JP2016527913A - 処理タバコおよびその製造方法、それを導入した装置並びにその使用方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ｐＨが９以上であり、水分が乾燥重量基準で２０％未満である処理タバコ材料を提供する。また本発明は、タバコ材料のｐＨを９以上に増加させるタバコ材料の処理方法であって、処理対象のタバコ材料に塩基性溶液を適用する工程と、該材料を乾燥して水分が２０％未満である処理タバコ材料を製造する工程とを含む方法を提供する。また本発明は、これら処理タバコ材料を含む装置、および処理タバコ材料の使用方法を提供する。

Description

本発明は、処理タバコ材料およびタバコ材料を処理してそのｐＨを増加させる方法に関する。また本発明は、例えば無煙吸引装置での処理タバコの使用および処理タバコを含む装置に関する。

紙巻きタバコやシガーのような喫煙品は、タバコ煙を発生させるためその使用中タバコを燃焼させる。タバコ煙を発生させることなく化合物を放出する製品を作製することによるこれら喫煙品の代替品を製造する試みがされている。そのような製品の例としては、タバコを燃やさず加熱することで化合物を放出させる、いわゆる発熱するが燃焼しない製品（heat-not-burn products）がある。

本発明の第１の態様では、ｐＨが約９以上であり、タバコ乾燥重量基準で水分が約２０％以下である処理タバコ材料が提供される。

一部の実施態様では、タバコ材料の粒径は約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍである。

一部の実施態様では、タバコ材料は粉砕（ground）タバコである。

一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分はタバコ乾燥重量基準で約５〜約２０％、約８〜約１８％、約１０〜約１５％である。

本発明の第２の態様では、タバコ材料のｐＨを少なくとも９に増加させるタバコ材料の処理方法が提供され、この方法は処理対象のタバコ材料に塩基性溶液を適用する工程と、該材料を乾燥して水分が約２０％未満である処理タバコ材料を製造する工程とを含む。

一部の実施態様では、本発明の処理方法はタバコ材料の粒径を約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍのサイズにまで小さくする工程を含む。

一部の実施態様では、タバコ材料に塩基性溶液を適用する前にタバコ材料の粒径を小さくする。

一部の実施態様では、タバコ材料に塩基性溶液を適用する前にタバコをスライスしてから、タバコの粒径を約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍにまでさらに小さくし、塩基性溶液を適用する。

一部の実施態様では、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムから成る群より選ばれる塩基を塩基性溶液は含有する。一部の実施態様では、塩基性溶液は水酸化ナトリウムを含有する。一部の実施態様では、水酸化ナトリウム溶液の濃度は約３．０〜約９．０ｍｏｌ／Ｌである。

一部の実施態様では、処理タバコ材料はタバコ乾燥重量基準で約５〜約２０％、約８〜約１８％、約１０〜約１５％にまで乾燥される。

一部の実施態様では、出発タバコ原料は梱入り葉（baled leaf）である。

一部の実施態様では、処理工程中にタバコを約６５℃、約６０℃、約５５℃、約５０℃を超えた温度に晒さない。

本発明の第３の態様では本発明の第１の態様によるタバコ材料または本発明の第２の態様による処理方法により調製される処理タバコ材料を含む無煙吸引装置が提供される。

一部の実施態様では、装置中の処理タバコ材料は加熱されてニコチンを揮発する。

一部の実施態様では、処理タバコ材料は約８０℃以下、約７５℃以下、約７０℃以下、約６５℃以下、約６０℃以下、または約５５℃以下に加熱されて吸引可能な形態のニコチンを発生させる。

一部の実施態様では、装置はＩＳＯ喫煙法においてタバコ１ｇあたり約０．０１ｍｇ以上かつ約０．３ｍｇ以下の量の吸引可能ニコチンを供与する。

本発明の第４の態様では、本発明の第１の態様による処理タバコ材料または本発明の第２の態様による処理方法により調製される処理タバコ材料の使用方法であって、約１００℃以下の温度に処理タバコ材料を加熱して吸引可能な形態のニコチンを供給する方法が提供される。

一部の実施態様では、処理タバコ材料の使用方法はＩＳＯ喫煙法においてタバコ１ｇあたり約０．０１ｍｇ以上かつ約０．３ｍｇ以下の量の吸引可能な形態のニコチンを供与する。

本発明の実施態様を添付図面を参照し、あくまで例示を目的として説明する。

異なるタバコ材料に炭酸ナトリウム溶液を添加した際のｐＨに対する効果を示すグラフである。 異なるタバコ材料に水酸化ナトリウム溶液を添加した際のｐＨに対する効果を示すグラフである。 異なるタバコ材料にリン酸ナトリウム溶液を添加した際のｐＨに対する効果を示すグラフである。 本発明のある実施態様の処理工程の順序を表すフローチャートである。 本発明のある実施態様の処理工程の順序を表すフローチャートである。 本発明のある実施態様の処理工程の順序を表すフローチャートである。 本発明のある実施態様の処理工程の順序を表すフローチャートである。 本発明のある実施態様の処理工程の順序を表すフローチャートである。 本発明のある実施態様の処理工程の順序を表すフローチャートである。 熱源と本発明の実施態様の処理タバコ材料とを導入した吸引装置の概略図である。

本発明において、タバコ材料の処理はタバコ材料のｐＨの増加を伴う。硬化されたタバコ材料の通常の、調整していないｐＨはタバコの種類に依存するが、一般的に弱酸性であり、通常４．５〜６．５の範囲内であり、そのほとんどは約５である。タバコ材料を塩基性ｐＨ（＞７）に上昇させると、タバコ中に存在する自由塩基形態のニコチンが多くなる。この形態のニコチンはタバコの加熱によってより放出されやすくなる。

一部の無煙吸引装置では、タバコは加熱されるが燃焼しない（いわゆる発熱するが燃焼しない製品）。タバコ材料が加熱される比較的低い温度でタバコ材料が所望の成分を放出することがそのような装置においては重要である。加熱されることで放出される成分はその温度で揮発し、使用者によって吸引されるようにしてもよい。

揮発するタバコ成分には風味およびニコチンが含まれる。これら成分は生来的にタバコ材料中に存在してもよく、またはタバコ材料に配合されてもよい。加えて、これら成分の放出を促すようにタバコ材料を処理してもよい。

本明細書で説明する方法によってタバコ材料のｐＨを増加させることで、より低い温度でニコチンを放出させてもよい。タバコが加熱されるが燃焼しない装置（いわゆる発熱するが燃焼しない製品）にそのような処理タバコ材料を導入すると、タバコ材料が晒される温度が相対的に低いにもかかわらず、タバコ材料からある程度ニコチンを放出させることが可能となる。一部の装置では、タバコ材料は１００℃以下、９０℃以下、８０℃以下、７０℃以下、６０℃以下、または５５℃以下に加熱される。これら相対的に低い温度では、従来のタバコからはほとんどニコチンは放出されない。

一部の実施態様では、タバコのｐＨを調整することで、加熱装置の温度を約１００〜１５０℃から約５０〜９５℃に移行しても放出されるニコチンおよび風味の量を増加させることになる。

ニコチン摂取における効果の関係から、タバコのｐＨ調整は加熱喫煙品の最終的な官能的品質に重要であると理解されている。

一部の実施態様では、本発明の処理方法は処理対象のタバコ材料に塩基性溶液を適用する工程を含む。タバコ材料と塩基性溶液との混合物は撹拌される。一部の実施態様では、この撹拌は混合物をかき混ぜることで、またはタバコ材料を動かすことで行う。こうすることで、塩基とタバコとの接触が増える。混合物の撹拌の間またはその後に、タバコを塩基性溶液で処理することで発生するアンモニアガスは除去してもよい。

ｐＨが増加することによりアンモニアが放出されることがわかっている。このアンモニアは除去してもよい。したがって一部の実施態様では、本明細書で説明する処理方法はアンモニアの除去工程を含む。

塩基性溶液を適用するとタバコ材料と塩基性溶液中の塩基との接触が起こり、撹拌することでこの接触がより多くなる。タバコとの接触の結果、少なくともいくらかの塩基がタバコ中に生来的に存在する緩衝化合物によって中性化されることが予想される。タバコのｐＨ反応性によっては自由塩基が残存する場合がある。一部の実施態様ではこの残存塩基は除去されるが、別の実施態様ではそれらはタバコ材料に残存する。

一部の実施態様では、ｐＨを８．５〜１２または９〜１１の範囲内に調整するために本方法が使用される。別の実施態様では、ｐＨを９より高く、９．５より高く、１０より高く、または１０．５より高く調整するために本方法が使用される。一部の実施態様では、ｐＨを１２以下、１１．５以下または１１以下に調整するために本方法が使用される。

（出発タバコ原料）
本発明の方法で処理されるタバコ材料は、特に制限されず、いずれのタイプまたはグレードのタバコであってよい。本明細書で使用する「タバコ材料」という用語には、動植物分類上のタバコ属に属する如何なるものの、葉または茎などの如何なる部位、およびそれらの再構成材料も含まれる。本発明において使用されるタバコ材料はタバコ（Nicotiana tabacum）に由来するものでもよい。

タバコ材料は１種のタバコ由来でもよい。あるいはタバコ材料は２種以上のタバコ由来でもよい。言い換えれば、タバコ材料はタバコのブレンドを含んでもよい。タバコ材料はある品質のタバコを含んでもよい。具体的には、タバコ材料は高品質、中品質および／または低品質なタバコを含んでもよい。一部の実施態様では、タバコ材料は中品質および／または低品質なタバコを含む。

タバコ材料のニコチン含有量は種々異なり、一般的に０．２〜７％の間である。一部の実施態様では、相対的にニコチン含有量の多いタバコまたはタバコブレンドを使用して処理タバコ材料が調製される。具体的には、出発タバコ材料のニコチン含有量は０．２〜７％である。別の実施態様では、相対的にニコチン含有量の少ないタバコまたはタバコブレンドを使用して処理タバコ材料が調製される。具体的には、出発タバコ材料のニコチン含有量は０．２〜４％である。

本明細書で説明する処理タバコ材料を調製するにあたり、どのタイプのタバコも使用可能である。処理され得るタバコとしてはバージニアタバコ、バーレータバコ、オリエンタルタバコ、ルスティカタバコが挙げられる。なおこれらに限定されるものではない。タバコ材料は周知の慣例に従って前処理されてもよい。例えば、ｐＨや水分量を調整する前に乾燥したり硬化したりなどである。

一部の実施態様では出発タバコ材料は葉身タバコ材料を含む。タバコ材料は最大５０％、最大６０％、最大７０％、最大８０％、最大９０％、または最大１００％の葉身タバコ材料を含む。

（処理タバコ材料）
一部の実施態様では、処理タバコ材料のｐＨは約９以上である。一部の実施態様では、そのｐＨは９．５以上であり、または約１０以上である。一部の実施態様では、処理タバコ材料のｐＨは約１２以下であり、または約１１．５以下であり、約１１以下であり、約１０．５以下であり、約１０以下である。一部の実施態様では、処理タバコ材料のｐＨは約９．５または約１０である。

一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分量はタバコの乾燥重量基準で２０％以下である。一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分量はタバコの乾燥重量基準で１５％以下であり、または１４％以下である。一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分量はタバコの乾燥重量基準で２０％未満であり、または１５％未満である。この水分量は発熱するが燃焼しない製品のような無煙吸引装置中での使用にこれら処理タバコ材料が好適であることを意味する。

一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分量は約２０％以下であり、約１９％以下であり、約１８％以下であり、約１７％以下であり、約１６％以下であり、約１５％以下であり、約１４％以下であり、約１３％以下であり、約１２％以下であり、約１１％以下であり、または約１０％以下である。一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分量は約５％以上であり、約６％以上であり、約７％以上であり、約８％以上であり、約９％以上であり、約１０％以上であり、約１１％以上であり、約１２％以上であり、約１３％以上であり、約１４％以上であり、または約１５％以上である。一部の実施態様では、処理タバコ材料の水分量はタバコの乾燥重量基準で約５〜約２０％であり、約８〜約１８％であり、約１０〜約１５％である。ここで水分量はタバコの乾燥重量に基づく重量％として求められる。

本明細書で開示する、処理タバコの水分量に関するいくつかの数値や範囲は水分量の目標レベルを表す。また一部の実施態様では、これらは処理タバコ材料のうち大部分の水分量を表す。しかし当然のことながら、タバコは自然にある生来的に不定の産出物であるから、処理タバコのサンプルの測定水分量は変動し得るものであって、処理前の量や範囲よりもある時は多くなったりある時には少なくなったりする。そのような小さな変動があったとしても、少なくとも１つのサンプルの水分量が規定した幅に収まるなら、処理タバコは特許請求の範囲に含まれる。

一部の実施態様では、処理タバコ材料の粒径は約１〜約３ｍｍであり、または約１〜約２ｍｍである。一部の実施態様では、処理タバコ材料の粒径１ｍｍより大きい。

一部の実施態様では、使用可能ないずれかの方法によって処理タバコ材料の粒径を小さくしてもよい。一部の実施態様では、処理タバコ材料は粉砕（ground）タバコである。

（装置）
本明細書で説明する処理タバコ材料は装置に導入してもよい。一部の実施態様では、装置は無煙吸引装置である。

一部の実施態様では、ユーザーが機器を起動させるなどの使用時において熱を放射する熱源を装置は含む。種々の異なるタイプの熱源が使用可能であり、任意に電気的熱源または、例えば発熱化学反応または発熱相変化などの化学的熱源を含む。一部の実施態様では熱源は約４０〜約６０℃、約４５〜約５５℃のピーク温度にまで上昇する。

一部の実施態様では、図１０に記載しているように、そのような吸引装置（１）はハウジング（５）を含む。この内部に熱源チェンバー内に保持される熱源材料（３）および別個の加熱チェンバー内に保持される処理タバコ材料（２）がある。熱源チェンバーから処理タバコ材料へ熱が伝達され、処理タバコ材料中の少なくともいくらかのニコチンが揮発し得るように熱源チェンバーと加熱チェンバーとは配列されている。一部の実施態様では吸引装置はマウスピース（４）をさらに含む。これを通ってニコチン（および処理タバコから揮発した任意の他の成分）が吸引されるようにしてもよい。

一部の実施態様では、約３５℃から約８０℃未満の範囲内、具体的には処理タバコが無煙吸引装置に導入される場合に加熱されるような温度にまで加熱された際、ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり０．０１〜０．３ｍｇの範囲内の量の吸引可能なニコチンを供与することが処理タバコにとって望ましい。タバコを燃焼させるのではなくて加熱する無煙吸引装置の使用において、この量の吸引可能なニコチンが許容できる感覚的結果の達成に貢献する。一部の実施態様では、約３５、４０、４５、５０または５５℃から約８０、７５、７０、６５、６０または５５℃の範囲内の温度にまで加熱される際に、この量の吸引可能なニコチンが供与される。

ＩＳＯ喫煙法は６０秒ごとに２秒の持続時間で３５ｃｍ^３のパフを含む。

一部の実施態様では、約３５℃から約８０℃未満の範囲内の温度にまで加熱された際、
ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり約０．０１、０．０１５、０．０２、０．０２５または０．０３ｍｇ以上の量の吸引可能なニコチンを供与する。一部の実施態様では、約３５℃から約８０℃未満の範囲内の温度にまで加熱された際、ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり約０．３、０．２５、０．２、０．１５、０．１または０．０５ｍｇ以下の量の吸引可能なニコチンを供与する。

一部の実施態様では、約３００〜約４５０ｍｇの処理タバコを含み、３５〜８０℃の間の温度にまで加熱される装置は、ＩＳＯ喫煙法基準で０．０１〜０．１ｍｇの間の量の吸引可能なニコチンを供与する。

（使用）
本明細書で説明するｐＨ調整されたタバコ材料は、１００℃未満の温度に加熱されると吸引可能な形態のニコチンを放出するために使用される。

実際、一部の実施態様では、本明細書で説明する処理タバコ材料は、タバコ材料が８０℃未満の温度もしくは８０℃以下、７５℃以下、７０℃以下、６５℃以下または５５℃以下の温度に加熱されると吸引可能な形態のニコチンを供与するために使用される。

一部の実施態様では、約３５℃から約８０℃未満の範囲内の温度にまで加熱された際、
ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり約０．０１、０．０１５、０．０２、０．０２５または０．０３ｍｇ以上の量の吸引可能なニコチンを供与するために使用される。一部の実施態様では、約３５℃から約８０℃未満の範囲内の温度にまで加熱された際、ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり約０．３、０．２５、０．２、０．１５、０．１または０．０５ｍｇ以下の量の吸引可能なニコチンを供与するために使用される。

一部の実施態様では、処理タバコ材料の加熱において、ＩＳＯ喫煙法基準でタバコ１ｇあたり約０．０１ｍｇ以上かつ約０．３ｍｇ以下の量の吸引可能形態のニコチンが生成される。

（処理タバコ材料の調製方法）
ｐＨを９以上に増加させ望ましいレベルにまで水分量を調整するために、種々の方法を用いて処理タバコ材料を調製してもよい。

一部の実施態様では、本方法は処理対象のタバコ材料に塩基性溶液を適用する工程と、該材料を乾燥して水分が最大２０％である処理タバコ材料を作製する工程とを含む。

（塩基性溶液）
一部の実施態様では、タバコを塩基に晒すことによって処理タバコのｐＨを調整する。一部の実施態様では、結果として得られる処理タバコのｐＨは以下のものに影響される。
（i）塩基性溶液を調製するのに用いられた塩基
（ii）塩基性溶液の濃度
（iii）塩基性溶液に晒されるタバコ材料表面の範囲
（iv）タバコ材料が塩基性溶液に晒される時間
（v）タバコ材料の最初のｐＨ
（vi）タバコ材料中に生来的に存在する緩衝化合物
（vii）タバコ材料の最初の水分量
（iix）タバコ材料の粒径および形態
（ix）タバコの種類

一部の実施態様では、タバコのｐＨを望ましい目標範囲にまで調整するために塩基性溶液は選択される。一部の実施態様では、極めて少量の塩基性溶液を用いてタバコのｐＨを調整することが望ましい。こうすると塩基性溶液を適用してもタバコの水分量が大きく増えることがない。より少量の塩基性溶液を用いてタバコのｐＨを調整すると、塩基性溶液適用後のタバコの乾燥工程を短縮することができ、場合によっては不要にすることが可能になる。一部の実施態様では、より高濃度の溶液の使用を可能とし、より少量の溶液で済むように、強塩基かつ高い水溶性を有する塩基から塩基は選択される。

処理対象のタバコ材料に大量の塩基性溶液を加えることは、その工程が完了した後に除去する必要のある溶液がより多くあることを意味する。これは多くのエネルギーおよび／または時間をかけなければならない場合があり、また処理タバコ材料をその化学的および／または物理的性質に悪影響を及ぼし得るような温度などの条件下に晒すことが必要になる場合がある。

従って、一部の実施態様では、ｐＨ処理工程は可能な限り少量の塩基性溶液を添加する。使用される溶液が少量であることを補うため、一部の実施態様ではより強い塩基を使用するか、またはより長い時間塩基に晒す、もしくはその両方を行う。

一部の実施態様では塩基性溶液は水溶液である。一部の実施態様では、塩基性溶液の濃度は約３〜約１０モル／リットルまたは約６〜約９モル／リットルである。

一部の実施態様では塩基性溶液は炭酸ナトリウム水溶液（Ｎａ_２ＣＯ_３）を含む。一部の実施態様では、Ｎａ_２ＣＯ_３溶液の濃度は約６〜約９モル／リットル、約７〜約９モル／リットル、または約８〜約９モル／リットルである。

他の使用可能な塩基としては水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはリン酸ナトリウムが挙げられる。一部の実施態様では、ＮａＯＨ水溶液の濃度は約５〜約９モル／リットル、約６〜約８モル／リットル、または約６〜約７モル／リットルである。

４つのタバコグレード、即ち２つのグレードのバーレータバコと２つのグレードのバージニアタバコのｐＨを正しいレベルにまで上昇させるのに要する、より強い塩基の量を調べるための実験を行った。各塩基について、測定したｐＨをタバコに添加した塩基性溶液の量（ミリモル／タバコ１ｇ）に対してプロットした。結果として得られたグラフを図１〜３で示している。未処理のバージニアグレードのｐＨはバーレーグレードのｐＨより低く４つのタバコグレードのｐＨは最初異なるが、塩基を添加した際のこれら異なるグレードのタバコのｐＨの上昇は同じ曲線を描くようであることをこのデータは示している。

しかしながら、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムという３つの塩基は、塩基の添加量に対するｐＨをプロットした場合に異なる曲線を描く。ｐＨが必要なレベルに到達すると炭酸ナトリウムはあとは横ばいになるが（図１）、水酸化ナトリウムとリン酸ナトリウムはそうならない（図２および３）。

一部の実施態様では、塩基性溶液中に使用される塩基は水酸化ナトリウムである。必要なｐＨに到達するのに必要な塩基性溶液が比較的少なく、ｐＨ処理後の乾燥が比較的小規模となる状況においては、この塩基が好ましい場合がある。

一部の実施態様では、塩基性溶液をタバコ材料にスプレーすることで塩基性溶液をタバコに適用する。一部の実施態様では露出する表面積を増やすように例えば、広範囲に亘ってタバコを広げることによってタバコを配置してもよい。こうすることで、確実にタバコ材料全体に亘って塩基性溶液を均一に分布させることができる。

（撹拌）
一部の実施態様では、塩基性溶液を適用している間または適用後において、タバコ材料を混合または撹拌してもよい。この混合または撹拌によってタバコ材料の表面に亘って塩基性溶液が均一に分布するようになり、タバコ材料のｐＨの均一に調整しやすくなる。

一部の実施態様では、タバコと塩基性溶液との混合物の撹拌には、混合物をかき混ぜるおよび／または混転することが含まれる。

一部の実施態様では、塩基性溶液の全部をタバコに適用し、その混合物を混合する。別の実施態様では、塩基性溶液の一部をタバコに適用し、その混合物を混合してから塩基性溶液の一部をさらに加え、その混合物をさらに混合する。塩基性溶液の全部が添加されるまでこれを繰り返す。塩基性溶液は２つ以上に分けてもよい。分けた溶液は凡そ等しい量であってもよいし、異なる量であってもよい。

（乾燥）
塩基性溶液の添加にはタバコ材料への水の添加が含まれるため、一部の実施態様では、その使用目的のためタバコ水分量が確実に許容可能になるように塩基性溶液処理したタバコを乾燥することは必要不可欠である、または適切である。

塩基性溶液の適用後におけるタバコ材料の乾燥およびアンモニアの除去は同時に実行してもよいし、連続的に実行してもよい。一部の実施態様では、可能な限り乾燥を行わないように本方法が設計されること、および可能な限りニコチンの損失が発生しない条件下で本方法の各工程が実行されることが有益となる場合がある。従って、例えば高温および／または減圧にタバコを晒すことを可能な限り最小限に留めることが好ましい。

一部の実施態様では、本方法は塩基性溶液の適用後に乾燥工程を含む。一部の実施態様では、この乾燥工程でｐＨ調整のために使用した液体を除去する。

一部の実施態様では、乾燥工程はタバコを空気流に晒すことを含む。一部の実施態様では、乾燥工程は周囲温度（約２０〜約２５℃）で実行される。別の一部の実施態様では、乾燥工程は穏やかに加温する。揮発成分の損失を最小限にするため湿ったタバコの加熱は制限してもよい。一部の実施態様では、約６５〜約８５℃の温度で濡れたタバコは加温される（タバコ材料がこの温度範囲にまで加温されるのとは対照的である）。この加温温度は、一般的に２００℃以上の温度で乾燥される従来の刻まれたラグ（rag）タバコの乾燥温度より圧倒的に低い。

塩基性溶液の適用前にタバコ材料を乾燥させてもよい。そうすることで塩基による処理後のタバコ材料の乾燥の必要性を抑えることが可能となる。一部の実施態様では、その水分量が５〜１０％に減少するまでタバコ材料を乾燥させる。塩基性溶液の適用前の好ましい水分量は１０〜１４％である。

（粒径の低減）
本方法の開始段階におけるタバコ材料（出発タバコ材料とも呼ぶ）の形態は、刻みラグタバコ（cut rag tobacco）、粉砕タバコ（ground tobacco）または梱入り葉（baled leaf）であってもよい。

一部の実施態様では、出発タバコ材料は好ましい粒径を備える形態で提供される。これは、好ましい粒径を選択した後に刻み、粉砕または微粉砕等のタバコ材料の粒径を小さくする工程を本処理方法が含む必要がないことを意味する。

一部の実施態様では出発タバコ材料は粉砕タバコである。別の実施態様では、粉砕や出発タバコ材料の粒径を小さくするその他の工程、そして場合によっては好ましい粒径範囲の粒子を選別する工程を本発明の処理方法は含む。

一部の実施態様では、本処理方法のある工程は、タバコの粒径を小さくするためのタバコ材料の処理を含む。一部の実施態様では、タバコは刻まれる、粉砕されるまたは微粉砕される。得られたタバコ粒子を保管して好ましい粒径を備える粒子を選別するようにしてもよい。好ましい粒径範囲の上限下限を規定する篩を用いてこの選別を実行してもよい。

一部の実施態様では、好ましい粒径は約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍである。これら粒径範囲の粒子は篩によって分類してもよい。粒径分布は動画像解析によって測定してもよい。１〜２ｍｍの間のサイズの粒状物において、測定された寸法が粒状物の９０％以上においてＸ_ｃｍｉｎが２．０ｍｍ未満であり、粒状物の少なくとも５０％以上においてＸ_Lengthが２．０ｍｍ未満であってもよい。

一部の実施態様ではタバコの平均粒径は１〜３ｍｍになるように選択される。一部の実施態様では、メッシュサイズ１ｍｍの篩およびメッシュサイズ３ｍｍの篩を用いてこの粒径は測定される。

（コンディショニング）
一部の実施態様では、水分および／またはケーシング（液状のコンディショニング剤）を添加する工程を本発明の処理方法は含む。タバコ材料の形態および／またはサイズを調整する工程を本発明の処理方法がさらに含む場合、コンディショニング工程はこの工程の前に実行してもよい。

出発タバコ材料が粉砕タバコである一部の実施態様では、粉砕の前にタバコはコンディショニングされない。ケーシングの添加は必ずしも必要ではない場合がある。タバコのｐＨを調整するのに使用する塩基を運ぶために水が必要であるので本発明の処理中に水が添加される。結果として、本処理方法は過剰量の水の添加を既に含み、そしてこれとは別のコンディショニング工程においてさらに水を添加する必要がない。しかし一部の実施態様では、コンディショニングされた粉砕出発タバコ材料を作製するため、粉砕工程の前にコンディショニング工程が実行される。コンディショニング剤は粉砕工程を向上させる場合もあり、あるいはタバコ最終製品として望ましい性状または本処理方法を向上させる性状を備える粉砕タバコ材料を提供する場合がある。

（工程順序）
本発明の処理方法に従ってタバコ材料を好ましいｐＨに調整するため、様々な工程順序を使用してもよい。図４〜１０のダイアグラムで説明するような作業の採り得る順序を以下に記載する。

順序１を図４に説明している。出発タバコ材料を用意し塩基性溶液を適用する。具体的には、タバコ材料に溶液をスプレーする。一部の実施態様では、出発タバコ材料は既にコンディショニングされて、例えば刻んだラグまたはコンディショニングされた葉身片状にした状態で提供される。塩基性溶液の適用後、タバコ材料の表面に亘って溶液が均一に広がるようにタバコと塩基性溶液の混合物を混合する。一部の実施態様では、塩基性溶液の適用および混合は繰り返し行う。順序１の最後には、混合工程の後、その水分量を望ましい対象レベルにまで減らすように湿ったタバコ材料を乾燥する。加えて、この工程はタバコのｐＨ調製の結果として生じる揮発アンモニアの少なくともいくらかを取り除くことに繋がる。

順序２を図５で説明する。ここでは出発タバコ材料のコンディショニングを本処理方法の一部として実行してもよい。別の一部の実施態様では、出発タバコ材料は既にコンディショニングされている。具体的には、コンディショニングされた葉身片状にしたりまたは刻んだラグにしたりする。次に、出発タバコ材料は望ましい粒径になるように処理される。この工程は粉砕および任意に、例えば篩を用いて、望ましい粒径幅にある粒子を選別することによって行われる。次に、塩基性溶液をタバコに適用する。具体的には、タバコ材料に溶液をスプレーする。そして具体的には順序１の中で上述したように、タバコと塩基性溶液の混合物を混合する。その水分量が望ましい対象レベルになるように湿ったタバコ材料を乾燥する。この乾燥工程によって、タバコのｐＨが増加することで生じる揮発アンモニアの少なくともいくらかが除去される。任意の最終工程において、風味料を処理済み乾燥タバコに添加してもよい。具体的には、風味料をタバコにスプレーする。もしこの風味料添加によりタバコの水分が増加する場合、最終製品が確実に好ましい水分量を備えるように乾燥工程の採用が必要になる場合がある。

順序３を図６で説明する。コンディショニングまたは直接コンディショニングおよびケーシングするためのシリンダー（ＤＣＣまたはＤＣＣＣ）にタバコを供給し、ここでタバコはコンディショニングされ、場合によってケーシング剤を添加してもよい。このコンディショニング用シリンダーの中で、このタバコ材料の水分量は２０％を超える場合がある。そして必要な粒径にするために、このコンディショニングされたタバコ材料を刻まれたラグタバコ、粉砕タバコになるように切断される。この実施態様では次に任意の乾燥工程がある。次に塩基の添加によってタバコのｐＨを調整する。この工程で水も添加されるため水分量は再び上昇する場合がある。そして水の除去とアンモニアの排除を兼ねた工程においてタバコ中の水が低減される。一部の実施態様では、この浄化／乾燥工程で水分量は約１２〜１４％の範囲内にまで低下する。浄化／乾燥工程で水分量が１２％を下回るようにｐＨ調整タバコ材料の性状を調整するため、さらなるコンディショニング工程を行ってもよい。一部の実施態様では、得られるタバコ材料のｐＨは約９〜１１の範囲内にあり、最終水分量は約１２〜１４％の範囲内にある。一部の実施態様では、任意の最終コンディショニング工程の前または後のいずれかにおいて、任意の風味付け工程を実行してもよく、乾燥してもよい。

順序４を図７で説明する。これは上述した順序１の応用である。後半のコンディショニング工程を省略し、風味付け工程を追加している。ｐＨ調整工程の上流にサイズを小さくする工程を導入している。ｐＨ調整の前にタバコ粒径を小さくすることで、サイズ低減の結果として後で失われる材料をコンディショニングおよび処理せずに済む。サイズを小さくすることで例えば材料の粒径が望ましいものでなくなるので材料の大部分が失われることがよくある。粉砕の場合、粉砕タバコのいくらかは小さ過ぎて使用できず、細かい材料もまた廃棄する必要がある。サイズ低減の後にｐＨ調整することは、この材料は従来のタバコ用品より好適であり、熱および物質移動のための表面積がより大きいことを意味する。またｐＨ調整材料はより脆くなり易いため、粒径サイズ低減による損失が抑えられる場合がある。粒径サイズ低減に由来する損失はコンディショニングによって悪化する場合があるが、ｐＨ調整後の後半の乾燥工程をより容易する目的のため、ｐＨ調整前に任意の乾燥工程を導入することも可能である。

順序５を図８で説明する。コンディショニング工程およびｐＨ調整工程どちらの工程も水の添加を必要とするので、順序５ではこれらを組み合わせている。順序３とは異なり乾燥工程は１度であり、本方法を通じた水分操作の合理化になる。このスキームではｐＨ調整後に粒径を小さくする工程がある。

順序６を図９で説明する。順序６は順序５と似ているが、ｐＨ調整工程の上流に粒径を小さくする工程がある。

一般的に、工程の数を少なくすることは、その実行に係るコスト、時間、容易性の観点から有益となることが期待される。

一部の実施態様では、好ましい供給原料は硬化させたベイルドリーフである。一部の実施態様ではケーシングは不要である。

実験１
炭酸ナトリウム塩基性水溶液を使用してタバコのｐＨを調整する実験室的プロセスについて以下に説明する。

湿重量基準（ＷＷＢ）で約２００ｇのタバコを実験室オーブン中２４〜３０℃で１晩乾燥させた。乾いたら、メトラー・トレド水分分析器（Mettler-Toledo Moisture Analyser）を用いてタバコの水分を測定し記録した。乾燥重量基準（ＤＷＢ）で１６０ｇのタバコを提供するのに必要な乾燥タバコ（ＷＷＢ）の重量を次のように計算した。

乾燥重量基準（ＤＷＢ）＝湿重量基準タバコ＊（［１００−水分］）
１００

水１００ｍＬあたり固体の炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）３０ｇが含まれる塩基性溶液を調製した。このＮａ_２ＣＯ_３水溶液２５０ｍＬを調製するために、Ｎａ_２ＣＯ_３を７５ｇ量って脱イオン水に溶かし、２５０ｍＬメスフラスコに移した。そして必要な容量の溶液を得るために脱イオン水で容量を調整した。このＮａ_２ＣＯ_３水溶液５０ｍＬをスプレーボトルに入れた。

乾燥タバコ（ＤＷＢ）８０ｇを、密封用蓋を備えた容器（具体的にはフィッシャーサイエンティフィック（Fisher Scientific）の透明なプラスチックサンプルボックス）に入れ、Ｎａ_２ＣＯ_３水溶液の半分（２５ｍＬ）をタバコにスプレーした。タバコを入れた容器を密封し、１分から５分の時間、内容物を混合するために手で（手動で箱を繰り返しひっくり返す）または実験室回転子（具体的には“Stuart Laboratory Rotator”）に入れことによって混転させた。そして容器を再度開封して、残りのＮａ_２ＣＯ_３水溶液（２５ｍＬ）をタバコにスプレーした。容器を再度密封して、内容物を完全に混合するためにさらに５分間容器を混転した。

今度はＮａ_２ＣＯ_３処理したタバコを乾燥に適した別の容器、具体的には大きく浅いトレーに移し替えた。容器（開いた状態）を空気が流れているドラフト内に置き、ドラフトサッシを約７５ｍｍの隙間を空けて閉じ、容器を１２〜４８時間乾燥／パージした。１２時間後および２４時間おきにｐＨと水分量を調べて記録した。

タバコを乾燥させた後、密封容器に移し替え、２２℃および相対湿度（ＲＨ）６０％でコンディショニング用キャビネットに保管した。保管の始め１日の間は、容器の蓋は密閉せずに半開きの状態にした。

ｐＨ調整タバコが加熱された際に放出されるニコチンについてタバコを分析するため、この調整タバコを加熱用装置内に入れる。加熱用装置は機械的喫煙機械に接続されている。喫煙機械にプログラムされた「パフ容量／パフ持続時間／回数」として記載する、設定された喫煙法に従ってタバコが満たされた加熱用装置はパフされる。具体的には、ＩＳＯ喫煙法ではパフ体積３５ｍＬ、パフ持続時間２秒、パフ回数６０回である。

典型的なバッチの４つの異なるｐＨ調整タバコのブレンド分析およびこれらタバコの測定されたニコチン送出量のデータを以下に示す。

実験２
４つの異なるタバコのｐＨを９．５に調整するのに要する塩基の量を理解するための作業を行った。

ｐＨ調整のための標準的な実験方法に従って（実験１参照）、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムの３つの塩基性水溶液を０．１ｍｏｌ／ｍＬになるよう作成した。プルーブでｐＨを観測しながら、この溶液をタバコと脱イオン水の混合物に滴定した。塩基性溶液を５ｍＬ添加する毎にｐＨを記録してこれらの結果を図１〜３に示した。これら実験によると、約１．５ｍｍｏｌの水酸化ナトリウムまたはリン酸ナトリウムはこれらタバコ１ｇのｐＨを必要なレベル以上に増加させ得ることを図２および３のグラフは示している。

これに続いてタバコと脱イオン水の活性混合物に対する滴定とｐＨ９．５に到達するのに必要な塩基性溶液の容量の記録を繰り返し実験した。４タイプのタバコと炭酸ナトリウムとの結果および４つの異なるタバコ１ｇのｐＨを９．５に上昇させるのに必要な炭酸ナトリウムの算出量を表２に示す。水酸化ナトリウムおよびリン酸ナトリウムの水溶液を用いた場合のものを表３および４に示す。

ｐＨ調整において使用される塩基をＮａ_２ＣＯ_３からより強い塩基に変えると、タバコのｐＨをより高いｐＨに調整可能となるだけでなく、タバコに添加する水の量を減らすことも可能となる（結果、プロセス中に要する乾燥工程を短縮できる）。

実験３
水酸化ナトリウム塩基性水溶液を使用してタバコのｐＨを調整する実験室的プロセスおよびその調整されたタバコの加熱時のニコチン源としての評価を以下に記載する。

処理されるタバコ（ＷＷＢ）を上述のように１晩乾燥させた。実施例１の時と同じように、タバコの水分量を測定してＤＷＢを算出した。水酸化ナトリウム水溶液によるｐＨ調整のため、５０ｍＬの溶液を８０ｇのタバコ（ＤＷＢ）に添加し、タバコ１ｇあたり１．５〜２．０ｍｍｏｌの水酸化ナトリウムを使用した。

固形の水酸化ナトリウムペレットを脱イオン水で溶解し、２５０ｍＬメスフラスコに入れて水酸化ナトリウム塩基性水溶液を調製した。必要な容量の溶液を得るために容量を脱イオン水で調整した。処理対象のタバコ１ｇあたり、このＮａＯＨ水溶液０．６２５ｍＬをスプレーボトルに入れた（スプレーボトルの総容量は約１００ｍＬである）。

処理対象のタバコバッチを質量で２つの等しいバッチ（通常は８０〜１００ｇ）に分け、前記したように密封用蓋を備えた容器にそれぞれ入れた。ＮａＯＨ水溶液の半分を各タバコ群にスプレーした。タバコを入れた容器を密封し、５分から１０分の時間、内容物を混合するために実験室回転子（具体的にはスチュアートの実験室回転子）の中に配置して容器を混転させた。

ＮａＯＨ処理した２つのバッチのタバコをまた１つのバッチにして、乾燥に適した別の容器、具体的には大きく浅いトレーに移し替えた。前記したように容器（開いた状態）をドラフトの中に置いた。１２時間後および２４時間おきにｐＨと水分量を調べて記録した。

タバコの乾燥後、密封容器に移し替え、２２℃および相対湿度（ＲＨ）６０％でコンディショニング用キャビネットに保管した。保管の始め１日の間は、容器の蓋は密閉せずに半開きの状態にした。

ｐＨ調整タバコが加熱された際に放出されるニコチンについてタバコを分析するため、この調整タバコを加熱用装置の中に配置させる。加熱用装置は機械的喫煙機械に接続されている。喫煙機械にプログラムされた「パフ体積／パフ持続時間／回数」として記載する、設定された喫煙法に従ってタバコが満たされた加熱用装置はパフされる。例えば、ＩＳＯ喫煙法ではパフ体積３５ｍＬ、パフ持続時間２秒、パフ回数６０回である。水酸化ナトリウム水溶液（タバコ１ｇあたり２ｍｍｏｌ）を用いてｐＨ調整されたタバコの、異なる喫煙法において測定されたニコチン送出量を表５は示している。ここでニコチン送出量とは、３７５ｍｇのｐＨ調整タバコあたりのニコチン量（ｍｇ）である。

水酸化ナトリウム（タバコ１ｇあたり２ｍｍｏｌ）処理されたｐＨ調整タバコの典型的なバッチのブレンド分析のデータを下記の表６に示す。

実験４
実施例２および３を踏まえ、実施例４では水酸化ナトリウム水溶液の濃度を濃くすることによって、タバコに添加する水の容量を減らすことを考察した。

３．０ｍｏｌ／Ｌ、６．０ｍｏｌ／Ｌ、９．０ｍｏｌ／Ｌの３つの濃度の溶液について調べた。約４００ｇのタバコを約３０℃、４８時間オーブンで乾燥させた。そして水分バランスを用いて水分量を分析した。３つの周知の乾燥タバコの塊をそれぞれ約４０ｇ量り、タバコの乾燥重量基準を算出した。

湿重量基準（ＷＷＢ）タバコ＝乾燥重量基準タバコ／（［１００−水分］）
１００

乾燥タバコの重量基準の３つのバッチのそれぞれに必要な溶液の量を算出し、３つのバッチのそれぞれに添加する必要がある水酸化ナトリウム（タバコ１ｋｇあたり水酸化ナトリウム１．５ｍｏｌ）の質量および望ましい容量の溶液に必要とされる量の固形分を供するためにこれら３つの溶液の濃度も算出した。

水酸化ナトリウムの質量（グラム）＝タバコの乾燥基準重量の質量（グラム）×０．０６

溶液の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）＝（水酸化ナトリウムの質量）／容量
１００

３つの水酸化ナトリウム溶液は２５０ｍＬメスフラスコ内で必要な濃度になるように作製した。
２５０ｍＬのＮａＯＨの質量＝濃度×０．２５×４０

１つ目のバッチのタバコは２個のクリスタルボックスに２等分して入れ、溶液の半分を２等分したタバコそれぞれの表面に亘って均一にスプレーした。クリスタルボックスに蓋をして回転子内に入れた。一定の速度で１０分間クリスタルボックスを回転させた。実施例１および３と同じように、タバコのｐＨを測定して等分したタバコをまとめ、乾燥させた。

同一のタバコに対して、３つの異なる濃度（３．０、６．０、９．０ｍｏｌ／Ｌ）の水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨ調整したブレンド分析の結果を下記表７が示している。この検討において使用された３つの異なる濃度の水酸化ナトリウム水溶液で処理した場合、このタバコにおけるｐＨ調整タバコブレンドのニコチンに統計的な実質的相違がない（Ｐ値０．１５０）ことをこれらの結果は示している。

様々な課題を解決し技術を発展させることを目的として、図示を含むこの開示全体は、請求項に係る発明を実施して可燃性および不燃性のタバコ製品用の従来よりも優れた処理タバコ材料、タバコ処理プロセス、前記処理タバコ材料を含む装置および処理タバコ材料の使用を提供し得る種々の実施形態を示している。この開示の利点および特徴は、実施形態という典型的な例を示すことのみであって、包括的および／または排他的ではない。それらは理解を助けるため、および請求された原理を教示するためだけに提出される。当然のことながら、開示の利点、実施形態、例示、機能、特徴、構造および／または他の側面は請求項または請求項の均等物の限定によって定義されるように開示されたものに限定されず、他の実施形態を利用してもよく、開示の範囲および／またはその意図から外れない限り変更を加えてもよい。種々の実施形態は、説明した要素、成分、特徴、部品、工程、手法などの種々の組み合わせを適宜含んでもよいし、それらのみから構成されてもよいし、またはそれらを主に構成されてもよい。加えて、この開示は現在請求していない他の発明を含んでいる。将来これらを請求することもあり得る。

Claims (19)

1. ｐＨが約９以上であり、タバコ乾燥重量基準で水分が約２０％未満である処理タバコ材料。
2. 粒径が約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の処理タバコ材料。
3. タバコ材料が粉砕タバコであることを特徴とする請求項１または２に記載の処理タバコ材料。
4. 水分量がタバコ乾燥重量基準で約５〜約２０％、約８〜約１８％または約１０〜約１５％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の処理タバコ材料。
5. タバコ材料のｐＨを少なくとも約９に増加させるタバコ材料の処理方法であって、処理対象のタバコ材料に塩基性溶液を適用する工程と、該材料を乾燥して水分が２０％未満である処理タバコ材料を製造する工程とを含む方法。
6. 約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍにまでタバコ材料の粒径を小さくする工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. タバコ材料に塩基性溶液を適用する前にタバコ材料の粒径を小さくすることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. タバコ材料に塩基性溶液を適用する前にタバコをスライスして、タバコの粒径を約１〜約３ｍｍまたは約１〜約２ｍｍにまでさらに小さくし、塩基性溶液を適用することを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 塩基性溶液が炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムから成る群より選択される塩基を含むことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 塩基性溶液が水酸化ナトリウムを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 水酸化ナトリウム溶液の濃度が約３．０〜約９．０ｍｏｌ／Ｌであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 処理タバコ材料がタバコ乾燥重量基準で約５〜約２０％、約８〜約１８％、約１０〜約１５％の水分量にまで乾燥されることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. タバコを約６５℃、約６０℃、約５５℃、約５０℃を超えた温度にまで加熱しないことを特徴とする請求項５乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理タバコ材料または請求項５乃至１３のいずれか１項に記載の方法によって調製される処理タバコ材料を含む無煙吸引装置。
15. 処理タバコ材料が加熱されてニコチンを揮発することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 処理タバコ材料が約８０℃以下、約７５℃以下、約７０℃以下、約６５℃以下、約６０℃以下、または約５５℃以下に加熱されて吸引可能な形態のニコチンを生じさせることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり約０．０１ｍｇ以上かつ約０．３ｍｇ以下の量の吸引可能ニコチンを供与することを特徴とする請求項１５または１６に記載の装置。
18. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理タバコ材料または請求項５乃至１３のいずれか１項に記載の方法によって調製される処理タバコ材料の使用であって、前記処理タバコ材料を約１００℃以下の温度にまで加熱して吸引可能な形態のニコチンを供与する使用。
19. ＩＳＯ喫煙法におけるタバコ１ｇあたり約０．０１ｍｇ以上かつ約０．３ｍｇ以下の量の吸引可能な形態のニコチンを供与することを特徴とする請求項１８に記載の処理タバコ材料の使用。
    
    

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