JPS641114B2

JPS641114B2 -

Info

Publication number: JPS641114B2
Application number: JP60137661A
Authority: JP
Inventors: Kimio Masuko; Yutaka Yoshifuji; Yoshio Kawada
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1985-06-26
Publication date: 1989-01-10
Also published as: JPS62264A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はシート状喫煙物のようなシート状材料
の製造方法、詳しくはスラリー法によるシート状
材料の製造において、得られるシート状材料の強
度を増加させると共に、製造工程の安定化をはか
つたシート状材料の製造方法に関する。（従来の技術）従来、スラリー法によるシート状喫煙物等のシ
ート状材料（以下単にシートともいう）の製造は
一般に以下に述べるような方法で行なわれてい
る。なお、以下の記載においてはシード状材料の一
例としてたばこを取り上げ、その製造方法につい
て説明するが、本発明は食品製造分野等において
各種素材からシート状材料を製造する場合にも広
く適用されるものである。すなわち、シートたばこの製造方法は種々のた
ばこ製造工程から生出し回転されたたばこ屑粉末
に、結合剤、保湿剤、香料、充填剤等を夫々適量
配合し、適量の水と共に混合してペースト状混合
物（以下単にペーストともいう）としたものを、
更に、混練したのち、ロールコータ等を用いてス
テンレス等からなるエンドレスベルト面に厚さが
均一になるように展延し、乾燥、調湿して連続し
たシートたばことするものである。しかしながら、かかる従来のスラリー法によつ
て製造されたシートは一般に強度が弱いため、破
砕や破断を生じ易く、シートの製造工程に支障を
来たして製造効率の低下を招くのみならず、シー
トを通常のたばこ刻み原料に配合して裁刻、巻上
げ等の処理を行なう場合や、これらの処理工程に
シートを移送する場合等において破砕され細粉化
し易く、更に細粉化したときは巻たばこに巻上げ
た場合にそのてん充効果を低下させる等の欠点が
ある。一般にスラリー法により製造されるシートの強
度は、添加される結合剤の種類及び添加割合に大
きく支配される。通常シートの製造において使用
される結合剤としては、例えばローカストビンガ
ム、グアガム、トラガントガム、コンニヤクマン
ナン、コーンスターチ等の植物性結合剤、フアー
セルラン、アルギン酸ナトリウム等の海草抽出
物、エチルセルロース、メチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセル
ロース等のせん維素系誘導体等が挙げられ、天然
物をそのまま使用した場合にはシート強度が弱
く、又、せん維素系誘導体等の合成結合剤を使用
した場合は強度が強くなる傾向がみられる。又、
これらのせん維素系誘導体についても、その重合
度や誘導基の種類、反応割合等によつても結合剤
としての強度が大きく変化することが知られてい
る。すなわち、例えばせん維素系誘導体の一種で
あるカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩
（CMC―Na）は結合剤として一般的に使用され
ているが、これを使用した場合のシートの強度
は、CMC―Na自体の重合度及びエーテル化度に
よつて大きく左右され、重合度が大きい程、又、
エーテル化度が低い程強度が大となる。しかし、
強度の大きいシートを得るため、かかるCMC―
Naを用いた場合には、前記原料配合物からなる
ペーストの粘度が高くなる傾向がある。このよう
に、結合剤のペースト化時の粘度とシート強度と
の間には正の相関関数がみられる。ところで、結合剤の粘度が小さい場合でも、結
合剤の配合割合を増加することにより、シート強
度を増加することが可能であるが、結合剤の配合
割合の増加は製品シートたばこの香喫味を著しく
低下させるため好ましくない。従つて、結合剤の
配合割合を極力少くし、かつ前記したシートの製
造工程及び巻たばこの製造工程において、破砕を
生ずることのない十分なシート強度に保持するた
めには高粘度の結合剤を使用する必要がある。しかし、高粘度の結合剤を使用するときには、
原料配合物のペースト化時に水の添加量を増加し
て製造工程に支障のない適正な粘度に調節する必
要があり、水の増量分だけシートの乾燥に要する
負荷が増加する欠点を生ずるのみならず、高粘度
結合剤は一般に水に対する溶解、分散速度が遅
く、かつ団粒化し易い欠点がある。このように結
合剤が原料配合物と共にペースト化された場合、
溶解、分散が十分に行なわれることなく団粒化し
たままで混練機を通過し、ロールコータでベルト
面に展延されるときは、高い結合強度を有する結
合剤でも部分的に粉体として存在することがあ
り、結合剤としての機能が全く発揮されないこと
になる。又、原料混合物を混練したペーストをロールコ
ータによりベルト面に展延する際、一般にロール
コータ堰のニツプ間隙に異物詰りが生じないよ
う、予めロールコータへの供給配管系に異物分離
用のストレーナが設置されるが、原料配合物中の
結合剤あるいはたばこ粉末等（特に有機質原料）
が水に対する溶解あるいは膨潤が不十分なままで
ストレーナを通過した後に膨潤して大きくなり、
これがニツプ詰りの原因となることがある。この
ニツプ詰りは運転中に修復することが極めて困難
である上、一個の粗粒子の存在でもシートに亀裂
を生じさせ、品質を劣化させるのみならず、シー
トのベルト面における円滑な搬送に支障を来たす
等の問題を生ずる。このため、従来は結合剤を予
め微粉砕した上、更に分級して使用することが多
いが、風力分級では十分な分級が困難であるため
篩別分級が採用されている。しかし、この篩別分
級でも付着凝集性の強い結合剤に対しては長時間
を要し、コスト高となる。又、結合剤の種類によ
つては、その性質上高水分に保持する必要のある
ものもあり、このような結合剤は粘弾性が高く、
微粉砕が困難であるため粗粒状態で使用せざるを
えない。しかし、このような粗粒状の結合剤は、
粒子内部への水の浸透速度、すなわち膨潤速度が
遅いため、通常は予備タンクを設けて別途長時間
水に浸漬し膨潤させる方式がとられているが、こ
の方式では大量のシートの連続製造には不適であ
り、又、他の配合原料との混合精度も不良とな
り、更に結合剤の変敗を生ずる等の問題もある。（発明が解決しようとする問題点）本発明はスラリー法によるシートの製造工程に
おける上記のような従来法の種々の欠点乃至問題
点に着目してなされたもので、特に高粘度の結合
剤を使用した場合の上記の問題点を解決して強度
の大きいシートを製造すると共に、特にロールコ
ータにおけるニツプ詰りを解消して製造工程の安
定化をはかつたシート材料の製造方法を提供する
ことを目的とする。（問題点を解決するための手段）すなわち、本発明は各種素材、結合剤等からな
る粉体原料と、水、保湿剤等からなる液体原料と
のペースト状混合物を混練したのち、展延、乾燥
してシート状材料を製造する工程において、該ペ
ースト状混合物の混練工程に先立ち、該ペースト
状混合物の膨潤工程を介在させたことを要旨とす
るシート状材料の製造方法である。以下に本発明を添付の図面に基づいて詳細に説
明する。すなわち、第１図に本発明によるシート製造工
程の概略説明図を、第２図に本発明の要部である
ペーストの膨潤工程に使用される膨潤装置の概略
説明図を示した。先ず第１図において、１はシート製造のための
配合原料のうち、粉体原料の混合槽であり、たば
こ粉末、結合剤粉末、充填剤粉末等が夫々所定の
配合割合に混合される。この粉体原料混合物は粉
体定量供給機２で一定量宛定量され連続混合機３
に供給される。一方、４はシート製造のための配
合原料のうち液体原料の混合槽であり、保湿剤、
香料等が所定の配合割合になるよう水と混合され
る。この液体原料混合液は定量ポンプ５により連
続混合機３に供給され、粉体原料混合物と混合し
て粗練りペーストとされる。この粗練りペーストはペーストポンプ６により
膨潤装置７に移送される。膨潤装置７は本発明に
よるシートの製造方法において介在される粗練り
ペーストの膨潤装置でであり、その詳細について
は後述する。この膨潤装置７内で原料配合物中の
たばこ粉末や結合剤等が十分に水を吸収し、膨潤
分散されたのち連続混練機８に供給混練され、バ
ツフアタンク９に一旦貯蔵される。連続混練機８
は内部にスクリユー羽根８ａを具備し、混練と同
時に移送の作用をも行なう。この連続混練機８は
常時運転されることなく、以後の工程におけるペ
ーストの払出要求に従つてオン・オフ稼動する。又、バツフアタンク９にはレベルセンサが設置
され、タンク内のペーストが所定の上限及び下限
位置に達したとき、連続混練機８以前のペースト
移送及び後工程であるロールコータへのペースト
の供給が制御される。なお、９ａはバツフアタン
ク９内のペーストを撹拌するための撹拌機であ
る。バツフアタンク９内のペーストはペーストポン
プ１０によりストレーナ１１に移送され、濾過さ
れたのちロールコータ１２に移送される。ロール
コータ１２は一対の対向ロールに堰１２ａを設け
てなるもので、堰１２ａにもレベルセンサが設置
され、堰内のペーストが一定レベルに保持され
る。堰１２内に供給されたペーストは対向ロールの
ニツプ（ロール間隙）からエンドレスのステンレ
ス板等よりなるベルト１３上に展延され、ベルト
１３上を移送される間に図示しない乾燥及び調湿
工程を径てシートたばことされる。次に本発明に使用される膨潤装置７の詳細につ
いて説明する。すなわち第２図において、膨潤装
置７の本体である膨潤タンク７ａには、撹拌用羽
根１４ａ，１４ｂを設けた撹拌機１４、レベルセ
ンサ１５、変換器１６が付設されると共に、温度
調節用の加熱ジヤケツト１７がタンク壁に巻装さ
れる。この加熱ジヤケツト１７はシート乾燥用の
排熱を利用した蒸気配管で形成することができ
る。又、加熱ジヤケツト１７には温度センサ１８
及び変換器１９が付設される。レベルセンサ１５はペースト中の物質の必要な
膨潤時間を確保するためのペーストのタンク内で
の滞留時間を制御すると共に、タンクからのオー
バーフローを防止する目的で設置されるもので、
非接触型で精度良く、かつ耐水性のものが望まし
い。このタイプのものとしては超音波センサが最
も好適である。このレベルセンサ１５によるペーストａのレベ
ル制御位置は、主として膨潤タンク７ａの図示
L₁〜L₄の位置に設定されており、そのレベル位
置の感知信号を受け、変換器１６で制御電流に変
換して膨潤装置７の前後工程の装置の運転を制御
するように構成されている。（作用）次に本発明にかかる膨潤装置７の作用について
説明する。先ず運転開始時において、連続混合機３で粗練
りされたペーストはペーストポンプ６により配管
２０を経て膨潤タンク７ａに供給され貯留が開始
される。この時点では連続混練機８以降の装置は
停止状態にある。膨潤タンク７ａに貯留されたペ
ーストａのレベルがL₁に達した時点で撹拌機１
４によりペーストａの撹拌を開始する。一般に撹
拌機は無負荷の状態で運転すると破損し易いの
で、撹拌機１４の下端の撹拌羽根１４ａの取付位
置はレベルL₁の位置に設定されている。次いで
ペーストａがレベルL₃の置まで貯留されたとき、
混練機８が作動し、十分に膨潤を完了したペース
トが混練機８により混練され、バツフアタンク９
に移送される。膨潤タンク７ａ内でのペーストａのレベル位置
は、通常運転時にはL₂〜L₄のレベル間に設定さ
れ、又、L₂のレベルはペーストの最低膨潤時間
が確保される位置に設定される。従つてペースト
ａのレベルがL₂以下になつた場合は、混練機８
が停止しペーストの移送も停止される。又、L₄
は膨潤タンク７ａ内でのペーストの最大貯留レベ
ルであり、ペーストがL₄レベルに達したときは
膨潤工程以前の工程が停止される。そして混練機
８による混練移送が進行してレベルL₃に下がつ
たとき再度膨潤工程以前の工程が稼動される。こ
のように膨潤タンク７ａ内でのペーストａのレベ
ルはL₁〜L₄の間で定常状態を保つようレベルセ
ンサ１５により制御され、膨潤タンク７ａに供給
された粗練りペーストに膨潤に十分な滞留時間が
付与される。以上の膨潤工程において、撹拌機１４の設置に
は以下に述べる２つの意義が考えられる。すなわ
ち、第１は結合剤等の有機質物質が水を吸収して
膨潤する速度はそれらの化学的性質にもよるが、
一般にその粒径が大きい程膨潤速度が遅くなるこ
とは自明であり、従つて水を吸収して膨潤軟化し
た表面を遂次撹拌によつて取り除くことにより、
水の再吸収及び膨潤速度を加速することができる
こと、第２は高い粘度を有するペーストはチクソ
トロピー性を有しており、せん断を与えないまま
放置しておくとゲル化して流動性を失ない、次工
程への移送が困難となると共に、ペーストの前記
した滞留時間が不均一となり、シートの品質にバ
ラツキを生ずることを防止することである。又、膨潤装置７に加熱ジヤケツト１７等の加熱
設備を付加する理由は、前記ペースト中の有機質
原料の膨潤は一般に温度が高い程速く、かつペー
ストの粘度は反対に低下してその取扱いが容易と
なるためである。従つて膨潤タンク７ａ内のペー
ストは変質、分解又は劣化が生じない範囲で可及
的に高温に制御されることが望ましい。（実施例）実施例１たばこ粉末（黄色種本葉１等、80メツシユ篩通
過分級品）40重量部、結合剤ととしてCMC―Na
（平均重合度500、平均置換度0.76）15重量部、充
填剤としてケイソウ土（80メツシユ篩通過分級
品）20重量部、及び炭酸カルシウム粉末15重量部
を混合した粉体と、水550重量部、湿潤剤として
グリセリン10重量部を混合した液体とをそれぞれ
定量供給し連続混合機で混合し、粗練りペースト
を得た。この粗練りペーストを膨潤タンクを使用するこ
となく直接連続混練機に導入し、混練したペース
トをリバースロールコータを用いて、ステンレス
ベルト上に約５mm厚さに展延し、乾燥機を通して
105℃の雰囲気下で約３分間乾燥し、シートを得
これを対照品とした。なお、上記の粉体原料が水
と混合されてから混練機入口まで到達するに要す
る時間は約４分間であつた。一方、対照品の場合と同一の原料を用い、同一
の配合割合及び条件で混合し粗練りペーストを得
た。この粗練りペーストを本発明による膨潤タン
ク（容量140）に導入し、撹拌機により30rpm
の回転速度で撹拌しながら、タンク内平均滞留時
間が夫々10分、20分及び30分になるように設定し
粗練りペーストを滞留させたのち、対照品の場合
と同様の条件で連続混練機による混練、ロールコ
ータによるベルト上への展延、乾燥を行ない本発
明によるシートを得た。なお、膨潤タンク内のペ
ーストの温度は40℃に設定した。ペーストの平均滞留時間とシートの物性との関
係は第１表に示す通りであつた。

【表】第１表の結果から本発明により製造されたシー
トの強度は対照品に比し著しく強く、又、膨潤タ
ンク内でのペーストの滞留時間が長い程シートの
強度が大となることが明らかである。実施例２たばこ中骨粉末（在来種、60メツシユ篩通過分
級品）25重量部、たばこ粉末（黄色種本葉１等、
60メツシユ篩通過分級品）35重量部、充填剤とし
てパーライト粉末（60メツシユ篩通過分級品）15
重量部、結合剤としてCMC―NH₄（平均重合度
450、平均置換度0.71、３mm篩通過分級品）15重
量部、コーンスターチ10重量部を混合した粉体
と、水600重量部、湿潤剤としてプロピレングリ
コール５重量部を混合した液体とをそれぞれ定量
供給し連続混合機で混合し粗練りペーストを得
た。この粗練りペーストを膨潤タンクを使用するこ
となく直接連続混練機に導入し、混練したペース
トを実施例１と同様の条件でステンレスベルト上
に展延、乾燥して対照品シートを得た。一方、対照品の場合と同一の原料を用い、同一
の配合割合及び条件で混合し粗練りペーストを
得、これを実施例１と同様の本発明による膨潤タ
ンクに導入し、撹拌機回転速度を30rpm、
60rpm、温度を30度、50℃及び平均滞留時間を10
分、20分、30分に夫々変化させて設定し、粗練り
ペーストを滞留させたのち、対照品の場合と同様
の条件で連続混練機による混練、ロールコータに
よる展延、乾燥を行ない本発明によるシートを得
た。ペーストの平均滞留時間、温度、撹拌機回転数
等の膨潤条件とシートの物性との関係は第２表に
示す通りであつた。

【表】

【表】第２表の結果から本発明により製造されたシー
トの強度は対照品に比し著しく強く、又、膨潤タ
ンク内でペーストの滞留時間が長い程、温度が高
い程、又撹拌機回転数が大きい程シートの強度が
大となることが明らかである。なお、対照品においては連続混練機のペースト
に粒状のものが発生し、ストレーナに詰りを生ず
ると同時にロールコータにもニツプ詰りを起しシ
ートに裂け目が生じた。しかし本発明による場
合、このようなトラブルは全く発生せず、亀裂等
のない均一なシートが得られた。（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明によれば、シ
ート配合原料からなるペーストを混練するに先立
ち、ペーストの膨潤工程を設け、膨潤タンク内で
レベルセンサによりペーストの十分な膨潤時間を
確保すると共に、撹拌機及び加温設備を設置して
膨潤を促進することができるので、次工程での混
練の効果が著しく向上してペースト中の粗粒の存
在が解消し、配合原料が十分に微粒化されて分散
が均一化される。従つて、ロールコータに供給されたペーストは
ニツプ詰り起すことなく均一にベルト上に展延さ
れ、又、乾燥、調湿工程においても破断するよう
なことがなく、シートの製造工程が極めて安定化
すると同時に強度の大きいシートが得られる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシート製造工程の概略説
明図、第２図は本発明の要部であるペースト膨潤
工程に使用される膨潤装置の概略説明図である。１…粉体原料混合槽、２…粉体定量供給機、３
…連続混合機、４…液体原料混合槽、５…定量ポ
ンプ、６，１０…ペーストポンプ、７…膨潤装
置、７ａ…膨潤タンク、８…連続混練機、９…バ
ツフアタンク、１１…ストレーナ、１２…ロール
コータ、１２ａ…堰、１３…ベルト、１４…撹拌
機、１５…レベルセンサ、１６…変換器、１７…
加熱ジヤケツト、１８…温度センサ、１９…変換
器。

Claims

【特許請求の範囲】１各種素材、結合剤等からなる粉体原料と、
水、保湿剤等からなる液体原料とのペースト状混
合物を混練したのち、展延、乾燥してシート状材
料を製造する工程において、該ペースト状混合物
の混練工程に先立ち、該ペースト状混合物の膨潤
工程を介在させたことを特徴とするシート状材料
の製造方法。２膨潤工程がレベルセンサ、撹拌機を夫々具備
した膨潤タンクで行なわれることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のシート状材料の製造方
法。３膨潤工程がレベルセンサ、撹拌機及び加温設
備を夫々具備した膨潤タンクで行なわれることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシート状
材料の製造方法。