JP2015512257A - 液体タバコ組成物 - Google Patents

Abstract

液体タバコ組成物は、イオン液体に溶解されたタバコを含む。選択したタバコ成分の除去は、タバコをイオン液体に溶解させることによって支援される。選択した成分が除去されたタバコは、イオン液体からタバコを分離することによって、液体タバコ組成物から再生することができる。【選択図】 図１

Description

本開示は、液化タバコ、詳細にはイオン液体に溶解されたタバコ、及び液化タバコの固形タバコへの再生に関する。

タバコ及びタバコ成分に関しては、広範囲の研究が行われてきた。多くの場合、最終タバコ製品中のタバコ特異的ニトロソアミン類のような特定の成分のレベルを低減することが望ましいと判断されてきた。タバコのこのような成分のレベルを低減するための現行の方法としては、これらの成分が可溶な溶媒でタバコを培養し、これらの成分をタバコから抽出する方法がある。しかしながら、このようなプロセスは、少なくとも部分的に、タバコへの溶媒の浸透が良くないこと、又はセルロースのようなタバコの非溶解性部分に結合した成分を十分に抽出できないことにより、不十分となりがちである。タバコ特異的ニトロソアミン類のようなタバコの成分のより効果的な除去が望ましいであろう。

しかしながら、このような成分の除去の効率又は有効性が高くなると、タバコの所望の成分の除去につながるか、又はタバコの所望の物理的若しくは化学的性質に悪影響を与える場合がある。従って、所望の成分又は特性を保持しながら、選択した成分の量が減少したタバコ又はタバコ製品を生産することは望ましいであろう。

米国特許第５，８１０，０２０号 特許出願公開第２００２／０１３４３９４号 ＷＯ２００６／０５９２２９

Ｔｕｒｎｅｒら著 「Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」５：１３７９−１３８４ ２００４年 Ｂｒｏｕｇｈｔｏｎら著 「繊維押し出しに適した有機液体の調査−ＮＴＣ Ｐｒｏｊｅｃｔ： Ｃ０５−ＡＥ０５」 ナショナルテキスタイルセンター年次報告書 ２００９年 Ｂａｄｒｏｓｓａｎａｙら著 Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ． １０：２２５７−２２６１ ２０１０年

本明細書に説明するように、タバコは、イオン液体のような溶媒に完全に又は部分的に溶解される。タバコが溶解した状態で、選択したタバコの成分を除去することができる。選択した成分が除去された状態で、タバコを再生することができる。再生タバコ材料の成分及び特性を制御して、所望の特性を備えたタバコ又はタバコ物品を提供することができる。

完全に又は部分的に溶解したタバコの溶液又は懸濁液は、固形タバコ粒子と比較して、１つ又はそれ以上の利点を提供することができる。例えば、前述のように、選択したタバコの成分を除去する能力を強化することができる。このような溶液又は懸濁液は、付加的に又は代替的に、タバコ成分のより徹底した化学分析を可能にし、この分析は、現在のところ、燃焼又は抽出による固形粒子に限定されている。

このような溶液又は懸濁液からのタバコの再生は、溶解されていないタバコと比較して、１つ又はそれ以上の利点も提供する。一例として、サイズ、形状、風味等のような得られるタバコの物理的又は化学的性質を、再生プロセスを通じて制御し、調整された性質を持つタバコ又はタバコ物品の生産を可能にすることができる。

タバコは、任意の適切な溶媒に溶解させることができる。イオン液体はタバコのセルロース構成要素を含むタバコの完全な又は部分的な溶解に適した溶媒として働くことができることが明らかになっている。任意の適切なイオン液体を、タバコを溶解させるための溶媒として用いることができる。本明細書で使用する場合、「イオン液体」は、液体状態のイオン化合物である。イオン化合物は、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）又は塩のような、正及び負に帯電した部分を有する化合物とすることができる。適切なイオン液体は、一般的に、例えば約１００℃又はそれよりも低いといった、約１５０℃又はそれよりも低い融解点を有する。実施形態では、イオン液体は、例えば約２５℃又はそれよりも低い、約２３℃又はそれよりも低い、約２０℃又はそれよりも低い、約１５℃又はそれよりも低い、約１０℃又はそれよりも低い、約５℃又はそれよりも低い、約０℃又はそれよりも低い、約−１０℃又はそれよりも低い、約−２０℃又はそれよりも低い、約−３０℃又はそれよりも低いといった、約４０℃又はそれよりも低い融解温度を有する。イオン液体は、一般的に、融解点から分解温度まで広い温度範囲にわたって液体である。イオン液体は、室温で液体であり、言い換えれば、一般的に約２０℃〜約２５℃と見なされるほぼ室温よりも低い融解温度を有することが好ましい。イオン液体は、例えば約１５℃を下回る又は約１０℃を下回るといった、１０℃又はそれ以上室温を下回る温度で液体であることがより好ましい。イオン液体は、例えば約−１０℃を下回る又は約−２０℃といった、約０℃を下回る温度で液体であることが最も好ましい。一例として、１つの適切なイオン液体、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテートは、約−２０℃の融解温度を有する。

多くの実施形態では、イオン液体は、塩である。イオン液体塩のカチオン部分の例としては、環状及び非環状カチオンが挙げられる。環状カチオンとしては、ピリジニウム、イミダゾリウム、及びイミダゾールが挙げられる。非環状カチオンとしては、アルキル４級アンモニウム及びアルキル第４級リンカチオンが挙げられる。カチオン上の置換基（すなわちＲ基）は、飽和していても飽和していなくてもよいＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、及びＣ₄とすることができる。イオン液体塩は、任意の適切な対アニオンを有することができる。実施形態では、カチオン部分の対アニオンは、ハロゲン、疑ハロゲン、及びカルボキシレートから成る群から選択される。カルボキシレートとしては、アセテート、シトレート、マレート、マレエート、ホルメート、及びオキシレートが挙げられる。ハロゲンとしては、クロリド、ブロミド、亜鉛クロリド／コリンクロリド、３−メチル−Ｎ−ブチル−ピリジニウムクロリド、及びベンジルジメチル（テトラデシル）アンモニウムクロリドが挙げられる。

イオン液体であり且つタバコを溶解させるために用いることができる化合物の例としては、限定するものではないが、ＮＭＭＯ、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−アリル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメタンスルホネート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト、１，３−ジメチルイミダゾリウムジメチルフォスフェイト、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムメチルカルボネート、及びトリス−（２−ヒドロキシエチル）−メチルアンモニウム メチルサルフェートが挙げられる。

タバコは、液体タバコ組成物を得るための任意の適切な濃度で、イオン液体に完全に又は部分的に溶解させることができる。本明細書で使用する場合、「液体タバコ組成物」は、セルロース構成要素を含む少なくともある程度の量のタバコを完全に溶解させた液体組成物である。実施形態では、液体タバコ組成物は、例えば約２重量％よりも多い又は約５重量％よりも多いといった、約１重量％よりも多いタバコを含む。実施形態では、液体タバコ組成物は、例えば約７５重量％よりも少ないタバコ、約５０重量％よりも少ないタバコ又は約３０重量％よりも少ないタバコといった、９０重量％よりも少ないタバコを含む。実施形態では、液体タバコ組成物は、例えば重量で約５％から約２５％のタバコ又は重量で約１０％のタバコといった、重量で約１％から約９０％のタバコを含む。本明細書で使用する場合、「タバコ」は、Ｎ．ｔａｂａｃｕｍ種などのタバコ属に属する幾つかの植物のいずれかの葉、茎、又は他の部分、若しくは葉の脱穀中又はタバコ物品の製造中に生じる副産物を意味する。タバコは、葉、茎、又は葉及び茎を含むことが好ましい。

任意選択的に、イオン液体に溶解させる前に、タバコを乾燥させてもよい。タバコは、蒸発を促進するための加熱、凍結乾燥又はこれに類する方法などの任意の適切な方法で乾燥させることができる。実施形態では、イオン液体に溶解されるタバコの重量パーセントは、タバコの乾燥重量に基づいて計算される。

イオン液体中での溶解を促進するために、タバコを挽く、切断する、細断する、又は同様のことを行うことができる。得られるタバコ及びイオン液体を含む組成物は、タバコをイオン液体に溶解させるのを助けるために、加熱、撹拌、音波破砕、又は同様のことを行うことができる。タバコ粒子サイズ、重量パーセント、温度、撹拌、又は同様のことなどの所与の一組の条件下で、所与のイオン液体によって、タバコは、所与の時間内に完全に溶解することになる。

実施形態では、タバコは、イオン液体に部分的に溶解される。部分溶解は、液体タバコ組成物の温度、時間、撹拌等を変えることによって得ることができる。タバコは、任意の適切な又は所望の程度に部分溶解させることができる。例えば、タバコは、所与の一組の条件下での完全溶解に必要な時間の約１０％に等しいか又はそれよりも短い時間で溶解させることができる。実施形態では、タバコは、所与の一組の条件下での完全溶解に必要な時間の約２０％に等しいか又はそれよりも短い、約３０％に等しいか又はそれよりも短い、約４０％に等しいか又はそれよりも短い、約５０％に等しいか又はそれよりも短い、約６０％に等しいか又はそれよりも短い、約７０％に等しいか又はそれよりも短い、約８０％に等しいか又はそれよりも短い、約９０％に等しいか又はそれよりも短い時間で溶解させることができる。部分的に溶解されたタバコを含む得られた液体タバコ組成物は、液体タバコ溶液のその後のプロセスまで、タバコが更に溶解するのを遅くするか又は止めるために冷却することができる。理論に束縛されることは意図しないが、タバコの部分溶解は、タバコの物理的及び化学的特質の多くを維持しながら、タバコ特異的ニトロソアミン類のような選択された成分の除去に対するアクセスを提供するための細胞組織のある程度の開放、薄化、透過性の増大を可能にすると考えられる。

完全に又は部分的に溶解した液体タバコ組成物が得られた状態で、タバコの成分を除去してもよく、タバコを再生してもよい。成分は、タバコの再生に先立つか又は再生中に除去されることが好ましい。任意の成分を除去することができる。本明細書に説明する液体タバコ組成物は、１つ又はそれ以上の成分を除去するか若しくはその濃度を低減させるための種々の既知の又は今後開発されるプロセスのいずれも受けることができる。そのような濃度の低減は、液体タバコ組成物において達成することができるか又は当初のタバコを液体タバコ組成物から再生されたタバコと比較した時に達成することができる。

実施形態では、液体タバコ組成物中の１つ又はそれ以上のニトロソアミンの濃度が低減される。除去するか又は低減させることができるニトロソアミン類としては、Ｎ’ニトロソノルニコチン（ＮＮＮ）、４−（メチルニトロソアミノ）−１−（３−ピリジル）−１−ブタノン（ＮＮＫ）、４−（メチルニトロソアミノ）−１−（３−ピリジル）−１−ブタノール（ＮＮＡＬ）、Ｎ’ニトロソアナタビン、及びＮ’ニトロソアナバシンなどのタバコ特異的ニトロソアミン類が挙げられる。高い割合の特定のタバコ特異的ニトロソアミン類、例えばＮＮＫなどは、結合型でタバコ中に存在し、既存の方法論を用いて容易に抽出できるものではない。本発明者らは、タバコをイオン液体に溶解させることにより、相当量の結合ニトロソアミン類、例えばＮＮＫなどを溶解タバコから除去することができること、及びそのように処理される溶解タバコから再生されるタバコは、当初のタバコと比較して量が実質的に減少した結合ニトロソアミンを含有することができることが分かった。

本明細書に説明する方法により、任意の量のニトロソアミンをタバコから除去することができる。実施形態では、ニトロソアミンが除去されるイオン液体タバコ組成物から再生タバコ材料を再生した場合、再生タバコ材料中のニトロソアミンの量は、当初のタバコと比較して約２倍又はそれ以上減少する。例えば、再生タバコ材料中のニトロソアミンの量は、当初のタバコと比較して、約５倍又はそれ以上、約１０倍又はそれ以上、約２０倍又はそれ以上減少させることができる。このような減少は、遊離ニトロソアミンの減少であっても、結合ニトロソアミンの減少であっても、遊離及び結合ニトロソアミンの減少であってもよい。

ニトロソアミンは、液体タバコ組成物を、ニトロソアミンを吸着又は吸収するように構成されたソーベントなどのタバコ特異的ニトロソアミン低減材料と接触させることによって、除去するか又は減少させることができる。タバコ特異的ニトロソアミン低減材料は、例えばＮｏｒｔｈｗａｙらに付与された米国特許第５，８１０，０２０号に記載されるような、容易にニトロソ化して動力学的又は熱力学的妨害がほとんどないニトロシル錯体を形成する選択遷移金属錯体を含む捕獲槽とすることができる。タバコ特異的ニトロソアミン低減材料は、例えばＢａｓｋｅｖｉｔｃｈらの特許出願公開第２００２／０１３４３９４号に記載されるような材料であってもよい。例えば、タバコ特異的ニトロソアミン低減材料は、炭、活性炭、ゼオライト、セピオライト、及びこれらの組み合わせから成る群から選択することができる。タバコ特異的ニトロソアミン低減材料は、タバコからニトロソアミンを除去するその能力を増強する特定の特性も保有することができる。例えば、実施形態では、タバコ特異的ニトロソアミン低減材料は、１グラム当たり約６００平方メートルよりも大きい、幾つかの実施形態では１グラム当たり約１０００平方メートルよりも大きい表面積を有する。幾つかの実施形態では、タバコ特異的ニトロソアミン低減材料は、細孔、チャネル、又はこれらの組み合わせを含み、これらは、約３．５オングストロームよりも大きい、幾つかの実施形態では約７オングストロームよりも大きい平均直径を有する。

図１は未処理ＧＬＳ及び処理ＧＬＳの結合及び遊離ＮＮＫの量を示す棒グラフである。

実施形態では、液体タバコ組成物中のベンゾ［ａ］ピレン（ＢａＰ）の１つ又はそれ以上の前駆体の濃度が低減される。本明細書で使用する場合、「ＢａＰの前駆体」は、タバコが燃焼される時にＢａＰの形成に寄与する化合物である。ＢａＰの前駆体を除去するための任意の適切な方法を採用することができる。例えば、ＢａＰの前駆体は、ＢａＰの前駆体が可溶な溶媒を使って、液体タバコ組成物から抽出することができる。そのような溶媒としては、例えば、本質的にメタノール、エタノール、１−プロパノール、又は２−プロパノールから構成される溶媒のような、ＭｃＧｒａｔｈらのＷＯ２００６／０５９２２９に記載される溶媒が挙げられる。

上に説明した成分除去プロセスは説明のために提示したものであること、及び任意の他の適切なプロセスを採用してタバコ組成物から成分を除去することができることが理解されよう。

イオン液体にタバコを溶解させるプロセス、又はタバコ材料を再生するプロセス、若しくは同様のプロセスのような本明細書に説明する種々のプロセスは、任意の適切な温度で実行することができる。適切な温度は、イオン液体の融解点、これらのプロセスのための許容可能な温度範囲、所望の温度範囲、又は同様のことを含む幾つかの要因のいずれかによって決定することができる。

実施形態では、イオン液体にタバコを溶解させる段階は、例えば約３０℃を上回るといった、約１０℃を上回る、又は約２０℃を上回る温度で実行される。加えて、又は別の方法では、溶解段階は、約１２０℃を下回る、好ましくは約８０℃を下回る温度で実行することができる。例えば、溶解段階は、約６０℃で実行することができる。一例として、溶解段階は、約１０℃から約１２０℃、又は約３０℃から約８０℃の温度で実行することができる。より高い温度は、イオン液体へのタバコ溶解を促進することができる。しかしながら、温度が高すぎれば、タバコ又はタバコの構成要素は、劣化する可能性がある。本発明者らは、約６０℃でのイオン液体へのタバコの溶解及び後続の再生の結果、劣化がほとんど又は全くないタバコ若しくはタバコ構成要素が得られることが分かった。

タバコは、任意の適切な方法で、液体タバコ組成物から再生することができる。本明細書で使用する場合、「再生された」又は同様の用語は、タバコとの関連では、少なくともある程度のタバコの成分が固形形状で液体タバコ組成物から分離又は除去されていることを意味する。再生タバコ材料は、少なくともある程度のタバコのセルロース構成要素を含む。タバコが再生される液体タバコ組成物は、１つ又はそれ以上の成分が除去された組成物とすることができる。実施形態では、選択した成分は、タバコ再生プロセス中に除去される。

一般に、液体タバコ組成物からのタバコの再生は、セルロース及び少なくとも幾つかの他のタバコ成分を溶液から出す段階を含む。これは、例えば、冷却、イオン液体と混和性であるが再生対象のタバコ成分は溶解できないか又は溶解度が小さい二次溶媒の追加、イオン液体の蒸発、又は同様の方法によるなどの、セルロース及び他の成分の溶解度の変更によって行うことができる。液体タバコ組成物からタバコを再生するために用いることができるプロセスの例としては、キャスティング、非溶媒中への押し出し、超音波核形成、凍結、遠心分離、回転紡糸、液体中への射出、電子沈殿、支持材料上への共沈、別の液体による抽出、超臨界抽出、又は同様のプロセスが挙げられる。

一例として、タバコは、液体タバコ組成物を鋳込み、水、アルコール、カルボニル又は他の有機溶媒などの適切な溶媒、二酸化炭素などの超臨界流体、又は同様のもので洗浄して再生タバコ材料の膜を形成することによって再生することができる。例えばＴｕｒｎｅｒらによるＢｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ， ５：１３７９−１３８４（２００４年）に記載されるキャスティングプロセスは、再生タバコ材料膜を生産するために容易に修正することができる。

更に別の例として、タバコは、セルロースなどのタバコ成分が溶解できない水、アルコール、カルボニル又は他の有機溶媒などの液体、二酸化炭素などの超臨界流体、又は同様のものに液体タバコ組成物を押し出して繊維を形成することによって再生することができる。例えばＢｒｏｕｇｈｔｏｎらによる「繊維押し出しに適した有機液体の調査−ＮＴＣ Ｐｒｏｊｅｃｔ： Ｃ０５−ＡＥ０５」、ナショナルテキスタイルセンター年次報告書（２００９年）に記載される押し出しプロセスは、再生タバコ材料繊維を生産するために容易に修正することができる。

また更に別の例として、タバコは、液体タバコ組成物を回転ジェット紡糸して、形態、直径、及び多孔性のような再生産可能特性を有する繊維を生産することによって再生することができる。例えばＢａｄｒｏｓｓａｎａｙらによるＮａｎｏ Ｌｅｔｔ． １０：２２５７−２２６１（２０１０年）に記載される回転ジェット紡糸プロセスは、再生タバコ材料繊維を生産するために容易に修正することができる。Ｂａｄｒｏｓｓａｎａｙらのプロセスでは、イオン液体溶媒が蒸発され、その結果再生繊維が得られる。繊維の特性は、回転ジェット紡糸プロセスのパラメータを制御することによって制御することができる。

いずれの場合でも、再生段階又は各再生段階は、少なくとも約０℃の温度で行うことができる。追加的に又は代替的に、再生段階は、約４０℃未満又は約２５℃未満の温度で行うことができる。場合によっては、再生段階又は各再生段階は、約０℃から約４０℃、又は約０℃から約３０℃の温度範囲で行うことができる。実際の再生に加えて、再生段階の後で何らかの別のプロセスをこれらの温度で行うことができる。

タバコの再生方法に関わらず、洗浄又は除去イオン液体に残留する可能性があるタバコ成分は、もとの再生タバコ材料の繊維又は膜等に加えることができる。イオン液体、又はイオン液体を含有する組成物は、再生プロセスの間に以下のイオン液体の洗浄、蒸発等で捕捉することができる。幾つかのタバコ成分は、捕捉したイオン液体組成物に残る場合がある。当該成分の１つ又はそれ以上は、例えば、液体−液体又は液体−固体抽出によって回収したイオン液体組成物から抽出することができる。次に、濃縮できる抽出成分は、噴霧、塗布、浸漬等の任意の適切なプロセスによってもとの再生タバコに加えることができる。残留溶媒は、必要に応じて蒸発等で除去することができる。

得られた再生タバコ材料の特性は、タバコをイオン液体に溶解すること及びタバコを再生することに関する種々のパラメータを制御することによって制御することができる。当該パラメータとしては、イオン液体中のタバコの溶解度、イオン液体の融点、非溶媒又は二次溶媒中のタバコの溶解度、部分又は完全溶解の溶解温度、イオン液体と非溶媒又は二次溶媒に比率等を挙げることができる。当該パラメータは、最初のタバコに対する再生タバコ材料の化学成分、繊維又は膜の寸法又は厚さといった再生タバコ材料の物理特性、再生タバコ材料の可燃性、再生タバコ材料の硬度等を制御するために制御できる。タバコは、任意の適切な形態で再生することができる。例示的に、再生タバコ材料は、成型すること又は押し出すことができる。再生タバコ材料繊維は、必要に応じて織ること又は不織とすることができる。従って、再生タバコ材料の最終形状又は形態は、従来のタバコスレッドの形成及び成形に比べて制限がない。

本明細書に記載の再生タバコ材料は、任意の適切なタバコ製品を作るために用いることができる。例えば、再生タバコ材料は、スナッフ（ｓｎｕｆｆ）又はスヌース（ｓｎｕｓ）又は他の類似の製品のような無煙タバコ製品を形成するために用いることができる。また、再生タバコ材料は、手巻きタバコ又は自作タバコ用途、並びにパイプ喫煙用途のタバコを形成するために用いることができる。

また、再生タバコ材料は、喫煙物品に用いることができる。喫煙物品は、従来のシガレット等の可燃喫煙物品、並びに他のタバコが燃焼しない喫煙物品の両方を含む。タバコが燃焼しない喫煙物品は、タバコを直接又は間接的に加熱する喫煙物品、又はタバコを燃やしたり加熱したりしないが代わりに空気流又は化学反応を利用してニコチン又は他の材料をタバコから供給する喫煙物品を含む。シガレット等の可燃性喫煙物品の場合、再生タバコ材料は、タバコ基材を有する喫煙物品の任意の箇所に用いることができ、例えば、従来のシガレットのタバコロッド、又は従来のシガレットの１つ又はそれ以上のフィルタセグメントである。タバコが燃焼しない喫煙物品の場合、再生タバコ材料は、タバコ基材を有する喫煙物品の任意の箇所に用いることができる。

例示的及び概説的に、本開示は種々の液体タバコ組成物及びプロセスを記載する。幾つかのプロセスにおいて、タバコは、イオン液体等の溶媒中に溶解し、各成分は、溶解タバコから除去され、各成分が除去された状態でタバコが再生される。場合によっては、各成分の除去及びタバコの再生は同じステップで生じる。

タバコが完全に溶解するか又は部分的に溶解するかに関わらず、液体タバコ組成物は、タバコ成分の強化された化学的分析を可能にすることを理解されたい。現在、タバコ成分の分析は、抽出できるか又はタバコが燃えた場合に煙の中に存在する化合物の分析に制限される。タバコをイオン液体といった溶媒に溶解することで、各成分は、分析のために容易に入手することができ、セル構造に捕捉されず、又は他の成分に非抽出的に結合しない。タバコ成分及び組成物の分析のフルスペクトルは、溶媒中に溶解したタバコに行うことができ、これは、特定の成分の除去、若しくは従来から知られている成分又は未確認の成分の識別を促進することができる。

幾つかの実施形態において、還元糖量の増加は、非溶解タバコに比べて、液体タバコ組成物に提示されるか又は検出可能である。本明細書で用いる場合、「還元糖」は、アルデヒド基を有するか又は溶液中で異性化によってアルデヒド基を形成することができる、単糖又はオリゴ糖である。実施形態において、還元糖は、例えば８又はそれ以下の単糖ユニット、５又はそれ以下の単糖ユニット、又は３又はそれ以下の単糖ユニットである、１０又はそれ以下の単糖ユニットを有する。本明細書の全ての科学的又は技術的用語は、特に記載しない限りは一般に使用される意味をもっている。本明細書で提示される定義は、本明細書で頻出する特定の用語を理解するのを容易にするためのものである。

本明細書及び特許請求の範囲で用いる場合、単数形は、内容物が明らかにそうではない場合を除いて、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。

本明細書及び特許請求の範囲で用いる場合、用語「又は」は、内容物が明らかにそうではない場合を除いて、「及び／又は」を含む意味で用いられる。用語「及び／又は」は１つ又は全ての記載された要素、又は任意の２つ又はそれ以上の記載された要素の組み合わせを意味する。

明細書で用いる場合、「有する」、「有している」、「含む」、「含んでいる」、「備える」、「備えている」等は、非制限的な意味で用いられ、一般に「含んでいるが、限定されない」ことを意味する。「実質的に構成される」、「構成される」等は、「備える」に包含されることを理解されたい。

用語「好ましい」及び「好ましくは」は、特定の状况下で特定の利点を提供できる本発明の実施形態を呼ぶ。しかしながら、他の実施形態は、同じ又は異なる状況下で同様に好ましいであろう。さらに、１つ又はそれ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用ではないことを暗示するものではなく、請求項を含む本開示の範疇から他の実施形態を排除することは意図されていない。以下に、イオン液体中にタバコを溶解し、溶解されたタバコからタバコ成分を除去し、液体タバコ組成物からタバコを再生することを示す非限定的な実施例が記載される。

１つの実施例において、イオン液体中のタバコの溶解、及びイオン液体からのタバコ繊維の再生を行った。他のイオン液体及び条件を利用してタバコを溶解すること、及び他の再生プロセスを利用することが可能であることを理解されたい。本実施例において、タバコスレッドを１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテートに懸濁して（単位ｍｌ当たり２つのスレッド）、ヒートガンで僅かに加熱した。３０分以内で、タバコスレッドは液体中に完全に溶解した。イオン液体中の微量の溶解タバコをスライド上に置いて、微量の水をスライドに加え、タバコ繊維が水／イオン液体の境界に再生されることを観察した。

他の実験において、酢酸溶液を使って液体タバコ組成物（１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート中に溶解したタバコスレッド）又は非溶解タバコスレッドから還元糖を抽出した。アルカリ性溶液中で、酢酸溶液中の抽出還元糖を８５℃でｐ−ヒドロキシベンゾイックアシッドヒドラジド（ＰＡＨＢＡＨ）と反応させて、吸光度が４１０ｎｍで最大のイエローオサゾンを生成した。イエローオサゾンの濃度を分光偏光計で測定した。還元糖の高い濃度は、非溶解タバコスレッドに比較して、液体タバコ組成物から生じた（データは示されていない）。

他の実験において、粉砕タバコ積層体及びステム（ＧＬＳ）、粉砕タバコステム（ＧＳ）、スレッドタバコステム（ＳＳ）、又はスレッドタバコ積層体及びステム（ＳＬＳ）を、室温、３５℃、又は６０℃で１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート中に溶解するか、又は凍結乾燥した（［ＥＭＩＭ］ＡｃＯ）。以下の結果に温度が示されていない場合、タバコをイオン液体中に室温で溶解した。次に、液体タバコ組成物に水を加え、得られた再生タバコ材料を液体と分離することで、タバコを液体タバコ組成物から再生した。その後、再生タバコ材料を水で洗浄して残りのイオン液体を除去し、その後、乾燥させた。未処理のタバコ（イオン液体中に溶解せずＴＳＮＡ除去のために処理されていないタバコ）のＴＳＮＡ量、及び処理された液体タバコ組成物からのタバコ再生材料量は、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）によって測定した。

図１を参照すると、未処理ＧＬＳ及び処理ＧＬＳの結合及び遊離ＮＮＫの量を示す棒グラフが示されている。前述のように、処理されたＧＬＳを［ＥＭＩＭ］ＡｃＯ中に溶解して処理し、再生した。また、以下の表１にはＮＮＮの結果と一緒にＮＮＫの結果が示されている。

表１
液体タバコ組成物からのＴＳＮＡの低減

図１及び表１に示すように、液体タバコ組成物の除去処理に続いて温度に無関係に実質的なＮＮＮ及びＮＮＫの低減が観測された。しかしながら、高温では（６０℃ｖｓ．３５℃）タバコはより完全に溶解するので、より多くの結合ＮＮＫが放出されると仮定される。一方で、結果は、遊離ＮＮＮ及びＮＮＫの低減が優れており、これは結合ＮＮＫよりも優れており、既存の抽出及び処理手法では低減することができない。結合ＮＮＫにおいて約２０から４０倍の低減を実現した。結合ＴＳＮＡのこの低減レベルは、従来の抽出プロセスでは不可能であった。

以下の表２を参照すると、異なる温度におけるイオン液体タバコ組成物から生成される再生タバコ材料の収量が示されている。

表２
再生タバコ材料の収量

表２を参照すると、実収量＝［（再生材料質量）／（タバコ質量）］＊１００％である。理論収量＝［（再生材料質量）＋（残余イオン液体中の溶解材料質量）］／（タバコ質量）＊１００％である。理論収量は、固体−液体分離後の不溶残留物、及び溶解容器から遠心ボトルに移す際に起こり得る収率損失に関連する、残余イオン液体中の溶解材料の量を考慮する。イオン液体中の溶解材料の濃度（ｇ／ｇ）を計算して、残留物中に残ったイオン液体量に乗じる。この式は、残留物中の溶解材料量の信頼性のある推定値をもたらす。理論収量計算は、再生において１００％収量を仮定する。残った不溶残留物は非常に「湿潤」である場合、理論収量と実収量との間に実質的な差異が生じる。凍結乾燥後のサンプルの乾物内容物も同様に収量結果に影響を与える。乾物内容物は、８つの凍結乾燥サンプルで分析し、その範囲は９４．０−９９．０％であった。単純化のために、収量計算において全サンプルの乾物内容物は９６％に設定した。

温度は、実質的に収量に影響を与え、高温では収量が増える。意外にも、６０℃でイオン液体中にタバコを溶解すると、室温に比べて約２から３倍だけ収量が増えた。６０℃のイオン液体溶液からのタバコ再生において多糖成分の劣化は殆ど又は全く観測されず、タバコ成分を劣化させることなく収量を高めるには高温が適することが示されている。

Claims (15)

1. 液体タバコ組成物を得るためにタバコをイオン液体に溶解する段階と、
   再生タバコ材料を生成するために前記タバコを再生する段階と、
   前記再生タバコ材料を前記液体タバコ組成物から分離する段階と、
   を備える方法。
2. 前記タバコを再生する段階が、前記タバコ組成物に第二の液体を加える段階を備えることを特徴と請求項１に記載の方法。
3. 前記第二の液体が水であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記方法が、前記タバコの１つ又はそれ以上の成分を前記液体タバコ組成物から除去する段階を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記１つ又はそれ以上の成分を除去する段階が、前記タバコ組成物をタバコ特異的ニトロソアミン低減材料と接触させる段階を備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記１つ又はそれ以上の成分を除去する段階が、前記１つ又はそれ以上の成分を前記液体タバコ組成物から前記１つ又はそれ以上の成分のための溶媒で抽出する段階を備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記１つ又はそれ以上の成分のための溶媒が、ベンゾ［ａ］ピレンの前駆体を抽出するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記イオン液体がイミダゾリウム塩を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記イミダゾリウム塩が、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム塩、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム塩、及びトリス−（２−ヒドロキシエチル）−メチルアンモニウム メチルサルフェートから成る群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記イオン液体が１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテートであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記方法が、超音波核形成、凍結、遠心分離、回転紡糸、液体中への射出、電子沈殿、支持材料上への共沈、別の液体による抽出、及び超臨界抽出から成る群から選択されるプロセスを含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の方法から得られる再生タバコ材料から形成される物品。
13. 前記物品がタバコ基材であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
14. 請求項１３に記載の前記タバコ基材を備える喫煙物品。
15. 前記喫煙物品がシガレットであることを特徴とする請求項１４に記載の喫煙物品。