TWI832870B - 製造再造植物材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本案提供一種用於製造再造植物材料的方法，包括以下步驟：用溶劑萃取纖維植物材料以提供萃取物和纖維部分；將萃取物與纖維部分分離；從纖維部分形成基片；組合尼古丁鹽與萃取物；以及將萃取物施加到基片。
Description
本發明關於透過造紙方法再造（reconstitute）植物材料的方法，以及再造的菸草產品。
在用於菸草產品（諸如香菸）的製造製程中，產生菸草廢棄物。菸草廢棄物一般是菸草塵、葉、或莖的形式。能收集和處理菸草廢棄物，以提供已知為再造菸草之物（或「再造物（recon）」）。
兩種截然不同的方法最常用於製造再造菸草，這些方法是i）造紙製程，及ii）漿料澆鑄。由這些截然不同的製程產生的產品具有顯著不同的性質和特徵。尤其，相較於透過漿料澆鑄形成的再造物，藉由造紙製程形成的再造物一般具有減少的香氣/風味及尼古丁含量。
在漿料澆鑄中，將菸草廢棄物研磨成細粉末，並且與水性溶劑（一般而言，水）混合。所得的漿料可進行進一步的研磨，以更進一步減少菸草材料之粒徑。然後，將漿料澆鑄在表面上並且乾燥而形成片狀物。乾燥的片狀物可經切碎以用在各種菸草產品內，例如作為香菸填料。
在造紙製程中，菸草廢棄物在水性溶劑的存在下經機械打漿，以消化及處理菸草而成為可加工的纖維，以製成紙或網膜（web）。隨後，將存在於菸草中的水溶性化合物萃取到水性溶劑中。分離水性萃取物和不溶的纖維部分。分離的纖維部分（也可描述為「紙漿」）經過進一步處理，透過一般的造紙製程形成基片。濃縮水性萃取物，然後將該萃取物再度施加到基片上。然後將基片乾燥，而形成紙。
透過上述製程形成的紙可被切碎並用作一般的吸菸製品（如香菸）內的填料。或者，紙可用作含有菸草桿的包裝物。這種習知的再造菸草紙通常不適用於「加熱不燃燒」（「HNB」）裝置。對於適用於HNB裝置內的再造紙，還必須加入保濕劑。一般的保濕劑包括丙二醇（「PG」）或植物甘油（「VG」）。
HNB裝置加熱菸草而不燃燒菸草，即，它不會進行燃燒。HNB裝置的目的在於，避免產生（及隨後吸入）有害的燃燒產物，諸如焦油。藉由加熱浸漬保濕劑的再造紙，保濕劑汽化，而形成氣溶膠，也稱為「蒸氣」。氣溶膠可含有源自再造紙的香氣/風味化合物及/或尼古丁。該氣溶膠使使用者能夠模擬吸菸的動作。WO2017 /051034描述藉由造紙製程製作的再造菸草，其適用於HNB裝置。其中，在將保濕劑施加於基片之前，將保濕劑添加至濃縮的菸草萃取物中，以提供浸漬保濕劑的再造紙。
與再造紙製作製程相關的是，在製造期間從菸草中失去揮發性化合物，諸如尼古丁及風味化合物。這與用於消化和處理菸草的大量的水以及用於蒸發水的高溫有關。
期望提供一種安全且有效的方法增加由造紙製程所製作的再造菸草的尼古丁及/或風味含量。尤其，期望提供一種產品，該產品針對消費者提供增強的感官體驗，且該體驗在多個消耗品上是一致的。
已經進行了各種努力，以改善由造紙製程製作的再造菸草的尼古丁含量。在US 3422819中，藉由在製造紙之後將尼古丁鹽之溶液施加到再造菸草片上而增加香菸包裝物的尼古丁含量。或者，在US 3422819中認識到「可以將尼古丁鹽的溶液添加至形成紙的原料中」。術語「原料（stock）」是指紙漿、填料、其他造紙材料和水的混合物（見C. Biermann，Handbook of Pulping and Papermaking，第2版）。因此，原料是纖維混合物的後萃取物，該後萃取物進入造紙機器以形成為基片。
US 3,861,400描述一種增加由漿料澆鑄方法形成的再造菸草之尼古丁含量的方法。這是透過將特定的多縮糖醛酸尼古丁鹽衍生物添加至菸草-水漿料中而實現。藉由漿料澆鑄產生的產品（及其方法本身）與再造造紙製程的產品不同。
GB 1466912描述一種增加再造菸紙中尼古丁含量的替代方法。其中，菸草屬植物的根在特定的培養基中生長。將生長的根與菸草固體混合，而形成再造菸草基片。將包括由根部滲出的尼古丁的用過的培養基加至在再造菸草的生產中獲得的可溶性菸草中。將可溶性菸草濃縮，並且添加到基片中。
CN 103468403和CN 103462204描述一種藉由在菸草原材料上直接進行兩種分開的萃取製程以萃取菸草香味化合物的方法。這包括在菸草原材料上分開進行的水萃取與超臨界二氧化碳（scCO2
）萃取。然後，將兩種萃取物結合，且施加至再造菸草。
或者，CN 103783660描述菸草葉子片段上的scCO 2萃取，以粹取出風味化合物。然後將風味化合物分離、純化、且藉由噴塗或塗佈而再度施加到再造菸草產品上。
在適合於HNB裝置內使用的再造菸草的背景下，許多文獻描述可視情況任選地將風味添加劑添加至浸漬保濕劑的再造紙，見例如WO2017/051034、US5325877、US5715844和US2006/0021626。然而，在這些文獻中沒有敘明如何添加風味添加劑，也沒有敘明在造紙製程的哪個階段要添加風味添加劑。確實，並未意識到在製作再造紙之製程中風味化合物會流失。因此，顯然，不希望風味添加劑在處理期間取代失去的風味，而是賦予菸草不同的味覺體驗。
鑑於上述考慮，已設計了本發明。
根據本發明的第一態樣，提供一種用於製造再造植物材料的方法，該方法包括：
以溶劑萃取纖維植物材料，而提供萃取物和纖維部分；
將該萃取物與該纖維狀部分分離；
從該纖維部分形成基片；
將尼古丁鹽與該萃取物組合；
將該萃取物施加於該基片。
尼古丁是一種高揮發性化合物和受控物質，因此在處理期間存在許多處理上的困難，因為它是嚴格暴露限制的對象。類似地，許多風味化合物是揮發性的並且也是暴露限制的對象。
有利的是，尼古丁鹽展現比尼古丁更低的揮發度和更高的穩定度，因此在處理期間中提供更安全且更方便的處理手段。另外，藉由在造紙製程中包括了原位尼古丁鹽添加步驟，在處理期間的尼古丁流失（例如透過蒸發和高度稀釋的流失）消除。再者，將尼古丁鹽與萃取物組合確保整個最終產品中的尼古丁鹽的浸漬改善且分佈均勻。這提供了更一致且改善的感官體驗給使用者。
同樣，藉由提供尼古丁鹽給萃取物（該萃取物也含有其他可溶性化合物，諸如衍生自植物材料的風味化合物），獲得尼古丁鹽和風味化合物的均質混合物。因此，在再造紙中實現了更大幅度的尼古丁鹽和風味化合物的混合，而對使用者提供改善的感官體驗。
在萃取期間，將纖維植物材料和溶劑的混合物機械式打漿以形成紙漿。紙漿是由木質纖維素材料組成，例如植物纖維，該材料已經以物理式及/或化學式分解，使得釋放個別的纖維，並且該等纖維能夠分散在溶劑中，且重新形成為網膜。視情況任選地，可將額外的化學物質添加至混合物中，以助於菸草材料的消化與紙漿形成。適合的化學物質是發明所屬技術領域中具有通常知識者已知的。
適合的溶劑是發明所屬技術領域中具有通常知識者已知的。這些溶劑包括非水性溶劑和水性溶劑。非水性溶劑的實例包括但不限於：醇類，例如乙醇和丙醇；丙酮；乙腈；苯；二氯甲烷；乙酸乙酯；己烷；及甲苯。
較佳為，溶劑是水性溶劑。更佳為，溶劑是水。視情況任選地，水性溶劑可含有共溶劑。較佳為，共溶劑是水可混溶的。共溶劑之實例是醇類，丙酮、和乙腈。
有利的是，水是無毒且不易燃的溶劑，因此在處理期間中更容易處理。再者，去除了最終產品中殘留有毒溶劑殘留物的風險。
萃取期間菸草-水混合物的溫度通常在10-100℃的範圍內。較佳為，溫度在30-90℃的範圍內。尤其，較佳為30-70℃的範圍。
萃取時間通常範圍為30分鐘至6小時。較佳為，萃取時間小於4小時，諸如小於3小時，或諸如小於2小時。尤其，較佳為萃取時間小於1小時。
較佳為，方法進一步包括下述步驟：在將萃取物施加到基片之前先濃縮萃取物，以提供濃縮萃取物。
有利的是，這最小化基片的乾燥時間並且改善將萃取物施加到紙的處理效率。
較佳為，尼古丁鹽與濃縮的萃取物組合。
有利的是，尼古丁鹽與濃縮萃取物的組合使萃取物濃縮期間透過分解及/或蒸發的尼古丁鹽流失減至最小。
較佳為，纖維植物材料是菸草。
有利的是，由於本發明主要旨在提供一種吸菸消耗品，所以菸草的用途提供了具有菸草之固有性質的再造植物材料產品，該固有性質例如質地、香氣、和尼古丁含量。
較佳為，菸草形式是菸草葉、菸草莖、菸草粉、及/或菸草塵。
有利的是，這些形式的菸草一般源自菸草處理作為廢棄物，因此，透過利用這種「廢棄物」形成本發明之產品，而使未使用的菸草材料的量最小化。
較佳為，尼古丁鹽選自：尼古丁鹽酸鹽、尼古丁二鹽酸鹽、尼古丁單酒石酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁二水合酒石酸氫鹽、尼古丁硫酸鹽、尼古丁一水合氯化鋅、及尼古丁水楊酸鹽、及上述尼古丁鹽之組合。
有利的是，這些鹽提供使用者滿意的尼古丁「衝擊」並且另外提供改善的感官體驗給使用者。
較佳為，尼古丁鹽以水性溶液形式提供。
有利的是，水的無毒性和不可燃性使處理期間的處理風險最小化。再者，在與萃取物組合之前，尼古丁鹽與溶劑的「預混合」改善了尼古丁鹽和萃取物混合物的均質本質。
較佳為，尼古丁鹽的水溶液包括共溶劑，例如醇類、丙酮、或乙腈。
有利的是，共溶劑的存在可改善尼古丁鹽在溶液中的溶解度。這可以幫助改善尼古丁鹽溶液和萃取物的混合物的均質性。
根據本發明之第一態樣的方法可進一步包括製作HNB消耗品的步驟。
根據本發明之第二態樣，提供一種用於HNB裝置的再造菸草產品，該產品是藉由根據本發明的第一態樣的製程所生產，該產品包括：
尼古丁鹽，選自：尼古丁鹽酸鹽、尼古丁二鹽酸鹽、尼古丁單酒石酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁二水合酒石酸氫鹽、尼古丁硫酸鹽、尼古丁一水合氯化鋅、及尼古丁水楊酸鹽、及上述尼古丁鹽之組合，
其中尼古丁含量為該再造菸草產品的2重量%至25重量%。
有利的是，藉由增加再造菸草產品中存在的最小量的尼古丁，使用者可體驗到更強的尼古丁「衝擊」。另外，與已知的再造紙產品相比，可減少產品本身的尺寸，而不會減少每一消耗品的傳遞給使用者的尼古丁總量。
再造菸草產品的尼古丁含量可具有一下限，該下限為該再造菸草產品重量的至少2重量%，諸如至少3重量%、諸如至少4重量%、諸如至少5重量%、諸如至少10重量%、諸如至少15重量%、諸如至少20重量%。
再造菸草產品的尼古丁含量可具有一上限，該上限為至多25重量%、諸如至多20重量%、諸如至多15重量%、或諸如至多10重量%。
較佳為，尼古丁含量為再造菸草產品的5至25重量%，諸如10至25重量%，諸如15至25重量%。
有利的是，提供尼古丁含量比使用典型方法所實現的還要高的再造菸草產品。這使得能夠修改尼古丁量以符合使用者之要求。
根據本發明的第三態樣，提供根據本發明之第二態樣的再造菸草產品在HNB裝置中的用途。
根據本發明的第四態樣，提供一種HNB消耗品，包括根據本發明的第二態樣的再造菸草產品。
根據本發明的第五態樣，提供一種HNB系統，包括根據本發明的第四態樣的HNB消耗品以及HNB裝置。
根據第六態樣，提供一種再造菸草產品，包括：
尼古丁鹽，選自：尼古丁鹽酸鹽、尼古丁二鹽酸鹽、尼古丁單酒石酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁二水合酒石酸氫鹽、尼古丁硫酸鹽、尼古丁一水合氯化鋅、及尼古丁水楊酸鹽、及上述尼古丁鹽之組合，
其中尼古丁含量為該再造菸草產品的2重量%至25重量%。
在進一步詳細描述本發明之前，應理解本發明不限於所描述的特定實施例，並且就此而言當然可以改變。應當理解，本文使用的術語僅為了描述特定實施例，而不希望造成限制，因為本發明的範疇會受所附之申請專利範圍限制。
除非另外界定，否則本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者一般理解的含義相同的含義，或者是由使用該等術語的上下文所確定。儘管與本文描述的方法或材料類似或等效的任何方法和材料也可用於實踐或測試本發明，但本文描述有限數量的示範性方法和材料。
本文提及的所有公開刊物均透過引用方式併入本文，以揭露及描述與所引用的公開刊物相關的方法和材料。提供本文論述的公開刊物單純是為了在本專利申請案之申請日之前的這些刊物的揭露內容。
本發明提供一種製造再造植物材料的方法，包括以下步驟：
以溶劑萃取纖維植物材料以提供萃取物和纖維部分；
將萃取物與纖維狀部分分離；
從纖維部分形成基片；
將尼古丁鹽與萃取物組合；
將萃取物施加於基片。
圖1說明了本發明的較佳實施例，其中纖維植物材料是菸草，並且其中尼古丁鹽與濃縮的水性萃取物組合。參考圖1，下文詳細描述該實施例。
任何需要再造成為紙的適合植物材料可用於本發明，其中處理期間揮發性化合物（例如生物鹼衍生物或風味化合物）的流失對最終產品是有害的。
較佳為，植物材料是菸草。任何類型的菸草都可用於本發明。這包括但不限於：煙道烤製（flue-cured）菸草、白肋菸草、馬里蘭菸草、深色煙熏菸草、東方菸草、深色燒烤（dark-fired）菸草、百力克菸草、及黃花（rustica）菸草。這也包括上述菸草的混合物。
可以使用菸草植物的任何適合的部分。這包括葉子、莖、根、皮、種子、和花。特別地，使用菸草廢棄物，菸草廢棄物一般是菸草葉、莖、粉末、或塵的形式。
首先，將菸草材料加入水性溶劑中，以萃取水溶性菸草成分1。在此之前，可視情況研磨、脫粒或切割菸草材料。
一般而言，水性溶劑相對菸草材料的量在菸草 -水性溶劑混合物之總重量的75-99重量%的範圍內。
在萃取1期間機械式打漿菸草-水性溶劑混合物，以產生紙漿。
萃取1後，分離纖維部分和水性萃取物，步驟2。這可以透過離心、過濾、機械壓製或造紙工業中已知的任何其他方法達成。
分離的纖維部分6進一步精製以形成適合進入造紙機器7的精製紙漿。一般的紙漿精製機包括盤狀精製機和錐形精製機。隨後，將精製紙漿適當地漿料化，並處理以移除污染物和夾帶的空氣。
將精製的紙漿漿料施加到造紙機器8上。造紙機器包括成形區段8、排放區段、壓製區段9和乾燥區段11。在成形區段8中，將精製紙漿7的漿料施加至絲線片（亦已知為「成形織物」），而形成網膜。絲線允許由重力從網膜排出過量的水，而形成片。或者，也可以使用抽吸設備以允許排水。藉由壓製機9進一步移除過量的水。壓製機一般是一對擠壓或絞擰輥，設計用於機械式且平滑地移除水，並且壓縮所形成的片。一般透過滾筒式乾燥器促進片的乾燥11。
濃縮4水性萃取物3。這可透過任何習知手段達成，例如藉由在真空下施加熱能及/或蒸發。
在步驟5中，將尼古丁鹽與濃縮的水性萃取物組合。尼古丁鹽可以以其純淨形式組合。尼古丁鹽可以是固體或液體。或者，尼古丁鹽可以是水溶液。組合的尼古丁的量可根據最終產品所需的含量進行修改。
步驟10，較佳為在片已經行進通過壓製區段後、並且在片已行進通過造紙機器的乾燥區段之前，將濃縮水性萃取物5施加到片上。可使用噴塗、溼潤輥、或此技術中合適的任何其他方法將濃縮水萃取物5施加至片。在這之後，將片乾燥11。
本發明也提供一種用於HNB裝置的再造菸草產品，該產品是藉由根據本發明方法的製程生產，其中該再造菸草產品包括：
尼古丁鹽，選自：尼古丁鹽酸鹽、尼古丁二鹽酸鹽、尼古丁單酒石酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁二水合酒石酸氫鹽、尼古丁硫酸鹽、尼古丁一水合氯化鋅、及尼古丁水楊酸鹽、及上述尼古丁鹽之組合，且其中尼古丁含量為該再造菸草產品的2重量%至25重量%。
本發明的再造菸草產品可用作菸草桿，適合由諸如雪茄紙12的包裝物包裹。可將該再造菸草產品切碎以形成菸草桿。或者，可以包覆或折疊該再造菸草產品以形成菸草桿12。
本發明的再造菸草產品也可以用作HNB裝置的消耗品或消耗品的一部分。它是用於HNB裝置的再造菸草產品。
在前述說明書、或隨後的申請專利範圍、或附圖中揭露的特徵以其特定形式或按照用於執行該揭露功能的手段或用於獲得所揭露之結果的方法或製程表達時，只要適當，則該特徵可分別地或以此些特徵的任何組合用於以其各種形式實現本發明。
儘管已經結合上述示範性實施例描述了本發明，但是當給予本案揭露內容時，許多等效的修改和變化對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而言是明顯的。因此，上文闡述的本發明的示範性實施例被認為是說明性的而非限制性。在不脫離本發明的精神和範疇的情況下，可對所描述的實施例進行各種改變。
為避免任何疑問，本文提供的任何理論解釋是供以改善讀者的理解。發明人不希望受限於這些理論解釋的任一者。
本文使用的任何章節標題僅用於組織上的目的，不應詮釋成限制所描述的標的。
在此說明書全文中（包括隨後的申請專利範圍），除非上下文另有要求，否則詞彙「包括」和「包含」及「包括」和「包含」的變化形式會理解為暗示包括所陳述的個體或步驟或是個體群或步驟群，但不排除任何其他個體或步驟或是個體群或步驟群。
必須注意，如說明書和所附申請專利範圍中所使用，單數形式「一」及「該」包括複數參考對象，除非上下文另有明確說明。在本文中範圍可表達成從「約」一個特定值及/或至「約」另一個特定值。當表達這樣的範圍時，另一實施例包括從該一個特定值及/或到另一個特定值。類似地，當透過使用先行詞「約」將數值表示為近似值時，應理解該特定值形成另一實施例。與數值相關的術語「約」是視情況任選的，並且意味著例如+/-10%。
1-12‧‧‧步驟
當結合下文詳細描述考慮時，透過參考附圖可以完整地理解本發明之較佳實施例，這些描述僅作為範例提供，並且其中：
圖1是用於生產根據本發明使用的再造菸草的製造製程的說明圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
1-12‧‧‧步驟
Claims (11)
- 一種用於製造再造(reconstituted)植物材料的方法，該方法包括下述步驟：以一溶劑萃取一纖維植物材料，而提供一萃取物和一纖維部分；將該萃取物與該纖維部分分離；從該纖維部分形成一基片；將一尼古丁鹽與該萃取物組合，以提供一修飾的萃取物；將該修飾的萃取物施加於該基片。
- 如請求項1所述之方法，其中該溶劑是一水性溶劑。
- 如請求項1或2所述之方法，進一步包括下述步驟：將該萃取物濃縮，以提供一濃縮的萃取物，其中該尼古丁鹽與該濃縮的萃取物組合，而提供一濃縮的修飾的萃取物。
- 如請求項1所述之方法，其中該纖維植物材料是菸草。
- 如請求項4所述之方法，其中該菸草的形式是菸草葉、菸草莖、菸草粉及/或菸草塵。
- 如請求項1所述之方法，其中該尼古丁鹽選自：尼古丁鹽酸鹽、尼古丁二鹽酸鹽、尼古丁單酒石 酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁二水合酒石酸氫鹽、尼古丁硫酸鹽、尼古丁一水合氯化鋅、及尼古丁水楊酸鹽及上述者之組合。
- 如請求項1所述之方法，其中該尼古丁鹽是以一水溶液提供。
- 如請求項7所述之方法，其中該尼古丁鹽之水溶液包括一共溶劑。
- 一種用於HNB裝置的再造菸草產品，該產品是藉由根據前述請求項中之至少一項的製程生產，該再造菸草產品包括：一尼古丁鹽，選自：尼古丁鹽酸鹽、尼古丁二鹽酸鹽、尼古丁單酒石酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁二水合酒石酸氫鹽、尼古丁硫酸鹽、尼古丁一水合氯化鋅、及尼古丁水楊酸鹽及上述者之組合，其中尼古丁之含量為該再造菸草產品的2重量%至25重量%。
- 如請求項9所述之再造菸草產品，其中該尼古丁之含量為該再造菸草產品的5重量%至25重量%。
- 一種根據請求項9或10所述之再造菸草產品用於一HNB裝置中之用途。
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