JP7288444B2 - アルカロイドを含有する材料の調製のための方法、およびこの方法から調製された構成成分を含むエアロゾル形成物品 - Google Patents

Description

本発明は、アルカロイドを含有する材料（均質化したたばこ材料など）を生成するための方法と、この方法から調製された構成成分を含むエアロゾル形成物品とに関する。

今日では、たばこ製品の製造において、たばこ葉以外にも均質化したたばこ材料が使用されている。この均質化したたばこ材料は典型的に、カットフィラーの製造にあまり適していないたばこ植物の部分（例えば、たばこ茎またはたばこダスト）から製造される。典型的に、たばこダストは製造中に、たばこ葉の取り扱い中に副産物として作り出される。

エアロゾル発生物品のための均質化したたばこ材料の製造のための出発材料はまた大抵、カットフィラーをブレンドするために、それ故にたばこと同じサイズおよび物理的特性を有するたばこ葉であってもよい。

均質化したたばこ材料の可能性のある形態としては、再構成たばこシートおよびキャストリーフが挙げられる。均質化したたばこ材料シートを形成するプロセスは一般的に、挽いたタバコと結合剤を混合してスラリーを形成する工程を含む。その後スラリーは、例えばいわゆるキャストリーフを製造するために、粘稠なスラリーを、移動する金属ベルトの上にキャスティングすることによって、たばこウェブまたはシートを作り出すために使用される。別の方法として、再構成たばこを作り出すために、粘性が低くかつ含水量が高いスラリーを、製紙と似たプロセスで使用することができる。

均質化したたばこ材料中に存在するたばこは、たばこの大半、または実質的に、エアロゾル発生物品中に存在するたばこの総量さえも構成してもよい。従ってエアロゾルの特徴への影響は、主に均質化したたばこ材料に由来する場合がある。

従って、均質化したたばこ材料を製造するために使用されるたばこの特徴に依存して、特定の所定の特徴を有する望ましい組成物を得るために、ある特定の化合物、とりわけアンモニア、およびアンモニウム含有化合物の量を制御することが望ましい場合がある。

例えば、アンモニアまたはアンモニウム含有化合物の存在に起因して、均質化したたばこ材料を製造するために使用されるたばこは、望ましくない風味の特徴を有するエアロゾルを発生する場合がある。従って、エアロゾルが発生した時に特定の所定の風味の特徴を有する望ましい組成物を得るために、こうしたアンモニアおよびアンモニウム含有化合物のレベルを低減させることが望ましい場合がある。

しかしながら、アンモニアまたはアンモニウム含有化合物の量を低減することは、材料の他の構成成分、または材料中に存在する他の化合物（例えば、ニコチンなどのアルカロイド）の損失につながる場合がある。従って、アンモニアの量またはアンモニウム含有化合物の量を下げることによって、材料のその他の構成成分（特にニコチンなどのアルカロイド）の損失を生じることなく、前記材料から発生したエアロゾルの特徴（その風味など）の制御を可能にする、アルカロイドを含有する材料の調製のための方法に対するニーズがある。

本発明は上記のニーズの少なくとも一つを満たしうる。

第一の態様によると、本発明は、アルカロイドを含有する材料の調製のための方法に関し、前記方法は、還元糖とアルカロイドを含有する材料の粒子とを含む混合物を形成すること、および混合物を押出成形することであって、混合物を押出成形機に供給することと、混合物を摂氏約１９０度以下の第一の温度に加熱することと、混合物を第一の温度から摂氏約７０度以下の第二の温度に冷却することと、押出成形された混合物を押出成形機から排出することとを含む押出成形することを含む。

本発明の方法において、アルカロイドを含有する材料の粒子と還元糖との混合物が形成され、かつ押出成形される。押出成形中に、混合物は第一の温度に加熱され、理論に束縛されることなく、場合によっては還元糖とアルカロイドを含有する材料との間の反応、特に後者に含まれるアンモニアまたはアンモニウム含有化合物との反応が生じる。混合物はその後、第一の温度から第二の温度に冷却され、押出成形機から排出される。還元糖とアルカロイドを含有する材料との間の反応は、結果としてもたらされる、押出成形機から排出された材料が、押出成形の前のアルカロイドを含有する材料と比較して、より少ない量のアンモニアまたはアンモニウム含有化合物を有するように、アルカロイドを含有する材料の組成を変化させる。従って、前記材料から発生したエアロゾルは、望ましい風味の特徴を示しうる。

以下では、混合物中の化合物の割合は、混合物中の化合物の重量（規定の内容に依存して、乾燥重量基準で、または乾燥重量基準ではなく）に関連し、すなわちこの割合は、文献において概して「重量当たり」または「重量パーセント」と呼ばれる、混合物の総重量に対するその化合物の重量のパーセントに関する。

本明細書で使用される「シート」という用語は、長さを有し、長さが実質的にその厚さより大きい層状の要素を意味する。シートの幅は、約１０ミリメートルより大きいことが好ましく、約２０ミリメートルまたは約３０ミリメートルより大きいことがより好ましい。シートの幅は、約１００ミリメートル～約３００ミリメートルから成ることがなおより好ましい。

「アルカロイドを含有する材料」は、一つ以上のアルカロイドを含有する材料である。アルカロイドはニコチンを含んでもよい。ニコチンは、例えばたばこの中に見いだされうる。

アルカロイドは、塩基性の窒素原子を主に含有する天然の化合物の群である。この群はまた、中性特性および弱酸性特性を有する一部の関連する化合物さえも含む。類似の構造の一部の合成化合物もアルカロイドと呼ばれる。炭素、水素、窒素に加えて、アルカロイドはまた、酸素、硫黄、より稀には塩素、臭素、リンなどのその他の要素を含みうる。

アルカロイドは細菌、真菌、植物および動物を含む多種多様な生物体によって生成される。アルカロイドは酸塩基抽出によって、これらの生物体の粗抽出物から精製することができる。カフェイン、ニコチン、テオブロミン、アトロピン、ツボクラリンがアルカロイドの例である。

本明細書で使用される「均質化したたばこ材料」という用語は、アルカロイドニコチンを含有する、粒子状のたばこを凝集することによって形成された材料を意味する。それ故に、アルカロイドを含有する材料は均質化したたばこ材料とすることができる。

均質化したたばこ材料の最も一般的に使用される形態は、再構成たばこシートおよびキャストリーフである。均質化したたばこ材料シートを形成するプロセスは一般的に、たばこダストと結合剤を混合してスラリーを形成する工程を含む。その後、たばこウェブを作り出すためにスラリーが使用される。例えば、粘稠なスラリーを、移動する金属ベルト上にキャスティングすることによって、いわゆるキャストリーフを製造する。別の方法として、再構成たばこを作り出すために、粘性が低くかつ含水量が高いスラリーを、製紙と似たプロセスで使用することができる。

たばこのシート材料は、再構成シート材料と呼ばれることができ、粒子状のたばこ（例えば、再構成たばこ）またはたばこ微粒子のブレンド、湿潤剤、および水性溶剤を使用して形成され、たばこ組成物を形成することができる。このたばこ組成物はその後、キャスティング、押出成形、圧延またはプレスされて、たばこ組成物からシート材料を形成してもよい。紙様の材料を作製するためにたばこの微粉が使用される湿式プロセス、またはたばこの微粉が結合剤材料と一緒に混合されて、移動するベルトの上にキャスティングされてシートを形成するキャストリーフプロセスを利用して、たばこのシートを形成することができる。

均質化したたばこ材料のシートはその後、ボビンの状態に巻かれて（これは、さらに加工するために巻き出される必要がある）、例えばエアロゾル形成物品の部品となり、これはエアロゾル形成物品のエアロゾル形成基体に含まれるようになる。「燃やさない加熱式」エアロゾル発生物品において、エアロゾル形成基体はエアロゾルを形成するがたばこ材料の燃焼を防止するために、比較的低い温度に加熱される。さらに、均質化したたばこシート中に存在するたばこは典型的に唯一のたばこであるか、このような「燃やさない加熱式」エアロゾル発生物品の均質化したたばこ材料中に存在するたばこの大半を含む。これは、このような「燃やさない加熱式」エアロゾル発生物品によって発生されるエアロゾル組成物が実質的に、均質化したたばこ材料のみに基づくことを意味する。

本明細書で使用される「エアロゾル形成材料」という用語は、加熱に伴い揮発性化合物を放出してエアロゾルを発生する能力を有する材料を意味する。たばこは、その他の化合物と一緒に、エアロゾル形成材料として、特にエアロゾル形成体を含む均質化したたばこのシートとして分類されうる。エアロゾル形成基体は、エアロゾル形成材料を含んでもよく、またはエアロゾル形成材料から成ってもよい。

均質化したたばこ材料は、とりわけ、前記材料から発生したエアロゾルの特徴（例えば、その風味）に寄与する特定の化合物を含む。エアロゾルの特徴に寄与する化合物としては、とりわけアンモニアおよびアンモニウム含有化合物が挙げられる。

最終製品におけるこうした化合物の量、従ってエアロゾルの特徴を制御するために、アルカロイドを含有する材料を調製するための方法が提供されている。これらの特徴は、例えば均質化したたばこ材料から発生したエアロゾルの風味を含んでもよい。

アルカロイドを含有する材料の粒子と還元糖との混合物が形成される。混合物は任意の手段によって形成されることができる。これは攪拌されてもよく、または攪拌されなくてもよい。この混合物はその後、押出成形される。押出成形機での処理に供される時、還元糖は、アルカロイドを含有する材料のアンモニアまたはアンモニウム含有化合物と反応しうる。いかなる特定の理論にも束縛されようとすることなく、本発明の方法の条件において、混合物の還元糖のカルボニル基は、アルカロイドを含有する材料のアンモニアまたはアンモニウム含有化合物のアミノ基とのいわゆるメイラード反応を受け、それ故にそれらの量を下げると考えられている。

材料のその他の望ましい構成成分、および特にアルカロイド（ニコチンなど）の望ましくない損失を回避するため、または少なくとも制限するために、本発明により、押出成形は、混合物を第一の温度（約摂氏１９０度以下の間）に加熱する工程と、混合物を第一の温度から摂氏約７０度以下の第二の温度に冷却する工程とを含む。

このようにして、押出成形機から排出された材料は、材料のその他の構成成分および特にニコチンなどのアルカロイドのいかなる望ましくない損失もなく、押出成形の前のアルカロイドを含有する材料と比較して、より少ない量のアンモニアまたはアンモニウム含有化合物を含みうる。

押出成形された混合物は、押出成形機から排出された時に、第二の温度を有してもよい。

それ故に、前記材料から発生したエアロゾルの特徴を制御することを可能にする望ましい組成物を有する、アルカロイドを含有する材料が得られる。

押出成形の工程前の混合物は、混合物の乾燥重量基準で重量当たり約２パーセント～約３０パーセントの還元糖を含むことが好ましく、混合物の乾燥重量基準で重量当たり約５パーセント～約２５パーセントの還元糖を含むことがより好ましく、混合物の乾燥重量基準で重量当たり約１０パーセント～約１５パーセントの還元糖を含むことがより好ましく、そして混合物の乾燥重量基準で重量当たり約１１パーセント～約１４パーセントの還元糖を含むことがなおより好ましい。

この還元糖の量は、最終製品で望ましい特徴を得るために最適であることが証明されている。

アルカロイドを含有する材料の粒子は、約０．０２ミリメートル～約０．３ミリメートルから成る平均サイズを有することが好ましい。平均サイズは、約０．０３ミリメートル～約０．１５ミリメートルから成ることがより好ましい。

約０．０２ミリメートル～約０．３ミリメートルの平均サイズは、たばこ細胞が少なくとも部分的に破壊されるサイズを表す。こうした平均サイズを有する、アルカロイドを含有する材料の使用は有利なことに、アルカロイドを含有する材料の下流の加工工程における滑らかな、かつ均一なスラリーにつながる。

還元糖は、グルコース、フルクトース、キシロース、リボース、ガラクトース、およびこれらの混合物から選択されることが好ましい。還元糖は、グルコース、フルクトース、およびこれらの混合物であることがより好ましい。

還元糖は、粉末形態の、または液体形態の、またはスラリー形態のアルカロイドを含有する材料と混合されることが好ましい。

アルカロイドを含有する材料は、還元糖と混合する前に任意の望ましい形態とすることができる。場合によっては、アルカロイドを含有する材料が実質的に乾燥している場合に水が添加される。

押出成形する工程の前に、混合物は、重量当たり約２パーセント～約３０パーセントの含水量を有することが好ましく、重量当たり約５パーセント～約２５パーセントの含水量を有することがより好ましく、重量当たり約１０パーセント～約２０パーセントの含水量を有することがより好ましく、重量当たり約１１パーセント～約１８パーセントの含水量を有することがより好ましく、また重量当たり約１１パーセント～約１４パーセントの含水量を有することがなおより好ましい。

混合物の含水量は、押出成形機内の還元糖とアンモニアまたはアンモニウム含有化合物との間の反応に影響を及ぼす場合があり、従ってこれは関連する因子でありうる。

混合物は押出成形機内で、好ましくは約１０秒～約８０秒、より好ましくは約１０秒～約６０秒、より好ましくは約１５秒～約５０秒、より好ましくは約２０秒～約３０秒、なおより好ましくは約２２秒～約２７秒から成る滞留時間を有する。

押出成形機内の滞留時間は、還元糖とアンモニアまたはアンモニウム含有化合物との間の反応、特に他の望ましい構成成分（ニコチンなどのアルカロイドが挙げられる）の損失の程度に影響を及ぼす場合があり、従ってこれは関連する因子である場合がある。

本発明のプロセスにおいて、望ましい構成成分（ニコチンなどのアルカロイドが挙げられる）の損失の程度は、押出成形機の一部分の中での混合物の滞留時間に依存する場合がある。これは還元糖とアンモニアまたはアンモニウム含有化合物との間の反応の速度に影響を及ぼすからである。

加熱は押出成形機の第一部で実施され、また冷却は押出成形機の第二部で実施され、押出成形機の第二部は、押出成形の方向で押出成形機の第一部の下流にあることが好ましい。

混合物を第一の温度に加熱することは、押出成形の方向に沿って混合物を第一の温度から第二の温度に冷却する工程の前に実施されることが好ましい。

本明細書で使用される「押出成形の方向」という用語は、押出成形機内で押出成形を受ける材料の流れの方向を意味する。

混合物は、押出成形機の第一部内で、好ましくは約２秒～約６０秒、より好ましくは約１０秒～約４０秒、より好ましくは約１４秒～約３５秒、なおより好ましくは約１８秒～約２２秒から成る滞留時間を有する。

押出成形機の第一部は、混合物が加熱される押出成形機の一部である。

混合物は、押出成形機の第二部内で、好ましくは約２秒～約６０秒、より好ましくは約１０秒～約４０秒、より好ましくは約１４秒～約３５秒、なおより好ましくは約１８秒～約２２秒から成る滞留時間を有する。押出成形機の第二部は、混合物が冷却される押出成形機の一部である。

押出成形機はシリンダーおよびダイスを含むことが好ましい。ダイスは、シリンダーの一方の端に取り付けられる。混合物が加熱され、その後冷却される第一部および第二部は両方ともシリンダー内に形成される。

押出成形プロセスは、混合物を冷却する工程の前に、好ましくは約２秒～約５５秒の滞留時間、より好ましくは約６秒～約２６秒の滞留時間、なおより好ましくは約７秒～約１１秒の滞留時間の間、混合物を第一の温度に保つことを含む。本発明のプロセスにおいて、押出成形機内の熱プロファイルは、還元糖とアンモニアまたはアンモニウム含有化合物との間の反応に影響を及ぼす場合があり、従ってこれは関連する因子でありうる。

本発明の方法は、混合物を好ましくは摂氏約９０度～摂氏約１９０度、より好ましくは摂氏約１４０度～摂氏約１９０度、なおより好ましくは摂氏約１７５度～摂氏約１８５度の第一の温度に加熱することを含む。

本発明の方法は、混合物を第一の温度から、好ましくは摂氏約３０度～摂氏約７０度、より好ましくは摂氏約３５度～摂氏約５０度、なおより好ましくは摂氏約３５度～摂氏約４５度の第二の温度に冷却することを含む。

本発明の方法において、還元糖とアルカロイドを含有する材料の化合物との間の反応にも影響を及ぼすため、押出成形中に加えられる機械的エネルギーなどの他の加工条件も本発明の方法の全体的な結果に対して関連する因子でありうる。

本発明の方法は、混合物を摂氏約１７５度～摂氏約１８５度の第一の温度に加熱することを含むことが好ましく、また混合物は約１８秒～約２２秒から成る押出成形機の第一部内での滞留時間を有することが好ましい。

本発明の方法は、混合物を第一の温度から摂氏約３５度～摂氏約４５度の第二の温度に冷却することを含むことが好ましく、また混合物は約１８秒～約２２秒から成る押出成形機の第二部内での滞留時間を有することが好ましい。

本発明の方法において、押出成形は、好ましくは混合物のキログラム当たり約１５０ワット時～約３５０ワット時、より好ましくは混合物のキログラム当たり約２００ワット時～約３００ワット時、またなおより好ましくは混合物のキログラム当たり約２２５ワット時～約２７５ワット時の機械的エネルギーを混合物に加えることによって実施されることが好ましい。

本発明の方法は、スラリーを形成するためにアルカロイドを含有する材料を結合剤と組み合わせることと、スラリーを均質化することと、スラリーをキャスティングすることとを含むことが好ましい。

上記で開示された押出成形は、キャストシートを形成するためのプロセスの一部であることが好ましい。キャスティングの前に実施されることが好ましい押出成形は、キャスティングされるスラリーを形成するために使用されるアルカロイドを含有する材料の一部の特徴を変化させる場合がある。従って、押出成形は、キャスティングプロセスの終了時に結果としてもたらされるキャストシートの特徴を変化させる場合がある。

アルカロイドを含有する材料を結合剤と組み合わせる工程は、結合剤を乾燥重量基準でスラリーの重量当たり約１パーセント～約１２パーセントの量で添加することを含むことが好ましく、結合剤を乾燥重量基準でスラリーの重量当たり約４パーセント～約１０パーセントの量で添加することを含むことがより好ましく、結合剤を乾燥重量基準でスラリーの重量当たり約５パーセント～約７パーセントの量で添加することを含むことがなおより好ましい。

スラリーで使用される結合剤は、本明細書に記載のガムまたはペクチンのうちのいずれかであってもよい。結合剤は、キャストシート全体を通してアルカロイドを含有する材料の粒子が実質的に分散したままであることを確実にしうる。結合剤として使用することができるガムの記述的な検討については、『Ｇｕｍｓ Ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ Ｆｏｒ Ｔｈｅ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ（Ｇ．Ｏ．Ｐｈｉｌｌｉｐ ｅｔ ａｌ．ｅｄｓ．１９８８）』、『Ｗｈｉｓｔｌｅｒ，Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｇｕｍｓ：Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ Ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（２ｄ ｅｄ．１９７３）』、および『Ｌａｗｒｅｎｃｅ，Ｎａｔｕｒａｌ Ｇｕｍｓ Ｆｏｒ Ｅｄｉｂｌｅ Ｐｕｒｐｏｓｅｓ，Ｎｏｙｅｓ Ｄａｔａ Ｃｏｒｐ．（１９７６）』を参照のこと。

任意の結合剤を採用してもよいが、好ましい結合剤は、天然ペクチン（果実ペクチン、柑橘類ペクチン、またはたばこペクチンなど）、グアーガム（ヒドロキシエチルグアー、ヒドロキシプロピルグアーなど）、ローカストビーンガム（ヒドロキシエチルローカストビーンガム、ヒドロキシプロピルローカストビーンガムなど）、アルギネート、デンプン（変性デンプンまたは誘導体化デンプン（ｄｅｒｉｖｉｔｉｚｅｄ ｓｔａｒｃｈｅｓ）など）、セルロース（メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなど）、タマリンドガム、デキストラン、プラロン（ｐｕｌｌａｌｏｎ）、コンニャク粉、キサンタンガム、およびこれに類するものである。本発明で使用するために特に好ましい結合剤はグアーである。

キャスティングする工程の前に、スラリーは重量当たり約１０パーセント～約９０パーセントの含水量を有することが好ましく、重量当たり約２０パーセント～約８０パーセントの含水量を有することがより好ましく、重量当たり約４０パーセント～約８０パーセントの含水量を有することがなおより好ましく、約６０パーセント～約８０パーセントの含水量を有することがなおより好ましい。

押出成形された混合物は、乾燥重量基準で約４５パーセント～約９３パーセントのアルカロイドを含有する材料を含むことが好ましい。

本発明の方法は、アルカロイドを含有する材料にセルロース繊維を添加することを含むことが好ましい。

セルロース繊維はスラリー内に導入されてもよい。スラリー内へのセルロース繊維の導入は典型的に、アルカロイドを含有する材料の引張強さを増大し、強化剤として作用する。従って、セルロース繊維を添加することは、アルカロイドを含有する材料のウェブの弾性を増大する場合がある。

均質化したたばこ材料などのアルカロイドを含有する材料に添加するためのセルロース繊維は当業界で周知であり、これには針葉樹の繊維、広葉樹の繊維、ジュート繊維、亜麻繊維、たばこ繊維、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。セルロース繊維は、パルプ化に加えて、精製、機械的パルプ化、化学的パルプ化、漂白、硫酸塩パルプ化、およびこれらの組み合わせなどの適切な加工に供されてもよい。

セルロース繊維は、たばこ茎材料、葉柄、または他のたばこ植物材料を含んでもよい。木材繊維などのセルロース繊維はリグニン含有量が低いことが好ましい。別の方法として、植物繊維などの繊維を上記の繊維とともに、またはその代替として使用してもよく、これには大麻および竹が含まれる。

セルロース繊維の長さは有利なことに、約０．２ミリメートル～約４ミリメートルである。セルロース繊維の重量当たりの平均長さは、約１ミリメートル～約３ミリメートルであることが好ましい。

さらに、アルカロイドを含有する材料に既に存在するセルロース繊維に加えて、そのアルカロイドを含有する材料に添加されたセルロース繊維の量は、乾燥重量基準でスラリーの総重量の約１パーセント～約７パーセントから成ることが好ましい。

本発明の方法は、アルカロイドを含有する材料にエアロゾル形成体を添加することを含むことが好ましい。エアロゾル形成体はスラリー内に導入されてもよい。

均質化したたばこ材料などのアルカロイドを含有する材料に追加するための適切なエアロゾル形成体が当業界で周知であり、これには一価アルコール（メントールなど）、多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、グリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、トリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。

好ましいエアロゾル形成体の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。

アルカロイドを含有する材料は、乾燥重量基準で約３パーセントを超えるエアロゾル形成体含有量を有してもよい。アルカロイドを含有する材料は別の方法として、乾燥重量基準で約３パーセント～約３０重量パーセントのエアロゾル形成体含有量を有してもよい。エアロゾル形成体は、アルカロイドを含有する材料の乾燥重量の約７パーセント～約２５パーセントであることがより好ましい。エアロゾル形成体は、アルカロイドを含有する材料の乾燥重量の約１０パーセント～約２５パーセントであることがより好ましい。

第二の態様によると、本発明は、アルカロイドを含有する材料の調製のための方法に関し、この方法は、還元糖とアルカロイドを含有する材料の粒子とを含む混合物を形成すること、および混合物を押出成形することであって、混合物を押出成形機に供給することと、混合物を第一の温度に加熱することと、混合物を第一の温度より低い第二の温度に冷却することと、混合物を第二の温度で押出成形機から排出することとを含む押出成形することを含み、冷却することは約２秒～約６０秒から成る時間で実施される。

アルカロイドを含有する材料の粒子と還元糖との混合物が形成される。この混合物はその後、押出成形される。押出成形機での処理に供される時、還元糖は、アルカロイドを含有する材料のアンモニアまたはアンモニウム含有化合物と反応しうる。理論に束縛されようとすることなく、本発明の方法の条件では、混合物の還元糖のカルボニル基は、アルカロイドを含有する材料のアンモニアまたはアンモニウムを含有する化合物のアミノ基と共にいわゆるメイラード反応を受ける場合があり、それ故にそれらの量を下げると考えられている。

材料のその他の望ましい構成成分、および特にアルカロイド（ニコチンなど）の望ましくない損失を回避するために、または少なくとも制限するために、本発明により、押出成形は、混合物を第一の温度に加熱する工程と、混合物を第一の温度から第一の温度より低い第二の温度に冷却する工程とを含み、冷却は約２秒～約６０秒から成る時間で実施される。

このようにして、押出成形機から排出された材料は、材料のその他の構成成分および特にニコチンなどのアルカロイドの（いかなる望ましくない損失もない、またはこれらの限られた損失を伴う）押出成形の前のアルカロイドを含有する材料と比較して、より少ない量のアンモニアまたはアンモニウム含有化合物を含みうる。

それ故に、前記材料から発生したエアロゾルの特徴を制御することを可能にする望ましい組成物を有する、アルカロイドを含有する材料が得られうる。本発明の第二の態様による方法の好ましい特徴は、第一の態様を参照しながら既に概説されていて、従ってこれに適用可能であることを意味する。

本発明の第三の態様によると、本発明は、本発明の第一の態様または第二の態様による方法から調製される構成成分を含むエアロゾル形成物品に関する。

第三の態様の利点は、第一の態様および第二の態様を参照しながら既に概説されていて、ここでは繰り返さない。

本発明によるエアロゾル形成物品は、フィルター付き紙巻たばこ、またはたばこ材料が燃焼して煙を形成するその他の喫煙物品の形態であってもよい。本発明は、たばこ材料を燃焼ではなく加熱してエアロゾルを形成する物品、および燃焼または加熱を用いずにたばこ材料からニコチン含有エアロゾルを発生する物品を追加的に包含する。

本発明によるエアロゾル形成物品は、完全な組み立てられたエアロゾル形成物品であってもよく、または例えば加熱式喫煙装置の消耗部品などの、エアロゾルを発生するために組み立てられた物品を提供する目的で一つ以上の他の構成要素と組み合わせられるエアロゾル形成物品の構成要素であってもよい。

エアロゾル形成物品は、ユーザーの口を通してユーザーの肺の中へと直接吸入可能なエアロゾルを発生する物品であってもよい。エアロゾル形成物品は、紙巻たばこなどの従来の喫煙物品と似ていてもよく、またたばこを含んでもよい。エアロゾル形成物品は使い捨てであってもよい。エアロゾル形成物品は、別の方法として、部分的に再利用可能であってもよく、また補充可能または交換可能なエアロゾル形成基体を備えてもよい。

エアロゾル形成物品はまた、可燃性紙巻たばこを含んでもよい。好ましい実施形態において、エアロゾル形成物品は実質的に円筒状であってもよい。エアロゾル形成物品は、実質的に細長くてもよい。エアロゾル形成物品は、長さと、その長さに対して実質的に直角を成す円周とを有してもよい。エアロゾル形成物品は、約３０ミリメートル～約１００ミリメートルの全長を有してもよい。エアロゾル形成物品は、約５ミリメートル～約１２ミリメートルの外径を有してもよい。

本発明のすべての態様において、アルカロイドを含有する材料は均質化したたばこ材料であることが好ましい。このような場合、材料内に含有されたアルカロイドはニコチンを含んでもよい。

均質化したたばこ材料は、スラリーをキャスティングすることによってシートの形態で得られることが好ましい。

均質化したたばこシートは、たばこの葉（例えば、たばこ茎およびラミナなど）から粉砕されたたばこ粒子を含む。

均質化したたばこシートはまた、たばこの処理中、取り扱い中、および移送中に形成された、少量のたばこダスト、たばこ微粉、およびその他の粒子状のたばこ副産物のうちの一つ以上も含んでもよい。

均質化したたばこ材料中に存在するたばこは、たばこの大半、または実質的に、エアロゾル発生物品中に存在するたばこの総量さえも構成してもよい。エアロゾルの特徴（その風味など）への影響は、主に均質化したたばこ材料に由来する場合がある。たばこの使用を最適化するために、均質化したたばこ材料の中に存在するたばこからの物質の放出は単純化されることが好ましい。以下において「たばこ粒子」という用語は本明細書を通して、約０．０２ミリメートル～約０．３ミリメートルの重量当たりの平均サイズを有するたばこを示すために使用される。

均質化したたばこ材料のウェブは、たばこスラリーを移動金属ベルト上にキャスティングすることを一般的に含む種類のキャスティングプロセスによって形成されることが好ましい。均質化したたばこ材料のウェブを形成するためにキャストウェブを乾燥し、その後、支持表面から取り外すことが好ましい。

本発明の特定の実施形態を、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１は、アルカロイドを含有する材料を製造するための本発明の方法の流れ図を示す。 図２は、アルカロイドを含有する材料を製造するための本発明の方法で使用される押出成形機の概略側面図を示す。 図３は、アルカロイドを含有する材料を製造するための本発明の方法で使用される押出成形機の熱プロファイルを示す。

最初に図１を参照すると、アルカロイドを含有する材料の製造方法が示されている。本発明の方法の第一の工程１００は、アルカロイドを含有する材料の粒子と還元糖との混合物の形成である。アルカロイドを含有する材料は、アルカロイドニコチンを含有するたばこ材料であることが好ましい。還元糖とたばこ材料との混合物は、混合物の乾燥重量基準で重量当たり約１１パーセント～約１４パーセントの含水量を有してもよい。

方法は、混合物が入口２０１および出口２０２を含む押出成形機２００（図２に表示）に供給される、さらなる工程１０１を含む。押出成形機２００において、混合物は、入口２０１から、および図２で矢印２０３によって示された押出成形の方向に沿って出口２０２に移動し、熱機械的処理に供され、その間に還元糖はたばこ材料のアンモニアおよびアンモニウム含有化合物との反応を受けることが好ましい。押出成形中に、混合物のキログラム当たり約２２５ワット時～約２７５ワット時の機械的エネルギーが、押出成形機内に存在する混合物に加えられることが好ましい。

図３では、本発明の方法の押出成形プロセスの押出成形の方向２０３に沿った概略的な熱プロファイルが示されている。

本発明の方法の押出成形工程は、押出成形機２００の内側に存在する混合物を摂氏約１９０度以下の第一の温度に加熱する工程１０２を含む。第一の温度は摂氏約９０度～摂氏約１９０度であることが好ましく、摂氏約１４０度～摂氏約１９０度であることがより好ましく、摂氏約１７５度～摂氏約１８５度であることがなおより好ましい。加熱は、押出成形機２００の第一部２０４において実施されることが好ましい。押出成形機の第一部における滞留時間は、約１８秒～約２２秒であることが好ましい。

混合物を第一の温度に加熱する工程１０２の後、押出成形機２００の内側に存在する混合物を、第一の温度から摂氏約７０度以下の第二の温度に冷却するさらなる工程１０３が実施される。第二の温度は摂氏約３０度～摂氏約７０度であることが好ましく、摂氏約３５度～摂氏約５０度であることがより好ましく、摂氏約３５度～摂氏約４５度であることがなおより好ましい。冷却は、押出成形の方向２０３で押出成形機２００の第一部２０４の下流にある、押出成形機２００の第二部２０５内で実施されることが好ましい。押出成形機の第二部２０５内の滞留時間は、約１８秒～約２２秒であることが好ましい。

押出成形機は、二つの好ましくは連続的な部分（加熱が起こる第一部２０４と、冷却が起こる第二部２０５）に長軸方向に「分割」されている。第二部は、押出成形の方向に、すなわち押出成形機内の混合物の、結果として得られる平均速度の方向に、第一部の下流に位置付けられている。

図３に示す通り、押出成形プロセスは、好ましくは押出成形機２００の第一部２０４内で、特に第一部２０４の下位部分内で、好ましくは第一部の端部にて、混合物の冷却の工程の前に、ある特定の滞留時間の間、混合物を第一の温度に保つことを含んでもよい。この滞留時間は、約７秒～約１１秒であることが好ましい。

混合物を第一の温度から第二の温度に冷却する工程１０３の後、例えば前記第二の温度で、押出成形機２００から混合物を排出する、さらなる工程１０４が実施される。このようにして、たばこ材料は、押出成形プロセスの前のたばこ材料と比較して、アンモニアまたはアンモニウム含有化合物のより少ない量を有する。

プロセスラインでの工程１０４の下流で、押出成形機から排出されたたばこ材料は、結合剤および／またはエアロゾル形成体と組み合わされて、均質化されうるスラリーを形成し、その後キャストシートの形態の均質化したたばこ材料を形成するためにキャスティングされてもよい。

Claims (22)

1. アルカロイドを含有する材料の調製のための方法であって、
   －還元糖と、アルカロイドを含有する材料の粒子とを含む混合物を形成すること、および
   －前記混合物を押出成形することであって、押出成形することが、
   －前記混合物を押出成形機に供給することと、
   －前記混合物を、摂氏１９０度以下の第一の温度に加熱することと、
   －前記混合物を、前記第一の温度から摂氏７０度以下の第二の温度に冷却することと、
   －押出成形された混合物を前記押出成形機から排出することと、を含む押出成形することと、を含み、
   －前記混合物が、１０秒～８０秒から成る前記押出成形機内の滞留時間を有する、方法。
2. 前記押出成形する工程前の前記混合物が、前記混合物の乾燥重量基準で重量当たり２パーセント～３０パーセントの還元糖を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記還元糖が、グルコース、フルクトース、キシロース、リボース、ガラクトース、およびこれらの混合物から選択される、請求項１～２のいずれか一項に記載の方法。
4. 前記混合物が、前記押出成形する工程の前に重量当たり２パーセント～３０パーセントの含水量を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第一の温度が摂氏９０度～摂氏１９０度である、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第二の温度が摂氏３０度～摂氏７０度である、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 加熱が前記押出成形機の第一部内で実施され、また冷却が前記押出成形機の第二部で実施され、前記押出成形機の前記第二部が、押出成形の方向で前記押出成形機の前記第一部の下流にある、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記混合物が、２秒～６０秒から成る前記押出成形機の前記第一部内の滞留時間を有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記混合物が、２秒～６０秒から成る前記押出成形機の前記第二部内の滞留時間を有する、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記押出成形プロセスが、前記混合物を冷却する前記工程の前に２秒～５５秒の滞留時間の間、前記混合物を前記第一の温度に保つことを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 押出成形が、前記混合物のキログラム当たり１５０ワット時～３５０ワット時の機械的エネルギーを加えることによって実施される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. －スラリーを形成するために、アルカロイドを含有する前記材料を結合剤と組み合わせることと、
    －スラリーを均質化することと、
    －スラリーをキャスティングすることと、を含む請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. アルカロイドを含有する材料の調製のための方法であって、
    －アルカロイドを含有する材料の粒子と還元糖との混合物を形成すること、および
    －前記混合物を押出成形することであって、押出成形することが、
    －前記混合物を押出成形機に供給することと、
    －前記混合物を第一の温度に加熱することと、
    －前記混合物を、前記第一の温度より低い第二の温度に冷却することと、
    －前記第二の温度にて前記押出成形機から前記混合物を排出することと、を含む押出成形すること、を含み、
    前記冷却が、２秒～６０秒から成る時間で実施され、かつ前記混合物が、１０秒～８０秒から成る前記押出成形機内の滞留時間を有する、方法。
14. 押出成形する前記工程前の前記混合物が、前記混合物の乾燥重量基準で重量当たり２パーセント～３０パーセントの還元糖を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記還元糖がグルコース、フルクトース、キシロース、リボース、ガラクトース、およびこれらの混合物から選択される、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記混合物が、押出成形する前記工程の前に重量当たり２パーセント～３０パーセントの含水量を有する、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記第一の温度が摂氏１９０度以下である、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記第二の温度が摂氏７０度以下である、請求項１３～１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 加熱が前記押出成形機の第一部で実施され、かつ冷却が前記押出成形機の第二部で実施され、前記押出成形機の前記第二部が、押出成形の方向で前記押出成形機の前記第一部の下流にある、請求項１３～１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記押出成形プロセスが、前記混合物を冷却する前記工程の前に２秒～５５秒の滞留時間の間、前記混合物を前記第一の温度に保つことを含む、請求項１３～１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 押出成形が、前記混合物のキログラム当たり１５０ワット時～３５０ワット時の機械的エネルギーを加えることによって実施される、請求項１３～２０のいずれか一項に記載の方法。
22. －スラリーを形成するために、アルカロイドを含有する前記材料を結合剤と組み合わせることと、
    －前記スラリーを均質化することと、
    －前記スラリーをキャスティングすることと、を含む、請求項１３～２１のいずれか一項に記載の方法。

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