JP6602845B2 - たばこ特異的なニトロソアミンの量を減少させたエアロゾル発生基体を形成するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、たばこ特異的なニトロソアミンの量を減少させたエアロゾル発生基体を形成する方法に関連する。本発明によって形成されたエアロゾル発生基体には電気的な喫煙システム用の基体としての具体的な用途が見出されている。

ユーザーによって吸入されるエアロゾルを形成するために液体ニコチン製剤を気化させる電気的に作動する喫煙システムは、当業界で周知である。例えば、周知の電気的に作動する喫煙システムは、シェルおよび交換可能なマウスピースを含む電気加熱式の喫煙システムであって、シェルが電源および電気回路を含む。マウスピースは液体貯蔵部分、その中の液体との接触のための液体貯蔵部に延びる第一の端を有する毛細管芯、および毛細管芯の第二の端を加熱するための発熱体を含む。使用時に、液体は芯内での毛細管作用によって、液体貯蔵部分から発熱体に向かって移動される。液体は芯の第二の端で発熱体によって気化される。

キャストリーフたばこ製品などのたばこ製品を加熱する電気的に作動する喫煙システムも周知である。例えば、周知の電気的に作動する喫煙システムはたばこロッドの中に挿入された抵抗加熱したセラミックヒーターブレードを含み、たばこの中に含まれる揮発性化合物を含むエアロゾルを発生する。キャストリーフたばこ製品は、たばこスラリーをキャスティングおよび乾燥することによって形成される。

液体ニコチン製剤およびたばこスラリーは一般に乾燥処理したたばこ材料に由来する。このように、たばこスラリーから形成された液体ニコチン製剤および加熱たばこ製品は、望ましくないことに、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）、Ｎ−ニトロソアナタビン（ＮＡＴ）、およびＮ−ニトロソアナバシン（ＮＡＢ）などのたばこ特異的なニトロソアミン（ＴＳＮＡ）によって汚染されている場合がある。

乾燥処理したたばこ材料から精製されたニコチンのＴＳＮＡ汚染を減少させるための周知の方法としては、収穫前のたばこ植物を化学的に処理して抗酸化物質の産生を増大して乾燥処理の間のＴＳＮＡの形成を防止することが挙げられる。ところが、たばこ植物を処理するプロセスは時間がかり、費用がかかり、かつ使用する化学薬品による環境汚染を防止するために注意が必要である。

従って、周知のＴＳＮＡ減少方法に関連付けられたこれらの困難を克服するような、ニコチンのＴＳＮＡ汚染を減少または除去する方法を提供することが望ましい。

第一の態様によれば、本発明はエアロゾル発生基体を形成する方法を提供し、この方法は、少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンを含む液体ニコチン供給源を提供することと、エアロゾル発生基体を形成するために液体ニコチン供給源を溶媒および少なくとも１つのエアロゾル形成体と混合することと、少なくとも一つのたばこ特異的なニトロソアミンの量を減少させるためにエアロゾル発生基体に紫外光を照射することと、を含む。

「エアロゾル発生基体」という用語は本明細書で使用されるとき、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を持つ基体を意味する。本発明によるエアロゾル発生基体から生成されるエアロゾルは、見えても、または見えなくてもよく、蒸気（例えば、室温にて通常、液体または固体である物質の気状である微粉）、ならびに気体および凝縮された蒸気の液体の液滴を含んでもよい。

紫外（ＵＶ）光を使用して液体ニコチン供給源を含むエアロゾル発生基体内の１つ以上のＴＳＮＡの量を減少させることによって、本発明の第一の態様による方法は、有利なことに化学的に取り除くプロセスの必要性を除去する。従って、本発明の第一の態様による方法は、既存のプロセスと比較して、より安価とし、廃棄物をほとんどまたはまったく発生せず、またあらゆる健康および環境への懸念を最小化しうる。さらに、本発明は液体ニコチン供給源を含むエアロゾル発生基体のＵＶ照射を利用するので、たばこ植物材料から既に分離したニコチンの溶液にも適用することができる。これは、たばこ植物の栽培中および収穫前の処理を必要とする上述の化学処理方法、および収穫したたばこの乾燥処理条件を最適化することによってＴＳＮＡ含有量を減少させようとする他の周知の方法などの周知の方法とは対照的である。

溶媒は、水または有機溶媒を含んでもよい。追加的にまたは代替的に、少なくとも１つのエアロゾル形成体は、プロピレングリコールおよびグリセリンのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

上述の実施形態のいずれかでは、エアロゾル発生基体の紫外線照射は、少なくとも約４ミリワット毎平方センチメートルであることが好ましく、少なくとも約４０ミリワット毎平方センチメートルであることがより好ましく、少なくとも約４００ミリワット毎平方センチメートルであることが最も好ましい。これらのレベルまたはこれより高いレベルのＵＶ照射は、比較的短い時間内に１つ以上のＴＳＮＡの量の著しい減少を提供することができる。流体の照射レベルは、ＵＶ放射計を使用して判定することができる。

追加的にまたは代替的に、ＵＶ照射工程は、エアロゾル発生基体を紫外光で約１８０分未満照射することを含むことが好ましく、約１２０分未満照射することがより好ましく、約６０分未満照射することがなおより好ましく、約３０分未満照射することが最も好ましい。エアロゾル発生基体をこれらの範囲内の時間にわたって紫外光で照射することによって、１つ以上のＴＳＮＡの量の著しい減少を提供することができる。これらの時間はＵＶ照射の合計持続時間を意味し、また合計持続時間は照射の単一の連続期間であっても、または照射の２つ以上の不連続的期間であってもよい。例えば、照射する工程がエアロゾル発生基体にＵＶ光を３０分照射することを含むこれらの実施形態では、照射は単一の３０分間の工程で実施されてもよく、または各々の長さが１５分間の２つの分離した工程で実施されてもよい。

一般的に、一定の時間にわたるＵＶ照射を増大するほどＴＳＮＡ含有量のより高い減少が得られる。従って、ＴＳＮＡ減少プロセスの効率を最適化するためには、ＴＳＮＡ含有量を望ましいレベルに減少させるために必要とされる合計時間を最小化するように高いＵＶ照射を使用することが好ましい。上述の実施形態のいずれかでは、照射工程の後にエアロゾル発生基体内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量は、照射工程の前にエアロゾル発生基体内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の約７５重量パーセント未満であることが好ましく、照射工程の前にエアロゾル発生基体内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の約５０重量パーセント未満であることがより好ましく、照射工程の前にエアロゾル発生基体内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の約２５重量パーセント未満であることが最も好ましい。一般的に、照射する工程の放射照度と持続期間とのうちの少なくとも１つを増大することによって、少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の減少を増大させることができる。任意の放射照度に対して、エアロゾル発生基体内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量は照射期間中に一般的に対数的な様式で低下する。

第二の態様によると、本発明はエアロゾル発生基体を形成する方法を提供し、この方法は少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンを含むたばこスラリーを提供することと、少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量を減少させるためにたばこスラリーに紫外光を照射することと、エアロゾル発生基体を形成するためにたばこスラリーを乾燥することと、を含む。

たばこスラリーから形成されたエアロゾル発生基体内の１つ以上のＴＳＮＡの量を減少させるために紫外（ＵＶ）光を使用することによって、本発明の第二の態様による方法は、有利なことに化学的に取り除くプロセスの必要性を除去する。従って、本発明の第二の態様による方法は、既存のプロセスと比較して、より安価とし、廃棄物をほとんどまたはまったく発生せず、またあらゆる健康および環境への懸念を最小化しうる。さらに、本発明はたばこスラリーのＵＶ照射を利用するので、すでに収穫および処理されたたばこ植物材料に適用することができる。これは、たばこ植物の栽培中および収穫前の処理を必要とする上述の化学処理方法、および収穫したたばこの乾燥処理条件を最適化することによってＴＳＮＡ含有量を減少させようとする他の周知の方法などの周知の方法とは対照的である。

たばこスラリーは、キャストリーフたばこを形成するためにキャストおよび乾燥されてもよい。この場合には、たばこスラリーは、キャスティングの前に照射されてもよく、キャスティングの後に照射されてもよく、またはその両方であってもよい。このような方法は、スラリーを照射する能力を持つ装置をキャスティングラインに直接統合できるようになるので有利な場合がある。

本明細書で使用されるとき、「キャストリーフたばこ」という用語は、粒子状たばこおよび１つ以上の結合剤を含むたばこスラリーをコンベヤーベルトまたはその他の表面上にキャスティングし、キャストスラリーを乾燥させて均質化したたばこ材料のシートを形成し、均質化したたばこ材料シートを支持表面から除去することによって一般的に形成された均質化したたばこ材料を意味する。

上述の実施形態のいずれかでは、たばこスラリーの紫外線照射は、少なくとも約４ミリワット毎平方センチメートルであることが好ましく、少なくとも約４０ミリワット毎平方センチメートルであることがより好ましく、少なくとも約４００ミリワット毎平方センチメートルであることが最も好ましい。これらのレベルまたはこれより高いレベルのＵＶ照射は、比較的短い時間内に１つ以上のＴＳＮＡの量の著しい減少を提供することができる。流体の照射レベルは、ＵＶ放射計を使用して判定することができる。

追加的にまたは別の方法として、ＵＶ照射工程は、たばこスラリーを紫外光で約１８０分未満照射することを含むことが好ましく、約１２０分未満照射することがより好ましく、約６０分未満照射することがなおより好ましく、約３０分未満照射することが最も好ましい。たばこスラリーをこれらの範囲内の時間にわたり紫外光で照射することによって、１つ以上のＴＳＮＡの量の著しい減少を提供することができる。これらの時間はＵＶ照射の合計持続時間を意味し、また合計持続時間は照射の単一の連続期間であっても照射の２つ以上の不連続的期間であってもよい。例えば、照射する工程がたばこスラリーにＵＶ光を３０分照射することを含むこれらの実施形態では、照射は単一の３０分間の工程で実施されてもよく、または各々の長さが１５分間の２つの分離した工程で実施されてもよい。合計照射時間はたばこスラリーの厚さに従って異なってもよい。すなわち、たばこスラリーの厚さの増大とともに合計照射時間が増大してもよい。

一般的に、一定の時間にわたるＵＶ照射を増大するほどＴＳＮＡ含有量のより高い減少が得られる。従って、ＴＳＮＡ減少プロセスの効率を最適化するためには、ＴＳＮＡ含有量を望ましいレベルに減少させるために必要とされる合計時間を最小化するように高いＵＶ照射を使用することが好ましい。上述の実施形態のいずれかでは、照射工程の後にたばこスラリー内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量は、照射工程の前にたばこスラリー内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の約７５重量パーセント未満であることが好ましく、照射工程の前にたばこスラリー内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の約５０重量パーセント未満であることがより好ましく、照射工程の前にたばこスラリー内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の約２５重量パーセント未満であることが最も好ましい。一般的に、照射する工程の放射照度と持続期間とのうちの少なくとも１つを増大することによって、少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量の減少を増大させることができる。任意の放射照度に対して、たばこスラリー内に存在する少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量は照射期間中に一般的に対数的な様式で低下する。

上述の実施形態のいずれかでは、本発明の第一の態様または第二の態様に従って、照射する工程で使用される紫外光は、少なくとも約３１５ナノメートルの波長においてピーク強度を持つことが好ましく、少なくとも約３３５ナノメートルの波長においてピーク強度を持つことがより好ましく、少なくとも約３５０ナノメートルの波長においてピーク強度を持つことが最も好ましい。追加的にまたは別の方法として、紫外光は、約４００ナノメートル未満の波長においてピーク強度を持つことが好ましく、約３９０ナノメートル未満の波長においてピーク強度を持つことがより好ましく、約３８０ナノメートル未満の波長においてピーク強度を持つことが最も好ましい。特に好ましい実施形態では、紫外光は、約３１５ナノメートル〜約４００ナノメートルの波長においてピーク強度を持つことが好ましく、約３３５ナノメートル〜約３９０ナノメートルの波長においてピーク強度を持つことがより好ましく、約３５０ナノメートル〜約３８０ナノメートルの波長においてピーク強度を持つことが最も好ましい。紫外光は約３６５ナノメートルの波長においてピーク強度を持ってもよい。これらの範囲内の波長においてピーク強度を持つＵＶ光は、本発明者らがＴＳＮＡの効果的な減少を提供することを認めた紫外スペクトルのＵＶ−Ａ部分に含まれ、またガラスおよび一般的なＵＶ透過性ポリマー包装材料を通した伝達のために最適化される。従って、これらの実施形態による方法は、ガラス容器内に収容された、またはこれを通してＵＶ光が伝達されるガラスの窓を含む容器内に収容されたエアロゾル発生基体もしくはたばこスラリーの処理のために特に適している。より短い波長の放射の使用は結果としてニコチンの望ましくない化学的分解をもたらす場合があるので、望ましくない。

第三の態様によると、本発明は、上述の実施形態のいずれかに従って、本発明の第一の態様または本発明の第二の態様のいずれかによる方法を使用して形成されたエアロゾル発生基体を提供する。

ニコチン、グリセリン、プロピレングリコール、および水が重量比で２：１０：６８：２０である場合の、紫外線放射照射後のニコチン、ＮＮＮ、およびＮＮＫの含有量を示すグラフである。 ニコチン、グリセリン、プロピレングリコール、および水が重量比で２：３９：３９：２０である場合の、紫外線放射照射後のニコチン、ＮＮＮ、およびＮＮＫの含有量を示すグラフである。 ニコチン、グリセリン、プロピレングリコール、および水が重量比で２：６８：１０：２０である場合の、紫外線放射照射後のニコチン、ＮＮＮ、およびＮＮＫの含有量を示すグラフである。

実施例１
画定された濃度のＮ−ニトロソノルニコチン（ＮＮＮ）および４−（メチルニトロソアミノ）−１−（３−ピリジル）−１−ブタノン（ＮＮＫ）（それぞれ１ミリリットル当たり３８０ナノグラムおよび６１３ナノグラム）が、各々ニコチン、グリセリン、プロピレングリコール、および水（重量比で２：１０：６８：２０、２：３９：３９：２０、および２：６８：１０：２０）から成る３つの異なる液体エアロゾル発生基体に添加された。これらの溶液のアリコートを透明ガラスのバイアルの中に入れ、特定された時間（０、１５、３０、６０、１２０、または２４０分間）、紫外線放射（３６５ナノメートルの波長、８ワットのランプ公称出力、ランプへの距離３センチメートル）で照射した。照射後、試料を水で１０倍に希釈し、これらの試料のニコチン、ＮＮＮ、およびＮＮＫ含有量を分析した。

ＵＶ照射は、３つのニコチン／グリセリン／プロピレングリコール／水混合物すべてで、時間に依存するＮＮＫおよびＮＮＮの低下を生じさせた。ニコチン濃度は影響を受けなかった。ニトロソアミンの減衰は、照射時間に関してほぼ対数的であった。ＮＮＮおよびＮＮＫの半減期は、それぞれ３０〜５０分間および６０〜７０分間の範囲内であった。結果を図１〜３に図示する。

実施例２
１９５〜２００グラム毎平方メートルまで乾燥後のキャストたばこスラリーの厚さが０．２０〜０．２２ミリメートルの試料シートに、両面上に各々１５０分間、３６５ナノメートルの波長で４．５ミリワット毎平方センチメートルの強度のＵＶ光を照射した。さらなる乾燥および切断後、照射されたキャストリーフ試料と照射されていない対照とを、ＮＮＫ、ＮＮＮ、およびニコチン含有量について質量分析法によって分析した。対照と比較すると、照射された試料は、ニコチン含有量には効果がないこと、ＮＮＫ含有量の１２パーセントの減少、ＮＮＮ含有量の２６パーセントの減少を示した。

Claims (6)

1. エアロゾル発生基体中の少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンの量を低減する方法であって、
   少なくとも１つのたばこ特異的なニトロソアミンを含むたばこスラリーを提供することと、
   前記たばこスラリーに紫外光を照射することと、
   エアロゾル発生基体を形成するために前記たばこスラリーを乾燥することと、を含む方法。
2. 前記たばこスラリーを乾燥する工程の前に前記たばこスラリーをキャスティングする工程をさらに含み、前記たばこスラリーをキャスティングする工程が前記たばこスラリーを照射する工程の前または後に実施される、請求項１に記載の方法。
3. 前記たばこスラリーの前記紫外線照射が少なくとも４ミリワット毎平方センチメートルである、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記たばこスラリーに紫外光を６０分未満照射する、請求項１、２または３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記紫外光が３１５ナノメートル〜４００ナノメートルの波長のピーク強度を持つ、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記紫外光が３５０ナノメートル〜３８０ナノメートルの波長のピーク強度を持つ、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。