺激特性に心地よい効果を与えることに加えて、この反応は材料の褐色化も担っている。本発明の第２の膨張工程の実施態様によって処理されるタバコ材は原料より濃い茶色であることが観察されている。
【００６５】
一部の実施態様では本明細書で説明した第２の膨張工程を使用して膨張刻み葉柄タバコ材を処理することで風味分布が向上したまたは感覚刺激特性が向上したタバコが製せられる（処理されていないまたは従来の硬化工程だけで処理されたタバコの風味分布と比較して）。これは従来の硬化後に見られる刻み葉柄タバコ材の味特性を維持しつつオフノートまたは刺激が減少することを意味する。本明細書中では「向上させる」または「向上」なる用語は、風味または感覚刺激特性との関連で、熟練喫煙者によって特定される味または味の質の改良または改善されたことを意味する。これは味を強化することを含んでもよいが、必ずしも必要ではない。
【００６６】
本明細書中でタバコ材の感覚刺激特性と言った場合、例えば消費者が口にくわえて使用した場合のタバコ材自体の感覚刺激特性を意味する。加えてまたはこれとは別にタバコ材の燃焼によって発生した煙のまたはタバコ材の加熱によって発生した蒸気の感覚刺激特性を意味する。一部の実施態様では処理されたタバコ材は、使用または消費される際に所望の感覚刺激特性を有する上記タバコ材を含むタバコ製品を提供する。
【００６７】
一部の実施態様では本発明の方法は、ブレンドの全体的な性能に対する葉柄のマイナスの感覚効果を軽減するという予測しなかった利点を有する。マウスコーティング、セルロースっぽいおよび「茎っぽい」味に寄与することは葉柄の全体的な特性の否定的側面と見なされている。
【００６８】
さらにまた表面の焼けはタバコ材に対して物理的影響を有するし、植物材の個々の細胞をその内側の水分が急激に加熱され、蒸発した際に広げると推察される。この膨張は処理される刻み葉柄がすでに第１の膨張工程で膨張されていても起こる。
【００６９】
一部の実施態様では加熱された面の温度は、約１００℃から約３００℃の範囲内である。一部の実施態様ではその温度は少なくとも約１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃、１２５℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１５５℃、１６０℃、１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃または少なくとも約２００℃である。一部の実施態様では加熱された面の温度は、約２９５℃、２９０℃、２８５℃、２８０℃、２７５℃、２７０℃、２６５℃、２６０℃、２５５℃、２５０℃、２４５℃、２４０℃、２３５℃、２３０℃、２２５℃、２２０℃、２１５℃、２１０℃、２０５℃以下または約２００℃以下である。一部の実施態様では加熱された面の温度は、少なくとも約１２０℃〜約２５０℃または少なくとも約１５０℃〜約３００℃である。
【００７０】
加熱された面の温度について述べる場合、本明細書中ではタバコ材と接触する前の温度を意味する。なぜならタバコ材との接触および乾燥工程は加熱された面を冷ますからである。従って、乾燥工程中の加熱された面の正確な温度は、どの程度「乾燥作業」が行われるかによる。例えば、水がタバコ材から蒸発する初期の段階では多量のエネルギーが利用され、従って加熱された面の大幅な冷却につながる。従って、それが容易かつ正確に測定できるタバコとの接触前の加熱された面の温度になる。
【００７１】
一部の実施態様では加熱された面の温度は、処理中に変化を最小限にするために制御される。例えば、フィードバック機構を使用して温度が許容範囲内に確実に維持されるようにし、タバコ材の処理の結果、温度が下がった際に面を加熱する。
【００７２】
一部の実施態様では加熱された面の温度は処理されるタバコ材の種類に応じて調整されるのが適している。このことが適している理由の一つは、種々のタバコ材は異なる出発水分量を有し、従ってその処理は異なる量の水分および揮発分を除去することを伴うからである。
【００７３】
得られたタバコ材の特性は表面温度、滞留時間およびタバコ質量流の組み合わせとして見られ、これらはすべて「平均的な」タバコ温度、従って個々のタバコ粒子内の変化に貢献する。
【００７４】
一部の実施態様では加熱された面は、ステンレススチールまたは充分な伝熱特性を有するあらゆる他の好適なスチールまたは金属種などの金属である。他の実施態様では加熱された面は、本明細書中で述べた方法で使用する温度に加熱することができる充分な伝熱特性を有するあらゆる材料から形成される。例えば、セラミックからなる面を使用してもよい。
【００７５】
加熱された面は、例えば油、水またはスチームからなる群から選択された加熱媒体などの加熱媒体によって間接的に加熱されてもよい。一部の実施態様では熱媒油は好ましい加熱媒体である。これとは別にまたは加えて加熱された面は直接加熱されてもよい。一部の実施態様では加熱された面は電気で加熱される。
【００７６】
一部の実施態様ではタバコ材と接触する前の加熱された面の温度は、刻み葉柄タバコ材を処理する場合少なくとも約２００℃であり、約２２０℃〜約２５０℃の範囲内で選択される。
【００７７】
タバコ材が加熱された面と間欠的に繰り返し接触する場合、タバコ材が加熱される。加熱された面が高温ならば、タバコの温度は著しく上昇する。一部の実施態様では本発明の処理方法の結果として、タバコ材の温度は約１２０℃〜約２３０℃の範囲のピーク温度に上昇する。一部の実施態様ではタバコ材のピーク温度は、少なくとも約１２５℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１５５℃、１６０℃、１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃、２００℃、２０５℃、２１０℃、２１５℃または少なくとも約２２０℃である。一部の実施態様ではタバコ材のピーク温度は約２２５℃、２２０℃、２１５℃、２１０℃、１９５℃、１９０℃、１８５℃、１８０℃、１７５℃、１７０℃、１６５℃、１６０℃、１５５℃、１５０℃、１４５℃、１４０℃、１３５℃、１３０℃以下または約１２５℃以下である。タバコ材の温度は赤外線計測または電気抵抗温度計などの好適な測定装置で測定してもよい。
【００７８】
一部の実施態様ではタバコ材は不活性雰囲気下で加熱される。一部の実施態様では窒素、飽和スチーム、二酸化炭素またはそれらの混合物などの不活性ガスが装置に加えられ、酸素量を調節し、処理中所望の化学反応を誘導する。
【００７９】
第２の膨張工程での刻み葉柄タバコ材の処理は乾燥効果があり、前記タバコ材の水分量が減少する。第２膨張タバコ材は０％〜約１０％オーブン揮発性物質(ＯＶ)の水分量を有する。言い換えれば第２の膨張タバコ材の水分量は、約１０％ＯＶ以下である。一部の実施態様では第２膨張タバコ材の水分量は、約９．５％、９％、８．５％、８％、７．５％、７％、６．５％、６％、５．５％、５％、４．５％、４％、３．５％、３％、２．５％、２％、１．５％、１％以下または約０．５％ＯＶ以下である。一部の実施態様では第２の膨張タバコ材の水分量は約１％〜約５％ＯＶまたは約２％ＯＶ未満である。
【００８０】
一部の実施態様では第１の膨張タバコ材（即ち第２の膨張工程の出発材料）の水分量は、少なくとも約５％ＯＶである。一部の実施態様では第１の膨張タバコ材の水分量は、少なくとも約６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％または少なくとも約２４％ＯＶ。一部の実施態様では第１の膨張タバコ材の水分量は、約２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％以下または約６％ＯＶ以下である。一部の実施態様では第１の膨張タバコ材の水分量は、少なくとも約５％〜約２５％ＯＶまたは少なくとも約５％〜約２０％ＯＶである。一部の実施態様では第１の膨張タバコ材の水分量は少なくとも約１２％〜約１６％ＯＶである。
【００８１】
従って、一部の実施態様では第２の膨張工程の主要目的は、第１の膨張タバコ材の水分量をさらに減少させることではなく、加熱面の高温との短時間の接触による物理的および化学的変化を達成し、さらなる材料の膨張および付随してその充填値を大きくすることを含む。一部の実施態様ではこの効果は加熱された面との接触の結果としてタバコを燃やさないまたは実質的に燃やさずに達成される。
【００８２】
一部の実施態様ではタバコ材の水分量は、水分を加えることによって第２の膨張工程中に調整してもよい。水分は水またはスチームの形で第２の膨張工程に導入してもよい。これはタバコ材が間欠的に加熱された面と接触している間にタバコ材にスプレーしてもよい。
【００８３】
一部の実施態様ではこの水分の導入によってタバコ材の水分量が２％〜５％ＯＶ増加させる。一部の実施態様では水分は第２の膨張工程を通して異なる位置で導入される。
【００８４】
タバコのこの湿潤が第２の膨張工程中に起こっている際、水分量は湿潤されたタバコが加熱面と接触するので再度減少する。第２の膨張工程は、タバコ材の水分量が処理工程中に上下に繰り返し変動するように複数回の水分の添加を含んでもよい。
【００８５】
一部の実施態様では第２の膨張工程はタバコ材を１つ以上の加熱された面と繰り返しそして間欠的に少なくとも約１分〜約１５分間の処理時間に亘って接触させることを含む。一部の実施態様ではタバコ材が加熱された面と間欠的に接触する時間は、少なくとも約１分、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または少なくとも約１４分間である。一部の実施態様ではタバコ材が加熱された面と間欠的に接触する時間は、約１４分以下、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３または約２分以下である。一部の実施態様ではタバコ材は加熱された面と合計で少なくとも約２分〜約１０分または少なくとも２．５分〜約５分加熱された面と接触させられる。
【００８６】
間欠的な接触は、タバコ材が約５秒間以下加熱された面と直接そして連続的に接触することを含む。一部の実施態様では直接的かつ連続的な接触の平均時間は、約０．１秒〜約３秒である。
【００８７】
加熱された面とのタバコ材の間欠的な接触と言った場合、タバコ材のあらゆる部分が加熱された面と一時的にのみ直接接触することを意味する。一部の実施態様ではこれはタバコ材が加熱された面に対して移動し、タバコ材が加熱された面と接触する特定の位置に長い時間停止過ぎないようにするおよび／またはタバコ材の同じ部分が長い時間加熱された面と直接接触したままにならないようにすることを意味する。タバコ材の同じ部分と加熱された面との接触時間を延ばすことは、タバコ材の燃焼につながり、これはタバコ材の物理的および化学的特性に対して有害作用を有し、例えばタバコ産業製品にさらに使用するのに適さない処理材にタバコ材をしてしまう。
【００８８】
一部の実施態様では第２の膨張工程はタバコ材が処理されている間、タバコ材を撹拌することを含む。一部の実施態様では第２の膨張工程中にタバコ材を撹拌する手段を含む装置が提供される。
【００８９】
一部の実施態様ではタバコ材はタバコ材をひっくり返すことによって第２の膨張工程中に撹拌されるのが好ましい。これは例えば処理されるタバコ材を拾って、持ち上げ、落下させてタバコ材を回転運動させることによって行ってもよい。
【００９０】
一部の実施態様では第２の膨張工程中にタバコ材の運動は１つ以上のスクリューを含むものなどの機構によって生じさせてもよい。このような構成ではスクリューは回転するシャフトを囲む螺旋面を含み、この螺旋面はタバコ材を拾い上げる構造をしている。シャフトが回転すると、螺旋面が処理されるタバコ材の少なくとも一部をすくい上げる。このタバコ材は、次に搬送され、回転する螺旋面によってスクリューの回転がタバコ材をスクリューから落とす（重力で）まで持ち上げられる。一部の実施態様では１つ以上のスクリューは、処理チェンバーを通ってタバコ材を移動させ、タバコ材を撹拌させるように配置してもよい。このような配置によりタバコ材を連続して処理することが可能になる。一部の実施態様では螺旋面および／またはスクリューのシャフトは加熱してタバコの処理に使用される加熱された面を提供してもよい。２つのスクリューをタバコ材の移動に使用する場合、これらのスクリューは平行に配置され、処理されるタバコのすべてと接触し、移動させるように位置させてもよい。一部の実施態様ではスクリューは追加のパッケージを含み、タバコ材の拾い上げおよび搬送を補助するようにしてもよい。これらのパドルもタバコ材を処理するために使用される加熱された面であってもよい。
【００９１】
他の実施態様ではタバコ材は第２の膨張工程中に回転ドラム内で撹拌してもよい。ドラムの内側はチェンバーであってもよく、その中でタバコが処理される。タバコはドラムの内側に位置し、ドラムが回転するとドラムの底部から拾い上げられ、持ち上げられる。タバコ材は、タバコ材との接触を維持することができる内面を有するドラム、例えばタバコ材をすくい上げるパドルなどの粗い面または突起を有することによって拾い上げやすくしてもよい。ドラムが回転すると、ドラムの内面と接触しているタバコは、ドラムの回転によってタバコをドラムの壁から落とし（重力で）、ドラムの底部に戻すまで持ち上げられる。これによってタバコ材の混転と混合が生じる。ドラムの内面の不規則性がどのくらい長くタバコ材がドラム壁と接触したままにするかを制御することを補助する。その不規則性は、タバコ材が落下する際に、タバコ材がドラムと接触したままに確実にならないように（壁に滑り戻る）するために使用して、タバコ材の混転運動を高めるようにしてもよい。回転速度も回転軸の向きと同じように混転運動に影響を与える。一部の実施態様ではドラムの内面は、タバコを処理するために使用される加熱された面であってもよい。ドラムは、水平または実質的に水平な軸を中心に回転してもよい。他の実施態様では傾斜した軸を中心にした回転は、タバコがより長くドラムの内面との接触を維持できるようにし、またタバコ材を長手方向に移動させる。ドラムの回転の結果としてのタバコの長手方向の移動は、さらにまたはこれとは別にドラムの内面に適切に配置され、角度付けされた突起によって実行してもよい。
【００９２】
他の実施態様ではタバコ材は第２の膨張工程中にエアーフローで撹拌してもよい。例えば、タバコ材は空気流によって持ち上げられ、移動させられてもよい。
【００９３】
一部の実施態様ではタバコ材は装置を流れる空気によって第２の膨張工程中に撹拌されない。一部の実施態様ではタバコ材を処理するための装置は、第２の膨張工程中にタバコ材を撹拌するための装置を介して空気を吸い上げる手段を含まない。
【００９４】
一部の実施態様では第２の膨張工程は連続して行われる方法である。例えば、第１の膨張タバコ材は装置に連続的に供給され、処理され、第２の膨張タバコ材として装置から出る。別の実施態様では第２の膨張工程は、バッチプロセスであり、第１の膨張タバコ材のバッチが装置に供給され、処理された第２の膨張タバコ材のバッチを製するために処理され、新しいバッチが処理される前に取り除かれる。
【００９５】
第２の膨張工程の工程パラメータは、タバコ材の物理的特徴の一部またはすべてを維持するために処理されたタバコ材にとって充分に軽いものである。例えば、刻み葉柄タバコ材は、喫煙品などのタバコ含有製品に組み込むための取り扱いおよび／または加工を可能にするその後の処理に充分に損なわれないままである。これによりタバコ材が本明細書中で説明した処理を受けていない従来のタバコの同じように標準的な処理による取り扱いを受けられるようにする。
【００９６】
第３の工程
本発明の方法の第３の工程 第２の膨張工程で製せられた第２膨張タバコ材を処理することを含む再調整、再湿潤および／またはコンディショニング工程である。一部の実施態様では第３の工程は再調整工程である。一部の実施態様では第３の工程はコンディショニング工程である。一部の実施態様では第３の工程は再湿潤工程である。
【００９７】
第２膨張タバコ材の水分量は０％〜約１０％ＯＶである。第３の工程により処理された材料の水分量を約１０％〜約２０％ＯＶ、好ましくは約１０％〜約１６％ＯＶ増加させる。
【００９８】
一部の実施態様では第３の工程は従来の再調整またはコンディショニング技術を使用する。一部の実施態様では水およびスチームの少なくとも一方が第３の工程時に第２膨張タバコ材に加えられる。
【００９９】
第３の工程を実行するために使用される装置またはモジュールは、例えば再調整ドラム、スチームトンネルまたはバンドコンディショナーを含んでもよい。
【０１００】
第３の工程は膨張製品を製し、一部の実施態様では第３の工程は処理される材料（即ち、第２膨張タバコ材）の充填値をさらに大きくする。一部の実施態様では膨張製品の充填値は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に第２膨張タバコ材の充填値より少なくとも５％大きい。
【０１０１】
一部の実施態様では第３の膨張工程は第２膨張タバコ材を膨張させて１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に未処理の刻み葉柄タバコ材の充填値より少なくとも約７％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％大きい充填値を有する膨張製品を提供する。
【０１０２】
一部の実施態様では膨張させた製品は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約６ｍｌ／ｇ〜約１２ｍｌ／ｇの充填値を有する。
【０１０３】
第１の膨張工程、第２の膨張工程および再調整工程の組み合わせによる膨張後の刻み葉柄の充填値の最終的な増加は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に少なくとも約５０％、選択的に少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％または少なくとも約１００％である。一部の実施態様では第１の膨張工程、第２の膨張工程および第３の工程の組み合わせによる膨張後の刻み葉柄の充填値の最終的な増加は、１４．５％のオーブン揮発分（ＯＶ）の正規化水分量で測定した際に約３００％以下、例えば約２５０％以下、例えば約２００％以下である。
【０１０４】
例えば、刻み葉柄タバコ材の充填値は、処理前の約４ｍｌ／ｇ〜約６ｍｌ／ｇの最初の値から約６ｍｌ／ｇ〜約１０ｍｌ／ｇに増加する。
【０１０５】
中間工程
一部の実施態様では本発明の方法は第１の膨張工程と第２の膨張工程との間および／または第２の膨張工程と第３の工程との間に休止期を含む。
【０１０６】
一部の実施態様では休止期は少なくとも約１分間タバコ材を処理せずに休ませることを含む。一部の実施態様では休止期は少なくとも２分間、少なくとも３分間、少なくとも４分間または少なくとも５分間または約１分〜約６０分間または約１分〜約３０分間であってもよい。一部の実施態様では休止期は約１時間〜約７２時間、例えば約１時間〜約４８時間、例えば約１時間〜約２４時間、例えば約１時間〜約１２時間または例えば約１時間〜約６時間であってもよい。
【０１０７】
一部の実施態様では休止期はタバコ材を次の処理工程前に約４０℃以下または約３０℃以下に冷ますことを含む。
【０１０８】
一部の実施態様では処理工程の後、処理されたタバコ材を冷ましてもよい。一部の実施態様ではこれは冷却ベルトを使用してもよく、そこで周囲空気または冷却空気が加工されたタバコの層を通過する。他の実施態様ではタバコ材は、放置する、冷却シリンダーを通過させる、エアーリフティングおよび流動床を介して冷却するなどの工程の内の１つ以上によって冷却してもよい。
【０１０９】
装置
本発明の方法はあらゆる好適な装置または装置のあらゆる好適な組み合わせで行ってもよい。装置は加工工程の１つ以上を実行するモジュールを含んでもよい。例えば、装置は第１の膨張工程を実行する第１モジュールと、第２の膨張工程を実行する第２モジュールと、第３の工程を実行する第３モジュールとを含んでもよい。
【０１１０】
ここで説明した本発明の方法の第２の膨張工程の実施態様を実施するのに好適な装置（または装置のモジュール）の具体例を図２に示す。この実施態様では装置１は、デュアルスクリュー構造の２つのスクリュー２を含む。この構成はタバコ材のあらゆる部分がこの装置のスクリューによって発生する撹拌または乱流の結果として一回数秒程度の時間加熱された面と接触すると考えられている。
【０１１１】
タバコ材８は、螺旋面３とシャフト４を含む従来の搬送スクリュー２を含む装置１で処理され、スクリュー２はタバコ材を装置１の処理チェンバー７内を移動させる。スクリュー２は回転し、スクリュー２のシャフト４は、モーターを含む駆動機構１１によって回転する。
【０１１２】
タバコ出発材料はタバコ入り口５を通って処理チェンバー７に入り、その際、回転しているスクリューがタバコ材を拾い上げ、混転させ、処理チェンバーを通ってタバコ出口６の方へ移動させる。
【０１１３】
より具体的にはタバコ材８の塊がタバコ入り口５を通って処理チェンバー７に入る。スクリュー２が回転すると、タバコ材が拾い上げられ、その一部は螺旋面３と直接接触し、スクリュー２のシャフト４とも接触する可能性がある。タバコ材は、タバコ材が処理チェンバー７内を搬送され、混転させられるようにスクリュー２に沿って引きずられ、スクリュー２によって持ち上げられ、落とされる。回転している１つ以上のスクリューにより持ち上げられたタバコは、その後チェンバー７内を搬送されるタバコ材８の塊に落下し、その塊は一定に混ぜられ、移動させられ、その結果塊の異なる部分が異なる時間でスクリュー２と接触することになる。
【０１１４】
例示の実施態様ではスクリュー２の表面は加熱され、それらは本発明のタバコの処理に従って間欠的にタバコ材と接触する。
【０１１５】
スクリュー２は、加熱媒体パイプ１０を介して装置１に供給される加熱媒体によって加熱される金属面を有する。例示の実施態様では加熱媒体は所望の温度に加熱される熱媒油である。
【０１１６】
処理されるタバコ材の一部だけがどの時点においても加熱された面と直接接触する。タバコが搬送される際、タバコは混転、混合され、タバコ材の撹拌、乱流を供し、加熱された１つ以上の面との所望の間欠的な接触が行われる。個々の接触時間は一回に２、３秒を超えないと考えられている。タバコ流の動力によってスクリューの形によって誘発されるタバコの塊全体の均一処理を確実にする。
【０１１７】
例示した装置では処理チェンバーは異なる温度領域９に分割してもよい。これらの領域はスクリューの異なるセクションを表し、それらのセクションは別々に加熱される。従って、本発明の装置は、種々の温度に加熱される面を有するように構成することができる。一部の実施態様では処理工程中に異なるポイントで異なる温度を有する加熱された面にタバコを露出させることによって乾燥および処理の表面焼け段階を制御するのが望ましい。
【０１１８】
一部の実施態様では本発明の装置は第１の膨張工程を実行するモジュールを含む。一部の実施態様では第１の膨張工程を実施するモジュールは膨張スチームトンネル、ＳＴＳ（葉柄スチーム処理）システム、コンディショニングシリンダー、コンディショニングスクリューまたは加圧コンディショニングスクリューからなる群から任意に選択されるあらゆる従来の膨張技術を含む。一部の実施態様では第１の膨張工程を実行するモジュールは膨張スチームトンネルとＳＴＳシステムの内の１つ以上を含む。
【０１１９】
一部の実施態様では第１の膨張工程を実施するモジュールは、流動床ドライヤー、フラッシュタワードライヤー、ロータリードライヤーおよびバンドドライヤーからなる群から任意に選択されるあらゆる従来の乾燥技術をさらに含む。
【０１２０】
一部の実施態様では本発明の装置は第３の工程（再調整工程、再湿潤工程および／またはコンディショニング工程などの）を実行するモジュールを含む。一部の実施態様では第３の工程を実施するためのモジュールは並べ替えドラム、スチームトンネルおよびバンドコンディショナーからなる群から選択される１つ以上を含む。
【０１２１】
タバコ産業製品
本発明の方法によって供される膨張タバコ（即ち、処理された刻み葉柄タバコ材）は、タバコ産業製品に使用してもよい。タバコ産業製品はタバコ産業で製造されるまたは販売されるあらゆる品目を意味し、通常はａ）紙巻きタバコ、シガリロ、シガー、パイプまたは手巻きタバコ用のタバコ（タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品をベースにしているか否かに関係なく）、ｂ）タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品を組み込んだ嗅ぎタバコ、スヌース、ハードタバコなどの非喫煙製品および非燃焼加熱（ＨｎＢ）製品、およびｃ）吸入器、電子タバコなどのエアロゾル発生装置、トローチ剤およびガムなどのタバコのニコチン送出システムを含む。この例はこれ以外のもの排除するものではなく、単にタバコ産業で製造、販売されている一連の製品を例示しているに過ぎない。
【０１２２】
膨張させた製品は喫煙品内に組み込んでもよい。
【０１２３】
本明細書中では「喫煙品」なる用語はタバコ、タバコ派生品、膨張タバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品をベースにしているかに関係なく紙巻きタバコ、シガーおよびシガリロおよびまた非燃焼加熱製品などの喫煙可能な製品を含む。
【０１２４】
処理されたタバコ材は手巻きタバコおよび／またはパイプタバコ用に使用してもよい。
【０１２５】
処理されたタバコ材は「無煙タバコ製品」内に組み入れてもよい。「無縁喫煙品」は、本明細書中では燃焼を意図しないあらゆるタバコ製品を意味するために使用されている。これは限られた時間ユーザーの口腔に入れられるように設計されたあらゆる無煙タバコ製品を含み、口腔に入れられている間ユーザーの唾液と接触するようになっている。
【０１２６】
膨張製品は喫煙品または無煙喫煙品内に組み込まれるまたは手巻きタバコおよび／またはパイプタバコに使用される前に１つ以上のタバコ材とブレンドしてもよい。一部の実施態様では膨張刻み葉柄を含む膨張製品は、葉身タバコとブレンドすることが可能であり、喫煙品の喫煙材に組み込むための刻み充填材を形成するために使用することができる。
【０１２７】
実施例
実施例１
（開始）水分量が１４．５％ＯＶの刻み膨張葉柄（ＣＥＳ）にいくつかの方法を行った。一塊のタバコ粒子が送り込み材料として使用され、図２に示した装置を使用した方法で処理される。
【０１２８】
この処理は、個々の粒子が処理されるタバコ材の塊全体に落下して戻る前に数秒熱い金属面にＣＥＳの粒子を晒すこととして説明することができる。
【０１２９】
装置内のタバコ粒子の塊の残留時間（そして従って処理時間）は、１〜５分である。加熱された金属面は、加熱された面を合成油を介して所望の温度にするスクリューと同様に加熱されるジャケットによって加熱される。
【０１３０】
３つの異なる温度セクション、即ち２３０℃、２４０℃および２５０℃を試験した。これは加熱された面を加熱するために使用される加熱媒体（油）温度がこれらの温度に設定されたことを意味する。これは装置の異なる部分の異なる温度につながる。
【０１３１】
下記表１に数字およびパラメータは、加熱媒体（油）温度が２５０℃に設定された場合の処理工程中間部分の個々の温度を反映している。
【０１３２】
【表１】
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【０１３３】
これらの実験においてタバコは、約２〜３分の滞留時間（または処理時間）および約１４．５％ＯＶの水分量の刻まれた葉柄を約５０ｋｇ／ｈで供給するタバコ材処理速度を伴う工程で試験した。
【０１３４】
この工程は２つの異なる段階に分割することができる。第１の段階を通して葉柄粒子はその水分を失う。加熱媒体（油）温度２５０℃で葉柄は、約１分後０％ＯＶの水分量になる。第２段階は処理の残りの工程で起こり、その効果は「表面焼け」と称される。この第２段階を通して主な変化が起こる。
【０１３５】
表２は参考葉柄、未処理の刻み葉柄タバコの化学組成を異なる加熱媒体温度に加熱される装置で処理されるタバコの化学組成と比較している。
【０１３６】
【表２】
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【０１３７】
表２からわかるように処理された膨張刻み葉柄タバコのニコチン含有量は、２５０℃の加熱媒体の温度で５０％超減少し、糖類とアンモニアは合計で８０％超減少している。塩化物含有量の増加は、全体的な有機物の損失を反映し、充填値の著しい増加は、処理されたタバコの細胞構造の変化を示している。
【０１３８】
データは刻み葉柄タバコ材が処理中に著しい変化を受けたことを示している。
【０１３９】
これらの変化は処理された材料の感覚刺激特性の変化に置き換えることができることを示しており、これは処理されたタバコが例えば紙巻きタバコで燃焼させた際に発生する煙で認識可能である。この煙の感覚刺激特性は、熟練喫煙者によって非常に好意的な言葉で表現され、タバコの処理が有益かつ望ましい特性を有する処理された材料の製造につながっていることを示している。これはいくつかの望ましくないタバコ成分の減少および感覚刺激特性の向上という両方の点からである。
【０１４０】
実施例２
従来の処理がされたヴァージニア刻み葉柄を次の作業で使用し、参考材料とする。この刻み葉柄をコンディショニングし、膨張させ、乾燥しそして空気で分類した。この刻み葉柄の膨張は従来のＳＴＳ技術で行った。
【０１４１】
この例では参考材料（「第１の膨張工程後の葉柄」）を膨張させてない刻み葉柄および本発明によって処理したサンプルと比較する。このサンプルは第２の膨張工程として表面焼けさせている。表面焼け工程は加熱面がオイルで２５０℃の温度に加熱され、３５ｋｇ／ｈのタバコ供給速度で表面焼けチェンバーに３分間滞留させる装置で行った。表面焼け工程の後、次にサンプルを再調整工程に付した。
【０１４２】
サンプルを表面焼け工程の後、「オンライン」再調整またはコンディショニング工程で処理した。表面焼け工程の後、このサンプルを直接コンディショニングシリンダーに移した。
【０１４３】
種々のタバコ材の葉柄充填値を図３のグラフに示す。結果は本発明による葉柄の複数の膨張によって未膨張の葉柄および１回のＳＴＳ技術による従来の膨張工程しか受けていない葉柄と比較して充填値が著しく高くなることを示している。
【０１４４】
実施例３
この例では実施例２の膨張刻み葉柄サンプルをタバコブレンドに混ぜて紙巻きタバコ用のタバコロッドを形成した。紙巻きタバコは従来の紙巻きタバコ用のタバコブレンドを使用した従来のキングサイズの紙巻きタバコ設計のものであった。１７重量％の従来の葉柄フィラーを２本の紙巻きタバコが含む膨張葉柄、即ち参考材料（従来の膨張工程を１回使用して膨張させた）と本発明の複数回膨張させたタバコ材に変えて使用した。
【０１４５】
図４のグラフは異なる膨張刻み葉柄サンプルをタバコブレンドに１７重量％の量で含有させ、キングサイズの紙巻きタバコに組み込んだ際に得られたロッド密度を示している。これらの紙巻きタバコを評価し、数学モデルを使用して同じ堅さの紙巻きタバコを制作するためにどれだけのタバコが必要になるかを比較した。数学的モデルを使用して計算した図４のグラフに示した結果を示しているが、それらを注意して検分されたい。それでも結果は複数回膨張させた葉柄を使用によって一定の堅さに正規化された場合タバコ投入重量を著しく減少させることになることを示している。これは高い充填値は低い紙巻きタバコタバコロッド密度に置き換えられることを示している。
【０１４６】
種々の問題の対処と技術の発展のため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示しており、これらの実施形態では特許請求された発明が実践され、優れた方法、装置および処理されたタバコロッドおよびその仕様を提供することができる。本開示の利点および特徴は実施形態の単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。これらは特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよい。また本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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