(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  複数種の内在液体を有するタバコを真空チャンバー中に置く工程；
（ｂ）  前記チャンバーを減圧して前記内在液体の気化を起こさせる工程；
（ｃ）  低いチャンバー圧力を保持しながらエチルアルコール蒸気で前記チャンバーをある程度加圧して、水−アルコール共沸混合物が形成されるのを防止する工程；
（ｄ）  大気圧になるまで炭化水素蒸気で前記チャンバーをさらに加圧する工程  ；
（ｅ）  前記チャンバー中の大気圧を保持して、前記炭化水素のタバコ中への拡散を可能にする工程；および
（ｆ）  次いでタバコを加熱してタバコをふくらませる工程；
を含む、タバコをふくらませる方法。
【請求項２】
チャンバーを減圧して気化を起こさせる前記工程が、チャンバーを約１０ｍｍ（Ｈｇ）絶対まで減圧する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
タバコを加熱してタバコをふくらませる前記工程が、熱伝導によってタバコを加熱する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
タバコを加熱してタバコをふくらませる前記工程が、表面発熱体との接触によってタバコを加熱する工程を含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
タバコを加熱してタバコをふくらませる前記工程が、タバコを最高５５〜６０℃（１３０〜１４０°）まで加熱する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
エチルアルコール蒸気でチャンバーをある程度加圧する前記工程が、チャンバー圧力を７０ｍｍ（Ｈｇ）絶対未満に保持する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
チャンバーをさらに加圧する前記工程が、チャンバーを気化ペンタンで加圧する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
チャンバーをペンタンで加圧する前記工程が、チャンバーを気化ｎ−ペンタンで加圧する工程を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
（ａ）  タバコを湿潤剤溶液で湿らせて、タバコの内在液体の重量を約１４〜２４％に調節する工程；
（ｂ）  湿らせたタバコをシールされたチャンバー中に置く工程；
（ｃ）  チャンバーを約１０ｍｍ（Ｈｇ）絶対に脱気する工程；
（ｄ）  チャンバーの圧力が７０ｍｍ（Ｈｇ）絶対以下に達するまで、チャンバーをエチルアルコール供給源と連通状態にて配置する工程；
（ｅ）  チャンバーをエチルアルコール供給源から切り離す工程；
（ｆ）  チャンバーの圧力が大気圧に戻るまで、チャンバーを炭化水素供給源と連通状態にて配置する工程；および
（ｇ）  次いでタバコを加熱してタバコをふくらませる工程；
を含む、内在液体を含んだタバコをふくらませる方法。
【請求項１０】
タバコを湿潤剤溶液で湿らせる前記工程が、グリセリンを含有した溶液をタバコに噴霧する工程を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
タバコを湿らせる前記工程が、プロピレングリコール溶液をタバコに噴霧する工程を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
タバコを湿らせる前記工程が、ブチレングリコール溶液をタバコに噴霧する工程を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化水素供給源がｎ−ペンタン供給源を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記内在液体を２２％に調節する、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
タバコを元の大気圧にて少なくとも２時間保持してからタバコを加熱する工程を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１６】
タバコを加熱する前記工程が、高温ガスの流れによってタバコを加熱する工程を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１７】
高温ガスでタバコを加熱する前記工程が、過熱蒸気でタバコを過熱する工程を含む、請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先ず揮発性物質をタバコに吸着させ、次いで凝縮と吸収を起こさせてメソポーラスな空間（ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ  ｓｐａｃｅ）を実質的に満たし、これによってプロペラント（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ）を供給する独立気泡空間への拡散を可能にし、引き続き拡散されたプロペラントを加熱してタバコをふくらませることによって、タバコの容量を増大させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
乾燥タバコ物品に再構成を施すことは、タバコ業界では従来から行われている。米国特許第３，１４４，８７１号によれば、タバコを有機溶媒の蒸気にある時間暴露し、引き続き前記有機溶媒を自然気化させることによって、タバコをその予備乾燥時の容量にある程度回復させることができる。米国特許第３，５２４，４５１号と第３，５３４，４５２号は、加圧下において液体溶媒を含浸させることと、それに次いで高温ガス流れ中で膨張させること（この結果、タバコの容量が倍になる）について開示している。液体や蒸気による含浸に代わる方策として、ガスを使用して（米国特許第１，７８９，４３５号）、あるいは分解してガスを形成する固体化合物を使用して（米国特許第３，７７１，５３３号）タバコを膨張させることもできる。
【０００３】
タバコ膨張法に対する初期の開発は、比較的単純な実験室設備にて又は商業的規模にて、容易に入手できる装置、あるいは一般には単純かつ簡単なプロセスにより容易に修正を加えることのできるような装置を使用して行われた。タバコの容量または重量に等しい量の含浸用物質を使用することによって、また極限のプロセス温度とプロセス圧力を適用することによって改良が得られた。これらの方法は今後とも広範な研究と高度化が必要であり、性能と経済性のアップが求められている。こうした開発により容量面では経済的利点が得られたが、かなりのコストアップとタバコ品質の大幅な悪化を招いた。このように、経済的な制約と感覚受容性の面での制約とが組合わさって、膨張タバコの生産高は１０〜３０％を越えていない。最近では、クロロフルオロカーボンを使用すること（特定の従来法の基礎を形成している）が禁止され、現在、商業的にはＣＯ2を使用する方法に重点が置かれている。
【０００４】
従来の膨張法はもはや生態学的に許容しえなくなっており、また現行法のほとんどは資本集約的かつエネルギー集約的であって、感覚受容的・化学的に望ましいタバコ特性が損なわれ、環境に生態学的負担（ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ  ｂｕｒｄｅｎ）を強いている。単純な経済学は別として、できるだけ少ない重量のタバコ物品を造ろうとするさらなる最近の動機は、メーカーと消費者の両方にとって大きな関心事を引き起こしている紙巻きタバコの「燃焼性」（ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｎｓｉｔｙ）である。
【０００５】
したがって、従来技術のタバコ膨張法に付きものの前記欠点と問題点に関して、本発明の１つの特定の目的は、あらゆるタイプ、状態、または経時（ａｇｅ）のタバコを使用し、このようなタバコをその後の用途に対して十分な感覚受容的完成状態（ｏｒｇａｎｏｌｅｐｔｉｃ  ｍａｔｕｒｉｔｙ）に導くための膨張法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、通常の燃焼速度（ｂｕｒｎ  ｒａｔｅ）をもった許容しうるタバコ物品（例えばタバコ重量のできるだけ少ない紙巻きタバコ）を製造することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、タバコについての物理的な操作および取り扱いのできるだけ少ないタバコ膨張法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、できるだけ少ない量の膨張用化学薬剤を使用して望ましい味特性を保持することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、実施するのに比較的安価な方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、生態学的負担をつくりだすことのない方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、タバコに先ず湿潤剤溶液を噴霧して、タバコの揮発性物質含量を約２２重量％に調節する、という方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、水−アルコール共沸混合物がタバコと接触しないようにタバコにエチルアルコールを最大７０ｍｍ（Ｈｇ）絶対の圧力にて供給し、引き続き膨張法におけるプロペラントとして作用する炭化水素を加える、という方法を使用することにある。
【００１３】
本発明の他の種々の目的および利点は、以下に記す詳細な説明から当技術者にとって明らかとなろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的および他の目的は、グリセリン、プロピレングリコール、または他の化合物を含有した湿潤剤溶液でタバコを処理して、タバコの内在液体（ｒｅｓｉｄｅｎｔ  ｌｉｑｕｉｄ）の重量をタバコ重量の約１４〜２４％に調節することによって達成される。処理しようとするタバコは、実際には、いかなる状態または経時のもの（あらかじめキュアーしたもので、業界での標準品とされている）でもよい。湿潤剤溶液で湿らせたタバコをシールされたチャンバー（例えば、従来の真空チャンバー）中に置き、減圧源（例えばポンプ）によって約１０ｍｍ（Ｈｇ）絶対の圧力になるまでチャンバーを脱気する。この脱気により、タバコを状態調節するために加えられていた内在液体の一部が気化・除去される。前記の低圧に達したら、チャンバーを減圧源から切り離し、エチルアルコールをチャンバー中に導入する。このとき圧力が上昇する。水−アルコール共沸混合物の形成を防止するために、７０ｍｍ（Ｈｇ）絶対を越えないように圧力を調節する。エチルアルコールは、タバコをふくらませるために加えられる炭化水素の溶解性を高めるために加えられる。エチルアルコール供給源をチャンバーから切り離し、大気圧に戻るまで、脂肪族炭化水素をチャンバー中に導入する。脂肪族炭化水素は膨張プロセスにおけるプロペラントとして作用し、タバコの気泡構造中に拡散させるための時間を必要とする。拡散時間が経過したら、シールされたチャンバーからタバコを取り出し、オーブン中、高温表面上、あるいは他の加熱手段中にタバコを置く。これによって熱が供給されてタバコの温度が５５〜６０℃（１３０〜１４０°Ｆ）に上昇し、タバコの容量はその予備処理容量の約１．６〜１．７倍にふくらむ。こうして得られたタバコは、適切な燃焼速度を保持するために他のタバコとブレンドしなくても、紙巻きタバコまたは他の物品に造り上げることができる。
【００１５】
本発明とその好ましい方法についてより理解を深めるために図面を参照すると、図１は、ハウジング１１、取り外し可能なふた１２、および温度調節用ジャケット１３を有する圧力容器１０を示している。入口１４から加熱流体、高温空気、またはこれらの類似物がジャケット１３中に入り、冷却された空気または流体が出口１５から出る。ハウジング１１内に有孔容器１６が収容されており、この有孔容器がタバコ１７の装入物を含んでいる。言うまでもないが、タバコ１７は処理加工を施したタバコであり、キュアーされていて適切な幅にカットされており（例えば１インチ当たり３２〜４０カット）、これは紙巻きタバコや他のタバコ物品を製造する上での業界における標準品である。本発明の方法を使用すれば、種々の状態、タイプ、または経時のタバコを処理することができ、優れた結果が得られる。
【００１６】
ハウジング１１がチャンバー１８を取り囲んでおり、チャンバー１８は、適切なポンプ４０に接続された弁１９を介して、必要に応じて加圧または脱気することができる。液体やガス等の流体を、通過する流体を必要に応じて気化させるための熱交換器２４に連結された入口導管２０を介してチャンバー１８に導入することができる。熱交換器２４に連結されているのは、リザーバー２１の形のアルコール供給源である。弁２３を使用して、入口２０Ａへの、気化器でもある熱交換器２４を介しての、そしてガス入口導管２０Ｂを介してのエチルアルコールの流量を調節することができる。リザーバー２５は、炭化水素２６のための炭化水素供給源として機能し、同様に、必要に応じて弁２７を介して炭化水素を流体入口導管２０Ａに、そしてチャンバー１８中に送ることができる。熱交換器２４によりエチルアルコール２２とペンテン２６の温度が上昇し、気化して導管２０Ｂに進み、そしてチャンバー１８に入る。圧力計２８はチャンバー１８内の圧力を示し、温度計２９は、処理加工中での必要に応じてチャンバー１８の内部温度またはタバコの温度を示す。温度センサー５０はタバコ１７の表面温度を測定し（ニードル２９Ａで読み取る）、センサー５０’はタバコの内部温度を測定する（ニードル２９Ｂで読み取る）。
【００１７】
紙巻きタバコや他の物品用のタバコをふくらませる好ましい方法は、従来法にしたがってキュアー・処理（シュレッディングを含む）したある量のタバコを先ず第一に湿らせることからなる。処理したタバコ３５を所望の幅にカットし（業界での標準品）、湿潤剤溶液３０（例えばグリセリン、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、または他の湿潤剤；場合によっては糖類を含んでもよい）を噴霧することによって湿らせる。湿潤剤溶液の正確な配合組成は、使用するタバコの種類、最終用途の種類、および求められる味に応じて異なる。湿らせるために使用される湿潤剤溶液により、タバコの内在液体の重量はトータル重量の約１４〜２４％に増大する。次いで、湿らせたタバコをシールされたチャンバー（例えば圧力容器１０のチャンバー１８）中に置く。図１からわかるように、圧力容器１０内の容器１６は、流体の流れを可能にするために孔が設けられている。蓋１２がハウジング１１に対して取り外し可能な形でシールされており、圧力が約１０ｍｍ（Ｈｇ）絶対に達するまで、ポンプ４０によって減圧操作を施す。この圧力低下により、タバコに加えられた水分の一部と、タバコ中に存在する内在液体（これらは風味付与と状態調節の目的で加えられたものである）の一部が沸騰する。次いで、チャンバー１８を減圧源から切り離した後に、エチルアルコール蒸気をチャンバー１８に導入して、タバコ１７にアルコール蒸気を吸着させる。圧力計２８を注意深くモニターして、圧力が７０ｍｍ（Ｈｇ）絶対を越えないようにする。圧力を７０ｍｍ（Ｈｇ）以下に保持することによって、エチルアルコール２１と水との共沸混合物（チャンバー１８中に存在してタバコ１７と結びつくことがある）の形成が避けられる。エチルアルコール−水の共沸混合物が形成されると、炭化水素２６のタバコ中への拡散が少なくなりやすく、したがって熱を加えたときの膨張が起こらないか、あるいは最小限に抑えられる。タバコ１７に供給されるエチルアルコールの量は、タバコの約１重量％である。次いで、好ましい脂肪族炭化水素（ｎ−ペンタン）の蒸気を、例えば図１に示すようなリザーバー２５からチャンバー１８に送る。チャンバー１８中の圧力が大気圧になるまで、ｎ−ペンタンをチャンバー１８中に導入する。ｎ−ペンタンのための浸透助剤として作用するエチルアルコール２２の補助により、ｎ−ペンタンとあらかじめ施しておいた湿潤剤を使用してタバコ１７中に浸透させる。アルコール−水共沸混合物が存在する場合は、ｎ−ペンタンのタバコ中への適切な拡散が起こらず、加熱してもタバコの膨張程度が所望の程度より小さくなる。チャンバー１８に供給するｎ−ペンタン２６の量は、存在するタバコの重量の約８％である。
【００１８】
別のプロセスにおいて理解できるように、さらなるｎ−ペンタンの凝縮と、さらなるタバコの膨張が必要とされる場合は、ｎ−ペンタンをより高い圧力（大気圧より高い）にてタバコ１７に加えることができる。本発明の他の実施態様では、イソペンタン、ネオペンタン、またはペンタン類の混合物（これらは市販されている）も使用することができる。しかしながら、好ましいプロセスにおいては、ｎ−ペンタンを使用してチャンバー１８の圧力を大気圧に戻すことにより、タバコの容量に関して約１．６〜１．７の膨張係数が得られ、これは意図する目的および要望される経済性の点において満足できるものである。
【００１９】
ｎ−ペンタンがタバコ１７に吸着した後、タバコ上でのｎ−ペンタンの凝縮およびｎ−ペンタンによるタバコ孔への充填が起こる。タバコの独立気泡空間中への拡散は３０分〜２時間かかるが、ｎ−ペンタンとアルコールによる充分な拡散を確実に得るために、より長い時間を使用してもよい。実験によれば、２〜４８時間、そしてさらに長い時間でも、そのように処理されたタバコにとって有害ではないことがわかっているけれども、ｎ−ペンタンとエチルアルコールの充分な拡散を達成するには１６時間が好ましい時間であることが判明している。
【００２０】
拡散工程が完了した後、タバコ１７をチャンバー１８から取り出し、従来法（例えば輻射、対流、伝導、またはこれらの組み合わせによって均一に加熱する）によって膨張させる。タバコの温度は主として伝導によって上昇させることができ、６０℃（１４０°Ｆ）を越えてはならない。タバコを加熱して膨張させる好ましい方法は、循環的な動作で攪拌しながらタバコを高温表面上に置くこと（例えば、中華鍋ふうの器具の中央部に配置する）からなる。タバコは最終的には全体として５５〜６０℃（１３０〜１４０°Ｆ）に達し、初期容量の１．６〜１．７倍という膨張係数を得るのに約１時間を必要とする。タバコはさらに、高温ガスの流れにて、あるいは過熱蒸気を使用して加熱することによって膨張させることもできる。
【００２１】
このように処理したタバコは、燃焼速度を調節するために非膨張タバコとブレンドしなくても、紙巻きタバコの製造に使用することができる。処理したタバコの燃焼速度が適切であることから、一般には非膨張タバコの燃焼特性が保持されるとともに、堅め紙巻きタバコを形成するのに必要な量がより少なくて済む。例えば、国際ブランドの紙巻きタバコからタバコを取り出し、本発明の方法によって膨張させた等量のタバコで置き換えた。状態調節したサンプルと対照標準紙巻きタバコの静的燃焼時間の比較により、サンプルに関して１３．９％の燃焼時間増大が認められた。
【００２２】
図３のグラフは、好ましい方法における温度と圧力のグラフであり、エチルアルコール２１とｎ−ペンタンからなる炭化水素２６の蒸気をタバコ１７に加えたときの状況を示している。曲線４３はタバコの表面温度を示しており、曲線４１はチャンバー１８の圧力を示しており、そして曲線４２はタバコ１７全体の温度を示している（いずれも時間（分）に関してプロット）。約０〜５分の間にてチャンバー１８の圧力が急激に減少し、このとき内在液体および／または湿潤剤の一部が気化し、チャンバー１８から除去される。約５〜９分にてエチルアルコールを加えることにより、チャンバー１８の圧力を最大７０ｍｍ（Ｈｇ）まで上昇させて、水−エチルアルコール共沸混合物が形成されるのを防止する。約９〜２８分経過後に、チャンバー１８の圧力が大気圧に戻るまでｎ−ペンタンを加え、これによってこの圧力を保持してｎ−ペンタンのタバコ１７中への拡散を可能にし、このときマスの温度が均等化する。
【００２３】
当業者であれば、他の種々のアルコールや炭化水素を使用できることは周知のことである。本明細書の記載内容や図面は単に説明のためのものであって、これによって特許請求の範囲が限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の方法において使用される圧力容器の装置を示している。
【図２】図２は、湿潤剤溶液を噴霧しているタバコを示している。
【図３】図３は、容器圧力を示す曲線および、本発明の方法にしたがって処理したタバコの温度を示す曲線を記載したグラフである。
【図１】
0003756258.tif 000002
【図２】
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【図３】
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