(57)【要約】タバコ植物１２から選択されるタバコ植物材料１４から製作した染料２２、及びタバコ植物１２から染料２２を作製する方法５０。好ましい実施形態では、タバコ植物１２は、有機栽培され、植物１２の茎及び葉を染料２２の製作に利用する。一実施形態では、方法５０は、タバコ植物繊維１６及び染料２２を製作するために高温液体溶液２６を植物材料１４上に浸透させる。好ましい実施形態では、方法５０は、植物材料を粉砕するステップ、様々な溶液５６／６０／６４を形成するステップ、酵素カクテル５８／６２を添加するステップ、溶液６０／６４を設定時間の間加熱するステップ、及び溶液５６／６０／６４のｐＨレベルを選択的に調節するステップを含む。染料２２は、多数の色に製作でき、固着のための媒染剤を必要としない。方法５０は、廃棄物を生じさせない。方法５０はタバコ植物１２の使用を拡大し、環境に対する影響を最小にし、材料、燃料及び他の供給源をよりわずかしか必要としない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコ植物材料の溶液及び１つ又は複数の酵素を含む染料。
【請求項２】
前記タバコ植物材料は、タバコ植物の少なくとも１つの葉及び茎を含む、請求項１に記載の染料。
【請求項３】
前記タバコ植物は、少なくとも実質的に有機栽培される、請求項２に記載の染料。
【請求項４】
前記溶液中の前記タバコ植物材料は、粉砕装置によって粉砕され、前記１つ又は複数の植物酵素と混合する前に水と混合される、請求項１に記載の染料。
【請求項５】
タバコ植物から染料を製作する方法であって：
ａ）前記染料に加工するための１つ又は複数のタバコ植物材料を前記タバコ植物から選択するステップ；及び
ｂ）前記タバコ植物材料を溶液に変換するために前記タバコ植物材料を水で処理するステップ
を含む方法。
【請求項６】
前記タバコ植物は、少なくとも実質的に有機栽培される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記処理ステップは、少なくとも実質的に閉ループ・システムである処理システムにより達成される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記処理ステップは、前記タバコ植物材料をパルプ材料に変換するのに十分な時間の間、前記タバコ植物材料を高温液体溶液にさらすこと、及び前記タバコ植物材料からの過剰な液体から前記染料を製作するために前記過剰な液体を除去することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記処理ステップは、前記高温液体溶液を前記タバコ植物材料上に浸透させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記高温液体溶液は、水、二酸化アンモニア及び二酸化硫黄を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記処理ステップの前に前記タバコ植物材料を粉砕するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記処理ステップの後に１つ又は複数の酵素を前記溶液に添加するステップ、前記添加ステップの後に前記溶液を加熱するステップ、及び前記加熱ステップの後に前記溶液のｐＨレベルを調節するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記１つ又は複数の酵素は植物酵素である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶液をチタン・フィルタに通して処理容器に移入するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記移入ステップの後、前記溶液をブレンダで混和するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
タバコ植物から染料を製作する方法であって：
ａ）前記染料に加工するための１つ又は複数のタバコ植物材料を前記タバコ植物から選択するステップ；
ｂ）前記タバコ植物材料を粉砕するステップ；
ｃ）第１の溶液を製作するために前記タバコ植物材料に水を添加するステップ；
ｄ）第２の溶液を製作するために第１の酵素カクテルを前記第１の溶液に添加するステップ；
ｅ）前記第２の溶液を加熱するステップ；
ｆ）第３の溶液を製作するために第２の酵素カクテルを前記第２の溶液に添加するステップ；
ｇ）前記第３の溶液を加熱するステップ；
ｈ）前記第３の溶液を冷却するステップ；及び
ｌ）前記第３の溶液のｐＨレベルを調節するステップ
を含む方法。
【請求項１７】
前記調節ステップは、前記第３の溶液と１つ又は複数のチタン板との相互作用によって達成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第３の溶液をブレンダ内で混和するステップを更に含み、前記調節ステップは、前記第３の溶液と前記ブレンダ内の又は前記ブレンダに関連付けられたチタンとの相互作用によって達成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の酵素カクテル添加ステップの前に前記第１の溶液のｐＨレベルを調節するステップ、前記第２の酵素カクテル添加ステップの前に前記第２の溶液のｐＨレベルを調節するステップ、及び前記第３の溶液加熱ステップの前に前記第３の溶液のｐＨレベルを調節するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記調節ステップの前に前記第３の溶液を１つ又は複数のチタン板を有するフィルタに通して処理容器に移入するステップ、及び前記移入ステップの後に前記第３の溶液を１つ又は複数のチタン刃を有するブレンダで混和するステップを更に含み、前記調節ステップは、前記第３の溶液と前記チタン板及び前記チタン刃との相互作用によって達成される、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１０年５月１９日出願の米国特許出願第１２／７８３，５０３号の一部継続出願である、２０１２年４月３０日出願の米国特許出願第１３／４６０，８２０号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般に植物ベースの染料及びそのような染料の作製方法に関する。詳細には、本発明は、タバコ植物材料から作製する染料及びそのような染料の作製方法に関する。より一層詳細には、本発明は、環境に優しく効率的な様式でタバコ植物から染料を製作するために利用するそのような方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
植物繊維材料は、多種多様な布帛を製造できる布素材の製作に長年の間利用されてきた。特に、アサ、アマ、黄麻、イラクサ、ラミー等を含めた様々な植物の靭皮繊維を多種多様な異なる布帛に利用できることは長年の間公知である。靭皮繊維は、木部と呼ばれる、植物の幹の木芯の外側、及び植物の最も外側の部分（例えば樹皮）下で成長する。こうした繊維は、植物に強度を与え、師部（靭皮繊維のすぐ下の植物の層であり、有益な繊維が位置する）の導通細胞を支持する。典型的な植物の靭皮繊維は、のり状の物質であるペクチンと、カルシウムイオンとの組合せによって木芯繊維に結合している。しかし、靭皮繊維を有利に使用するためには、靭皮繊維を幹の残部から分離しなければならない。典型的には、木芯からの靭皮繊維の分離は、植物の内側の幹を腐敗させて外側の靭皮繊維をそのままの状態で残す方法である、一般にレッティングと呼ばれる処置の利用によって達成される。レッティングは、陸上又は水中のいずれかの微生物によって、或いは化学物質又はペクチン分解酵素の使用によって達成される。
【０００４】
レッティングの最も一般的な方法は、レッティングする植物材料を池、小川、畑又は漕内に入れ、十分な時間の間材料を水にさらして水を中心の幹部分にしみ込ませ、内部細胞を膨張させ、最も外側の層が破裂できるようにし、それによって腐朽生成細菌に内側の核をさらすことを含み、この腐朽生成細菌が内側の幹を腐敗させ、外側の繊維をそのままの状態で残すことになる（外皮除去（ｄｅｃｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）として公知の処置である）。当技術分野では周知であるように、レッティング方法は主として、いくつかの環境問題をもたらす化合物を生成し、この化合物は廃水を適切に処理しない場合の汚染及び悪臭を引き起こすおそれがある。植物材料を池又は小川に浸水させる必要がある池及び小川でのレッティングは、最も迅速なレッティング方法である傾向があるが、こうしたレッティングは、最も汚染を生じさせる傾向もある。植物材料を大きな畑に広げ、植物材料に付いた露を回収可能にすることを伴う、畑でのレッティングは、より多くのかなりの時間がかかるが、生じさせる汚染はより少ない傾向がある。漕でのレッティングは、典型的には、コンクリート樽等を漕として一般に利用する方法に対しより優れた制御を実現するが、漕でのレッティングも、廃水中にかなりの有毒元素を生じさせ、環境に解放する前に処理しなければならない。一部の方法では、硫黄及び他の有毒化学物質が、植物の幹の木芯から靭皮繊維を分離する方法を加速させ、より効率的に達成するためにシステム内に導入される。
【０００５】
布素材（並びに他の多くの製品）に精通している者に周知であるように、天然材料から作製した製品、及び環境に対して害のある影響を減らすようにより環境に優しい又は「グリーンな」様式で製作した製品に対する要求は高まっている。天然製品から且つ環境に優しい様式で作製した製品は、特に望ましい。植物に関して、植物繊維での利用であろうと、食料源としての利用であろうと、自然に又は有機栽培で栽培された製品に対する要求はかなり高まっている。そのような製品の製作の１つの共通する特徴は、そのような製品が、化学肥料、殺虫剤及び他の製品を使用しないで、又は少なくともそれらの量をかなり低減させて栽培されることである。多くの消費者は、有機栽培製品を望んでいる。というのは、有機栽培製品は、雨水及び地下水の浸透による汚染物質の可能性を大幅に減らし、化学物質の生成、配送、並びに陸地及び／又は植物への適用を必要としないことで全体の「カーボン・フットプリント」を著しく低減し、危険で有害な可能性のある化学物質を食物連鎖内に組み込まないからである。布素材のための天然植物材料の使用は、一般に天然製品に対する要望の高まりにより恩恵を得てきた。残念ながら、布素材のための天然植物材料の使用は、有機栽培条件下で栽培可能にすることを含めて、有機栽培である利益を確かに有するが、布素材の作製に使用する、植物を処理して所望の靭皮繊維を分離するレッティング方法は一般に有機栽培でなく、あるいは環境に優しいとはみなされていない。
【０００６】
布素材の製作にこれまで利用されなかった１つの植物は、タバコ（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ）属の植物であるタバコ植物である。タバコ草属に分類される多くの種類のタバコ植物があり、これらの全てを集合的にタバコ植物と称する。タバコ植物の葉は、喫煙タバコ製品、噛みタバコ製品、嗅ぎタバコ製品として、米国及び他の場所において使用に対する長い歴史を有するが、タバコの植物繊維は、おそらく一つにはタバコ製品の製造に使用する植物の葉の高い価値のために、布素材又は布素材に関連する任意の製品を形成するために一度も利用されたことがないと思われる。タバコ植物の葉は、有機殺虫剤として、及び一部の医薬品にも利用されている。商業的に有益であるのが主として植物の幹であるアサ及びイラクサ等のそのような植物とは異なり（茶又は食料物品としての葉のいくつかの使用法を除いて）、タバコ植物は、主として葉のためだけに栽培される。巻きたばこ及び他の喫煙製品としての消費に関して、タバコ植物は、植物内の窒素を欠乏させ、より所望の風味をもたらすために鉱物の燐灰石により肥料を施されることが多い。しかし、鉱物の燐灰石は、ラジウム、鉛、及び放射性発がん物質であることが公知である他の化合物を含有する。葉をタバコ植物から収穫した後、葉を保存処理し、熟成させてタバコ葉中の発がん物質をゆっくりと酸化、分解可能にする。タバコ製品のためのタバコ植物の生産は、比較的大量の肥料及び殺虫剤の使用を必要とすることが公知であり、これらは、往々にして最後に水路及び食物連鎖に至る。典型的な保存処理方法には、大量の燃料、典型的には石油、石炭及び天然ガスを必要とする。これらの燃料源に十分にアクセスできない世界の多くの地域では、タバコ葉の保存処理に大量の木材を利用し、このことが、森林伐採の一因となる要因であることは公知である。
【０００７】
特に巻きたばこ及び他の喫煙製品の形態でのタバコの使用は、死につながるおそれのあるがんを含めて、様々な健康問題を引き起こすことが公知である。タバコ製品の使用に関連する健康問題の結果、そのような製品を入手できるのは、米国では１８才以上の人に制限される。更に、多くの政府及び他の機関は、公共広告、及びタバコ製品のみを対象とする税金を課すことにより、人々にそのようなタバコ製品の使用をやめることを積極的に強く奨励している。タバコの喫煙及び他の使用法は、大部分の公共の場及び職場で禁じられている。様々な健康への悪影響、費用、利便性、及びタバコ製品の使用に関連する他の問題のために、タバコ製品の使用は、ここ何年も著しく減少している。この使用の減少は、経時的に継続することが予期される。結果として、タバコ植物の生産能力は過剰になる可能性があり、このことは、天然の布素材、染料及び他の製品としてのタバコ植物の経済的使用を可能にする。しかし、現在、ともすれば有害なタバコ植物を、布素材、染料、又は効率的で経済的な環境に優しい他の有用な製品に変換する公知の方法はない。
【０００８】
繊維等の色を変化させる染料は、何千年もの間使用されてきたことが公知である。染料は、動物、植物及び鉱物材料を含めた、様々な供給源から作製できる。最も一般的な染料の形態は、植物、典型的には液果、根、樹皮、葉、及び植物の樹木部分として天然で生じる。天然染料は、菌類及び地衣類から作製されることも公知である。染料は一般にこれら及び他の天然生成物から作製されるが、現在、染料は一般に多種多様な異なる化学物質から合成的に製作される。実際、商業的観点からは、天然染料は、大規模な量では滅多に製作されない。天然染料は製作時に、染色堅牢度を改良し、水、光及び汗による退色から保護する媒染剤の使用を必要とする。周知であるように、媒染剤を使用して染料を繊維、布素材及び他の材料上で定着させ、染料との配位錯体を形成することによって媒染剤の目的を達成し、次に染料を染色すべき材料に付着させる。媒染剤に関する１つの問題は、特定の着色使用での媒染剤の選択が、染色すべき材料の最終色として重要であり、媒染剤の選択が大いに影響を与える場合があることである。更に、ほとんどの媒染剤は、媒染剤を適切に保管、取扱い又は処分しなければ人に有害であり、環境に害を及ぼすことが公知の重金属を含有する。媒染剤に関連する問題に照らして、容易で、効率的で、比較的安価に製作でき、媒染剤を使用せずに利用できる天然染料に対する要望がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、必要とされるのは、タバコ植物材料から作製される染料、並びにこうした材料を染料及び他の有用な製品に効率的且つ有効に変換する方法である。好ましくは、染料は、タバコ植物の１つ又は複数の構成要素から作製されるものとする。タバコベースの染料を作製する好ましい方法は、有機栽培のタバコ植物の利用に適合可能であり、そのような植物から染料及び他の有用な製品を効率的で経済的に、環境に優しい様式で製作可能であるものとする。好ましくは、タバコ植物から染料を作製する方法は、環境を汚染しない及び／又は方法を利用する者に健康問題をもたらさないように選択されるものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の染料及びタバコ植物から染料を作製する方法は、利益を提供し、上記で特定した課題を解決する。換言すると、本発明は、タバコ植物から作製する新規の染料、及びそのような染料を製作するためのタバコ植物の利用方法を開示する。本発明の染料及び染料の作製方法は、有機栽培で育てたタバコ植物を利用し、結果として、有機栽培で育てたタバコ植物を効果的に促進する。布素材は、タバコ植物に由来する繊維から全部又は部分的に作製される。本発明の方法は、効率的且つ経済的であり、全体的に環境に優しい様式でタバコ植物を染料及び様々な他の製品に変換する。本発明の方法により、現在、有害なタバコ製品の製作に主に利用されるにすぎない植物を使用可能にし、染料、布素材、精油及び他の非有害製品のための植物の使用を促進する。したがって、本発明の方法は、次第に使用が減少するものと見られる植物と一般にみなされるものに対して、著しく新規な使用法を提供することになる。一実施形態では、本発明のタバコ植物の利用方法は、タバコ植物の全部分を利用することになる。別の実施形態では、タバコ植物の葉及び茎を利用して、タバコ植物由来の布素材及び布帛を含めた、全ての種類の布素材及び布帛に利用できる染料を作製する。
【００１１】
本発明の一実施形態では、新規布素材は、タバコ植物に由来するタバコ植物繊維から作製される。本実施形態の好ましい構成では、タバコ植物は、化学物質の使用、及び化学物質の環境への導入を低減又はなくすため、並びにタバコ植物の栽培、収穫及び加工に必要なエネルギー及び水の量を低減するために有機栽培される。タバコ植物繊維を製造して、衣類、覆い及びバッグ及び他の多くの使用法に使用できる布帛を形成する。必要な場合、タバコ植物繊維は、動物、植物又は鉱物からのもの等の天然繊維、並びに／或いは石油又は他の材料に由来するもの等の合成繊維を含む第２の材料繊維と混合して布素材を形成し、布素材に対する特定の所望の特性を達成できる。好ましい実施形態では、タバコ植物繊維は、タバコ植物材料を加熱液体溶液で処理することによって、好ましくは溶液をタバコ植物材料上に浸透させることによってタバコ植物から得る。布素材は、タバコ植物繊維を製作する間にタバコ植物から得られる染料で染色できる。
【００１２】
一実施形態の、１つ又は複数のタバコ植物からタバコ植物繊維を得る方法は、一般に、タバコ植物材料をタバコ植物から得るステップ、及びタバコ植物材料を所望のタバコ植物繊維に変換するためにタバコ植物材料を処理システムで処理するステップを含む。好ましい実施形態では、タバコ植物は有機栽培され、本方法は実質的にタバコ植物全体を利用してタバコ植物繊維を製作する。好ましくは処理システムは、環境に材料が排出又は解放されるのをなくし、タバコ植物材料のタバコ植物繊維への変換に必要な材料及びエネルギーの量を低減するように、閉ループ・システムである。好ましい処理システムは、水、二酸化アンモニア及び二酸化硫黄を含む高温液体溶液をタバコ植物材料上に浸透させ、タバコ植物材料をそれ自体のジュースで本質的に蒸し煮にして、植物材料を所望のタバコ植物繊維に分解可能にする。高温液体溶液をタバコ植物上に浸透させると蒸気が生じ、この蒸気を凝縮し、誘導して処理システム内に戻す。処理システムからの液体、及び処理システムによって製作されるパルプの脱水による液体を天然染料として利用して、タバコ植物ベースの布素材又は他の布素材を着色する。
【００１３】
本発明の主な実施形態では、染料は、選択されるタバコ植物材料、即ちタバコ植物の葉及び茎から作製する。本発明の方法５０は、一般に：（１）タバコ植物材料を粉砕装置で粉砕するステップ；（２）粉砕したタバコ植物材料をステンレス鋼容器に入れるステップ；（３）第１の溶液を製作するために処理水をタバコ植物材料に添加するステップ；（４）第１の溶液のｐＨを調節するステップ；（５）第２の溶液を製作するために第１の酵素カクテルをタバコ植物材料／水又は第１の溶液に添加するステップ；（６）第２の溶液を加熱するステップ；（７）第２の溶液のｐＨを調節するステップ；（８）第３の溶液を製作するために第２の酵素カクテルを第２の溶液に添加するステップ；（９）第３の溶液を加熱するステップ；（１０）第３の溶液のｐＨを調節するステップ；（１１）第３の溶液を再度加熱するステップ；（１２）第３の溶液を冷却するステップ；（１３）第３の溶液のｐＨを調節するために第３の溶液をチタン板を有するチタン・フィルタ・システムに通して処理容器に移入するステップ；及び（１４）第３の溶液をチタン刃を有するブレンダで混和するステップを含む。本方法は、染料濃縮物をもたらす。必要な場合、ある量の液体染料は、水を染料濃縮物に添加することにより製作できる。
【００１４】
本発明の方法の好ましい実施形態では、タバコ植物材料は、有機栽培のタバコ植物から得られる。水は、タバコ植物材料と混合する前に、水をチタンろ過システムに通して水のｐＨを約７．５に調節することによって処理する。粉砕装置は、タバコ植物材料を最終染料の所望の色及び色相をもたらすように選択したレベルの細かさまで粉砕する。植物酵素のペクチン酸リアーゼ及びキシラナーゼを含む第１の酵素カクテルを添加する前に、ソーダ灰等を使用して第１の溶液のｐＨを調節する。第２の溶液を加熱した後、第２の溶液のｐＨを酢酸又は緩衝液を使用して所望のレベルに調節する。第２の溶液を加熱しｐＨを調節した後、第３の溶液を製作するために植物酵素のセルラーゼを含む第２の酵素カクテルを第２の溶液に添加する。次に、第３の溶液を加熱し、ソーダ灰等を使用してｐＨを調節し、次に加熱する。次に、第３の溶液を冷却し、チタン・フィルタに通して処理容器に移入し、これにより第３の溶液のｐＨレベルを調節し、溶液中に溶解しない材料があれば中性状態に変換する。次に、第３の溶液をチタン刃を有するブレンダ内で混和してタバコベースの染料濃縮物のｐＨを調節する。タバコ植物のジュース及び添加した酵素は、タバコ植物のタバコ植物材料である葉及び茎を分解して所望の色、色合い及び色相を有する染料をもたらす。必要な場合、色を強め、異なる色合い又は色相をもたらし、染料を安定化するために、硫酸第一鉄等の添加剤を上記方法によって製作した染料に添加してもよい。他の天然染料とは異なり、本発明の方法によって製作した染料は、タバコ植物、他の天然製品、または人工製品から製作するか否かを問わない繊維、布素材及び布帛にそれ自体を結合させる媒染剤の使用を必要としない。染料を定着させる媒染剤を必要としない以外は、本発明の染料は、繊維、布素材及び布帛を着色するのに実質的に同じ様に利用される。他の天然染料又は合成染料の製作方法とは異なり、本発明の方法は、廃棄材料を何も生じさせない。
【００１５】
したがって、本発明の主な態様は、上記で説明した様々な利点を有し、従来技術の染料及びそのような染料の作製方法に関連する欠点及び制限を克服する、タバコ植物由来の染料、及びタバコ植物からそのような染料を作製する方法を提供することである。
【００１６】
効率的且つ経済的であり、環境に優しい様式で達成される、タバコ植物から染料及び他の製品を作製する方法を提供することは、本発明の重要な態様である。
【００１７】
タバコ植物由来の染料及びそのような染料の作製方法、並びに有機栽培で育てたタバコ植物の使用を促進、奨励することによって費用及び環境への大幅な利益をもたらす他の製品を提供することも、本発明の重要な態様である。
【００１８】
タバコ植物から作製し、羊毛及び綿等の天然布素材並びにタバコ植物から作製した布素材を含めた多種多様な布素材に利用できる天然染料を提供することも、本発明の重要な態様である。
【００１９】
布素材又は布帛を永続的に染色し、他の染料よりも耐退色性があり、染料を安定化し且つ染料を布素材又は布帛に結合させる媒染剤を必要としない、タバコ植物由来の染料を提供することも、本発明の重要な態様である。
【００２０】
本発明の更に別の重要な態様は、染料として利用できる液体を製作するために、加熱液体溶液を利用してタバコ植物材料を分解させる実質的な閉ループ・システムを含む方法を提供することである。
【００２１】
本発明の上記及び他の態様並びに利点は、本発明によって達成される。こうした態様及び利点は、以下の好ましい実施形態の記載において添付の図面を参照して、より詳細に説明される。本明細書に記載のように、本発明は、只今上記で説明し、特許請求の範囲によって理解される形態、構成、動作モード及び上記の組合せの新規の特徴にある。
【００２２】
好ましい実施形態、及び本発明を実施するのに現在企図される最良の形態を図面に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に従って構成した、タバコ植物から布素材及び染料を得る方法全体の要約図である。
【図２】タバコ植物からタバコ植物繊維及び天然染料を製作するための、図１で要約した方法に利用する高温液体溶液の要約図である。
【図３】本発明の方法に従って染料を製作するステップの全体要約図である。
【図４】本発明の方法の一実施形態に従って染料を製作するステップの要約図である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に対する読者の理解を促進するように同様の要素が同様の数字表示を示している図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を以下に示す。含まれる文及び図面は、１つ又は複数の好ましい実施形態を例示するものにすぎず、したがって本発明を構成する１つ又は複数の様々な方法を開示する。特定の構成要素、材料、構成及び使用法を例示するが、本明細書に記載され、添付の図面中にある構成要素及びこうした構成要素の構成に対するいくつかの変形は、本明細書に記載の本発明の範囲及び機能を変更することなく行い得ることを理解されたい。例えば、本明細書で提供する図面及び説明は、タバコ植物から繊維及び染料を製作する方法に対する特定のステップ及び化合物を示しているが、このことが単に本開示を単純にする目的であり、本発明をそのように限定しないことを当業者は容易に理解するであろう。
【００２５】
本発明の実施形態のうち１つに従って構成した、タバコ植物から布素材及び染料を製作する方法を全体的に１０として図１に示す。本発明の主な実施形態に従って構成したタバコ植物から染料を製作する方法を、全体的に５０として図３に示す。以下でより詳細に示し、図１及び図３で要約するように、方法１０及び５０は、好ましくは有機栽培のタバコ植物１２を利用する。図１及び図２の方法１０では、タバコ植物１２は、タバコ植物繊維１６を製作するために処理されるタバコ植物材料１４をもたらし、このタバコ植物繊維１６を利用して布素材１８を形成し、この布素材１８は、洋服、ハンドバッグ、バッグ、ロープ、カバー、寝具、並びに天然素材及び／又は合成繊維を有する布素材から一般に作製される多種多様な他の材料の作製に使用できる布帛２０を形成するために加工される。好ましい構成では、方法１０は、タバコ植物１２から天然染料２２及び他の有用な副生成物をももたらす。方法５０では、タバコ植物１２は、天然染料２２を製作するためにも利用される。現在の非有機栽培方法により栽培されたタバコ植物１２を方法１０及び５０に利用できるが、有機栽培のタバコ植物１２は、そのようなタバコ植物１２が環境に害を及ぼす可能性があると一般にみなされる化学物質の使用を必要としないために、好ましい。図１、図２及び図３に示すように、タバコ植物１２又はその部分を処理する方法１０及び５０の好ましい構成は、有害な化学廃棄物を環境内に一切導入せず、この構成は、方法１０／５０により製作され、その最終製品（例えば布素材１８及び染料２２）としては選択されない全ての材料を実質的に再利用する閉ループ・システムとして構成できる。以下でより詳細に示すように、方法１０は、タバコ植物１２の様々な有益な特徴を保持して、優れた価値の布帛２０を製作できる特有の布素材１８に利用されるタバコ植物繊維１６を製作する。同様に、以下でもより詳細に示すように、本発明の方法５０は、媒染剤を使用せずに多種多様な繊維、布素材及び布帛の着色に利用できる染料２２を製作するために、タバコ植物の様々な有益な特徴を活用する。
【００２６】
方法１０は、利用可能な様々な種類のタバコ植物１２の特性を活用する、本発明者が一般に「生物脱ガム」（ｂｉｏ−ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ）と呼ぶ処置を利用して、環境に影響を与えずにタバコ植物１２の繊維１６に分解し、このことは、方法１０によって製作する繊維１６に損傷をほとんどもたらさない。方法１０の生物脱ガムは、有害な化学物質及び他の廃棄生成物を利用しない又はもたらさず、これら化学物質及び他の廃棄生成物は、靭皮繊維を植物の木芯から分離するのに使用される標準的な外皮除去処置の間、ペクチンの分解に一般に使用される又は関連するものである。更に方法１０は、繊維、茎及び葉の全要素を所望の有用な繊維１２及び染料２２に分解するために、茎及び葉を含めた植物全体を嫌気性生物環境で使用する生物消化方法を含む。正確な時間（異なる種類のタバコ植物１２によって異なる可能性がある）で生物消化を停止すると、タバコの葉、茎及びくず繊維は、強度を喪失したり、脆いと感じたりすることなく（これらのことは他の方法及び／又は植物で起こることがある）所望の条件にある。いかなる追加の化学物質、酵素または他の補助物質も要することがないことに加えて、方法１０は、タバコ植物１２の自然な色、香気及び芳香を損なわず、更に、方法１０により製作される布素材１８及び布帛２０に有利に利用される。非侵襲的な方法１０により製作される天然液は、タバコ植物繊維１６及び染料２２を特有のものにし、所望の布素材１８への加工を可能にする。
【００２７】
上述のように、方法１０の好ましい実施形態は、有機栽培のタバコ植物１２を布素材１８、染料２２及び他の任意の製品に変換する植物材料１４の供給源として利用する。方法１０を使用する有機栽培のタバコ植物１２は、葉及び茎の繊維植物材料を含めて、殺虫剤、除草剤又は落葉剤を使用せずに大量の収穫物をもたらすことができる。というのは、タバコ植物１２が、喫煙タバコ製品、噛みタバコ製品及び同様のタバコ製品のために栽培されるのではなく、布素材１８及び染料２２を製作する方法１０によって利用されるという特定の目的で栽培されるためである。繊維に木材チップではなくタバコ植物１２を利用する１つの利点には、茎、葉及びタバコ植物１２の他の植物材料が単位重量あたりセルロース及び繊維を２倍多く有するということがある。有機栽培のタバコ植物１２を利用する利点は、有機栽培のタバコ植物１２からタバコ植物繊維１６を使用すると、合成石油ベースの繊維及び木材パルプに対する環境に優しい代替物になると思われることである。全体として、当業者なら容易に了解するように、方法１０は人間の健康及び環境に利益を与え、同じ種類の製品を製作するための水及びエネルギーの使用を低減する。
【００２８】
多種多様なタバコ植物種を本発明の方法１０に利用できるが、Ｂｕｒｌｅｙ、Ｖｉｒｇｉｎｉａ、Ｏｒｉｅｎｔａｌ及びＢａｓｍａ種が、例えば方法１０において除草剤、殺虫剤又は他の化学物質を使用しない有機栽培に最も適していると考えられる。好ましくは、自然界の昆虫のみが防除に使用されることになる。本発明の方法１０は、茎、葉を含めてタバコ植物１２全体を利用するので、方法１０は、タバコ植物１２全体を効果的に生分解可能にする。特に有機栽培のタバコ植物の使用の促進に関する方法１０の他の利点は、方法１０が全体の収率をより高くし、製造費をより安くし、資本費用を安くし、汚染、エネルギー消費及び水の使用をはるかに少なくすることである。タバコは方法１０の間に保存処理をしないので、エネルギー使用を更に低減し、木材の必要性を更に少なくし、それによって環境、特に土壌及び大気に対する影響を減らす。現在、有機栽培で環境に優しく栽培されるタバコ植物１２は、あるとしてもほんのわずかしかないと考えられている。
【００２９】
上述のように、本発明の方法１０は、好ましくは、図１に最も良く示される閉ループ・システムであるように構成される。タバコ植物１２は、樹木の繊維に比べてより植物状の繊維であり、有毒化学物質は、タバコ植物１２をパルプ又は繊維状パルプに分解するのに必要とされず、このパルプ又は繊維状パルプを利用して本発明の布素材１８用タバコ植物繊維１６を形成できる。代わりに、本発明の方法１０は、タバコ植物材料１４を分解するためにタバコ植物１２中の天然化学物質を利用して所望の繊維１６を得る。以下に示すように、タバコ植物材料１４は基本的に、それ自体のジュースで十分な時間（タバコ植物１２の種類によって異なる可能性がある）の間蒸し煮にしてタバコ植物繊維１６を製作する。タバコ植物１２の個々の構成要素を本発明の方法１０に利用できるが、方法１０の好ましい構成は、繊維製品を増加させ、効率を改良し、廃棄物を減らすためにタバコ植物１２全体を利用する。また上述のように、方法１０は、全種類のタバコ植物１２に適用可能であると考えられる。様々な布帛２０になる布素材１８に使用するタバコ植物繊維１６を提供することに加えて、方法１０は、タバコ植物由来の布素材１８（又は布素材１８は天然の色のタバコ植物繊維１６であってもよい）及び他の布素材に利用できる、図１に示す天然染料２２ももたらす。以下でより詳細に示すように、方法１０によって製作した染料２２は、永続的で、より耐退色性があり、染料を安定化し且つ染料を布素材１８又は他のあらゆる布素材に結合させる媒染剤を必要としない。
【００３０】
図１に最良に要約される本発明の方法１０は、好ましくは、加熱液体溶液２６をタバコ植物材料１４に散布して植物材料１４と相互作用させる処理システム２４を備え、そのため、植物材料１４は、それ自体のジュースで蒸し煮にされ、植物材料１４をタバコ植物繊維１６及び染料２２に分解することになる。好ましくは、処理システム２４は、閉ループ・システムである。閉ループの処理システム２４中の水は、植物材料１４を処理するため又は染料２２の作製に使用するために再利用されることになる。好ましくは有機栽培であるタバコ植物１２は、方法１０で利用されるタバコ植物材料１４を得るために収穫される。通常のタバコの収穫とは対照的に、収穫方法を著しく単純化してタバコ植物１２全体を畑から収穫する。実際は、いくつかの状況下では、燃料消費、及び機械収穫に関連する汚染を低減するために、機械類を利用するのではなくタバコ植物１２を手で収穫することが様々な理由で有益であることがある。収穫後、タバコ植物材料１４を閉ループの処理システム２４の内部に入れ、高温液体溶液２６をこれらのタバコ植物材料１４に散布する。一実施形態では、高温液体溶液２６のタバコ植物材料１４に対する比は、約４．５重量％であり、高温液体溶液２６は約１７０°Ｆの温度を有し、タバコ植物材料１４を十分に軟化させる必要に応じて約１８０分間散布する。タバコ植物１２の一部の種は、より高温若しくはより低温の液体、及び／又はより短時間若しくはより長い時間期間さらすことを必要とする場合がある。典型的には、高温液体溶液２６がタバコ植物材料１４を分解し、タバコ植物材料１４の重量の約５５％が分解されることになり、材料の残量は樹木のパルプ又はリネンよりも約１２．８％から１７％高い率である。
【００３１】
高温液体溶液２６をタバコ植物材料１４に散布すると、蒸気が生じ、この蒸気はタバコ植物材料１４の必要な分解を著しく支援する。蒸気は、染料２２の染液を重金属又は塩の使用を必要としない永続的な溶液にする。好ましい実施形態では、高温液体溶液２６は、（図２に示すような）地熱源２８、太陽エネルギー又は他のそのような供給源を使用する等、環境に優しい様式で水を加熱することによって得る。図２に同じく示すように、好ましい実施形態では、高温液体溶液２６は、加熱水、二酸化アンモニア及び二酸化硫黄を含み、これらを混合して溶液にし、処理システム２４内でタバコ植物材料１４に散布する。本発明者による実験では、この組み合わせにより、タバコ植物材料１４との化学反応が生じ、この化学反応が、タバコ植物材料１４を次にタバコ植物繊維１６の作製に使用する所望のパルプ材料３０に有利に分解し、他の繊維処理に関連する様々な環境問題を生じさせずに高品質の有用な染料２２を製作することがわかった。当業者は容易に了承するように、方法１０の高温液体溶液２６に使用する水は、純粋で、塩素等の化学物質を何も含んでいないものにすべきである。
【００３２】
好ましい実施形態では、高温液体溶液２６は、液滴浸透法を用いてタバコ植物材料１４に散布され、この液滴浸透法は、葉を含めたタバコ植物材料１４を十分に軟化させて所望のタバコ植物繊維１６にすることがわかっている。高温液体溶液２６をタバコ植物材料１４に浸透させると、材料１４は繊維１６に変換され、タバコ植物１２の茎部分を分解する蒸気が生じる。布素材１８として使用するために、パルプ材料３０は、依然として繊維段階にあるうちに取り除かれる。紙の作製に使用するには、パルプ材料３０は、所望の薄い繊維１６をもたらすようにできるだけ軟らかく（例えばほぼ液状に）する。次に、パルプ材料を洗浄し、脱水して、布素材１８の形成に使用するタバコ植物繊維１６を製作する。次に、布素材は、紡糸、織り、編み、かぎ針編み、接着、押圧によって、又は布帛２０に適用可能な他の公知の方法或いはそれらの組合せによって所望の布帛２０に加工する。製品の中でも、布素材１８は、織物用糸、縫い糸、フリース等の形成に利用できる。図１に示すように、処理システム２４で生じる蒸気は、凝縮して液体に戻し、誘導して高温液体溶液２６内に戻し、凝縮できないガスがあれば放散する。材料を再循環、再利用し、タバコ植物全体を利用することによって、閉鎖式の一体型環境の処理システム２４は、方法１０からのあらゆる汚染を低減又は実質的になくす。
【００３３】
本発明の方法１０によって製作した繊維１６は、他の天然繊維及び合成繊維とは対照的に、繊維１６に充満する固有の香気及び繊維１６に完全に染み込んだ芳香を有することが本発明者によってわかっている。良い匂いである芳香は、かすかであるが、いくぶん複雑なものである。更に、他の繊維材料と更に対照に、この芳香は、本発明の繊維１６によってかなり長時間保たれ、実際、軽い洗浄により芳香が再生することがわかっている。方法１０で生じ、繊維１６中に留まる油は、布帛２０を自然に柔軟にし、布帛２０から作製した衣類又は他の物品を柔軟にする他の化学製品の必要性を著しく低減する。得られた繊維１６は、強く、しかも軟らかく、天然の印象的な光沢を有してかなり贅沢である。繊維１６は、ファインシルクのような外観、感触であるが、屋外用布帛で使用される上着用かさ高加工糸に紡糸できる。方法１０によって製作した繊維１６から得られる布帛２０にもたらされる色は、繊維１６内に染み込んだ、多回数の洗濯によっても長持ちする自然な特有の色であり、このことは繊維１６を損なうことなく、布帛２０をかなり価値あるものにする。
【００３４】
図１に同じく要約するように、処理システム２４内でタバコ植物材料１４に散布される過剰な液体の一部は、方法１０において、高温液体溶液２６に再利用するために戻される。特にパルプ材料２８の脱水中に除去される、液体の残りの部分は、染料２２の製作に利用される。実際、方法１０は、それ自体の染料２２をもたらし、この染料２２は、タバコ植物繊維１６から製作した布素材１８及び／又は他の布素材（例えば方法１０によって製作しないもの）の染色に利用できる。方法１０により製作した染料２２の１つの特定の利点は、染料２２が布素材１８又は他の布素材に飽和させる媒染剤を必要としないことである。それ自体では繊維に結合せず、したがって布素材１８の染色に媒染剤を必要とする他の染料とは反対に、染料２２は布素材１８を含めた布素材にそれ自体が永続的に結合して効果的に布素材１８の一部になる。タバコ植物１２に特有であるこの特徴は、できるだけ多くのタバコ植物１２の完全な利用を単一の方法、即ち方法１０で実質的に可能にする。染料２２を定着させる媒染剤の必要性をなくすと、更なる化学物質への要求が減り、したがって環境に対するいくつかの利益がもたらされる。
【００３５】
上述のように、方法１０によって製作する染料２２は、タバコ植物繊維１６から製作した布素材１８、他の布素材及び／又は布素材１８と他の布素材との混合物の着色に利用できる。本実施形態の目的に関して、他の布素材の製作に利用する繊維は、図１に示すように第２の材料繊維３２と呼ぶ。第２の材料繊維３２は、動物、植物又は鉱物源から得られるもの等の天然繊維（羊毛、綿を含む）、及びナイロン、ポリエステル、アクリル等の合成繊維、又は天然繊維と合成繊維との組合せとすることができる。様々な第２の材料繊維３２の入手しやすさ、望ましさ及び有益な使用法は、当技術分野で一般に周知である。図１に示すように、第２の材料繊維３２は、タバコ植物繊維１６と混合して混合繊維の特性を有する所望の布素材１８を製作できる。方法１０によって製作した染料２２は、５０以上の色相と推定され、淡色から濃色までに及ぶ広範囲の利用可能な色相を有する。染料２２の色は、タバコ植物１２の種類、及びタバコ植物１２が収穫されたときの成長段階によって主に影響される。
【００３６】
タバコ植物１２から作製される繊維１６、布素材１８及び染料２２の使用法には、ほとんど制限がない。方法１０から得られる繊維１６を多種多様な異なる製品に利用できると、タバコ植物１２に対する新たな市場が生じ、タバコ植物１２の有機栽培を促進し、現在多くの人が有毒で、社会にとって有益ではないと考えている植物のための新たな、環境に優しい使用法を提供する。実際は、方法１０を利用して、農場から工場までの完全に持続可能な経済を支持でき、このことは地元の雇用に有益であり、一方でタバコ植物１２を栽培し、繊維１６に加工する１つ又は複数の領域の「フットプリント」を非常に小さいままにする。繊維の製作に現在利用可能な手段とは異なり、方法１０は、環境に排出又は環境中に処分される有毒化学物質を使用せずに、タバコ植物１２ほぼ全体を利用することによって繊維１６を製作する。
【００３７】
本発明の方法５０に関して、その好ましい実施形態は、染料２２に変換されるタバコ植物材料１４の供給源として有機栽培のタバコ植物１２を利用する。方法５０で使用する有機栽培のタバコ植物１２は、殺虫剤、除草剤又は落葉剤を使用せずに葉及び茎の材料を含めた大量の収穫物をもたらすことができる。というのは、タバコ植物１２が、通常の喫煙タバコ製品、噛みタバコ製品及び同様のタバコ製品のために栽培されるのではなく、染料２２を製作する方法５０により用いるという特定の目的で栽培されるためである。上記で示すように、有機栽培のタバコ植物１２を染料２２の作製に利用する１つの利点は、そのようなタバコ植物１２の使用が合成的に製作した染料に対して著しく環境に優しい代替物となることである。染料２２の作製のための本発明の方法５０の他の利点は、特に有機栽培のタバコ植物の使用の促進に関して、方法５０が全体の収率をより高くし、製造費をより安くし、資本費用を安くし、汚染、エネルギー消費及び水の使用をはるかに少なくすることである。タバコは本発明の方法５０の間に保存処理をしないので、エネルギー使用を更に低減し、木材の必要性を更に少なくすることになり、それによって環境、特に土壌及び大気に対する影響を更に低減する。全体に、当業者なら容易に了解するように、本発明の方法５０は、人間の健康及び環境に利益を与え、ともすれば同様の製品の製作に必要であると思われる水及びエネルギーの量を低下させる。
【００３８】
図３の図表のいくぶん特定の実施形態に関して要約した本発明の方法５０は、一般に：（１）選択したタバコ植物材料１４を粉砕するステップ；（２）タバコ植物材料１４に水を添加するステップ；（３）タバコ植物材料／水溶液のｐＨを調節し、溶液を加熱し、酵素を溶液に添加し、次に溶液を再度加熱することによって溶液を処理するステップ；（４）溶液のｐＨを調節し、他の酵素を溶液に添加し、溶液を加熱することによって溶液を更に処理するステップ；（５）溶液のｐＨを調節し、溶液を加熱し、次に溶液を冷却するステップ；（６）酵素処理した溶液をチタン板を有するフィルタでろ過するステップ；及び（７）溶液をチタン刃を有するブレンダで混和するステップを含む。上記で要約した方法５０は、染料２２の濃縮物形態をもたらし、この濃縮物形態は、液体染料２２を得るために水を添加することにより更に加工できる。
【００３９】
より具体的には、図４の図表に記載の本発明の方法５０は：（１）タバコ植物材料１４を粉砕装置５２で粉砕するステップ；（２）タバコ植物材料１４をステンレス鋼容器５４に入れるステップ；（３）第１の溶液５６を製作するためにｐＨ処理した水をタバコ植物材料１４に添加するステップ；（４）第１の溶液５６のｐＨを調節するステップ；（５）第２の溶液６０を製作するために第１の酵素カクテル５８を第１の溶液５６に添加するステップ；（６）第２の溶液６０を加熱するステップ；（７）第２の溶液６０のｐＨを調節するステップ；（８）第３の溶液６４を製作するために第２の酵素カクテル６２を第２の溶液６０に添加するステップ；（９）第３の溶液６４を加熱するステップ；（１０）第３の溶液６４のｐＨを調節するステップ；（１１）第３の溶液６４を加熱するステップ；（１２）第３の溶液６４を冷却するステップ；（１３）第３の溶液６４をチタン板７２を有するフィルタ６８に通して処理容器６６に移入するステップ；及び（１４）第３の溶液６４をチタン刃７４を有するブレンダ７０で混和するステップを含む。当業者なら容易に了解するように、上記に示した方法５０は、水をそれに添加することにより液体染料２２に加工できる染料濃縮物７６をもたらす。
【００４０】
ステンレス鋼容器５４は、新鮮な及び／又は乾燥したタバコ植物くずから得られたタバコ植物材料１４を処理するために利用する。本発明の方法５０では、最初は染料濃縮物７６の形態である染料２２の製作に利用するタバコ植物材料１４は、タバコ植物１２の葉及び茎の部分であり、本発明の方法５０の好ましい実施形態では、（方法１０に関して上記した利益のために）有機栽培される。方法１０とは異なり、タバコ植物１２の茎は、方法５０では利用しない。茎は、方法５０では染料２２の製作に利用しないので、実際には（図１に示すような）タバコ植物繊維１６になるパルプ材料２８を得るために茎を蒸気で破裂させる必要がない。新鮮なタバコ植物材料１４に対する乾燥したタバコ植物材料１４の使用は、タバコ植物１３の種類と共に、本発明の方法５０によって製作する染料２２の色に影響することになる。上記で示したように、処理容器６６は、処理容器６６に関連付けられた、チタン板７２を有するフィルタ６８を有し、このフィルタ６８により第３の溶液６４のｐＨを約２．０のｐＨレベルに調節する。フィルタ６８にあるチタン板７２のこの使用によっても、タバコ植物材料１４中に存在する場合がある溶解しない材料（例えば非タバコ植物材料）があれば、約８．０のｐＨを有する非反応性材料を意味する中性状態に変換する。
【００４１】
タバコ植物材料１４を選択し、タバコ植物１２から分離した後、粉砕装置５２は、タバコ植物材料１４を所望の色合い及び色相に必要である色の強度に基づき選択される細かさのレベルまで粉砕する。タバコ植物材料１４の細かさ（又は細かさがないこと）によって決まることに加えて、得られる染料の色及び色相は、タバコ植物１２の種類によって及びタバコ植物１２を収穫したときの成長段階によって影響されることになる。本発明者は、染料２２のために最大３５の色を得、様々な色相を含めて、各色に対し約３０の色合いが生じた。当業者なら容易に了解するように、様々な粉砕装置５２を本発明の方法５０に利用して、粉砕されるタバコ植物材料１４に所望の細かさを与えることができる。一構成では、粉砕装置５２はチタン刃を有する。タバコ植物材料１４をステンレス鋼容器５４内にある間に粉砕できるが、好ましくは、タバコ植物材料１４は、容器５４の外で粉砕し、次に更なる処理のために容器５４の内部に移入する。ステンレス鋼容器５４の使用は、方法５０のそのような容器、即ち容器５４が容易に洗浄でき、且つあらゆる相互汚染の可能性を低減するように材料を吸収しないという公知の品質のために好ましい。
【００４２】
タバコ植物材料１４を粉砕し、まだそこになければステンレス鋼容器５４内に入れた後、粉砕したタバコ植物材料１４に湿潤溶液として水を添加し、第１の溶液５６を製作する。タバコ植物材料１４と混合する前に、水は、水が約７．５のｐＨを得るようにチタンろ過システムに通してろ過する。図４の実施形態では、約１５ｍｌの処理水を約２００グラムの粉砕タバコ植物材料１４に添加する。水を添加した後、第１の溶液５６のｐＨは、所望のｐＨレベルを得る必要に応じてソーダ灰を使用して約５．０に調節する。ｐＨレベルを得た後、第１の酵素カクテル５８を第１の溶液５６に添加して第２の溶液６０を製作する。第１の酵素カクテル５８は、植物酵素の組合せ、即ちペクチン酸リアーゼ及びキシラナーゼを含む。上記実施形態では、約１５０グラムの第１の酵素カクテル５８を第１の溶液５６に添加する。次に、第２の溶液６０は、ステンレス鋼容器５４中で約１５０°Ｆに６０分間加熱する。加熱後、第２の溶液６０のｐＨは、酢酸又は緩衝液等の材料を使用して約１１．５に調節する。第２の溶液６０が所望のｐＨレベルであるときに、第２の酵素カクテル６２を第２の溶液６０に添加して第３の溶液６４を製作する。上記した実施形態では、植物酵素のセルラーゼを含む２５０グラムの第２の酵素カクテル６２を第２の溶液６０に添加する。次に、第３の溶液６４を１４０°Ｆまで９０分間加熱する。加熱後、第３の溶液６４のｐＨを所望のｐＨレベルを得る必要に応じてソーダ灰等を使用して約１０．０に調節する。第３の溶液６４は、１８０°Ｆまで２５分間加熱し、次に７５°Ｆまで冷却する。
【００４３】
冷却した第３の溶液６４は、チタン板７２を有するフィルタ６８に通して処理容器６６に典型的には注ぐことによって移入し、これによりｐＨレベルを約２．０に調節し、第３の溶液６４中の溶解しない材料を中性状態（非反応性であり、約８．０のｐＨを有することを意味する）に変換する。チタン刃７４を有する可変高速ブレンダ７０を利用して第３の溶液６４を混和し、第３の溶液６４を所望のｐＨレベルに調節してタバコベースの染料濃縮物７６を調製するようにする。当業者なら容易に了解するように、第３の溶液６４、チタン板７２、及びチタン刃７４の間の相互作用が第３の溶液のｐＨを調節することなる。前述のように処理できる高温水を染料濃縮物７６に添加して液体染料２２を製作する。その量は、ｐＨレベルによって安定し、蒸気が生じる。上記実施形態では、方法５０は、約５．５ポンドの染料濃縮物７６を製作し、２，０００ｍｌの液体染料２２を作製することになる。当業者によって容易に了解されるように、染料濃縮物７６は、液体染料２２を製作するために周知の方法に従って水和できる。
【００４４】
上記で示したように、タバコ植物材料１４は、それ自体のジュースで蒸し煮にされ、第１の酵素カクテル５８及び第２の酵素カクテル６２の植物酵素は、方法５０の間タバコ植物材料１４を染料２２に分解する。好ましくは有機栽培されるタバコ植物１２は、本発明の方法５０で利用されるタバコ植物材料１４をタバコ植物１２から得るのを促進するように収穫される。本発明の方法５０により製作した染料２２又は染料濃縮物７６の１つの特定の利点は、染料２２又は染料濃縮物７６が布素材１８又は他の布素材（例えば非タバコ植物布素材）を飽和させる媒染剤を必要としないことである。それ自体では繊維に結合せず、したがって布素材１８を永続的に染色する媒染剤を必要とする他の染料とは反対に、染料２２は布素材１８を含めた布素材にそれ自体が永続的に結合して効果的に布素材１８の一部になる。方法５０の著しい利点は、方法５０が廃棄物を生じさせないことである。
【００４５】
図４に示す実施形態に関して、本発明の方法５０は：（１）染料２２に望まれる色及び色相に応じて、タバコ植物材料１４、即ち葉及び茎を粉砕装置５２で所望のレベルの細かさまで粉砕するステップ；（２）２００グラムの粉砕したタバコ植物材料１４をステンレス鋼容器５４に入れるステップ；（３）第１の溶液５６を製作するために１５ｍｌの処理水を粉砕したタバコ植物材料１４に添加するステップ；（４）ソーダ灰等を使用して第１の溶液５６のｐＨを５．０に調節するステップ；（５）第２の溶液６０を製作するために１５０グラムの第１の酵素カクテル５８を第１の溶液５６に添加するステップ；（６）第２の溶液６０を１５０°Ｆまで６０分間加熱するステップ；（７）酢酸又は緩衝液を使用して第２の溶液６０のｐＨを１１．５に調節するステップ；（８）第３の溶液６４を製作するために２５０グラムの第２の酵素カクテル６２を第２の溶液６０に添加するステップ；（９）第３の溶液６４を１４０°Ｆまで９０分間加熱するステップ；（１０）ソーダ灰を使用して第３の溶液６４のｐＨを１０．０に調節するステップ；（１１）第３の溶液６４を１８０°Ｆまで２５分間加熱するステップ；（１２）第３の溶液６４を７５°Ｆまで冷却するステップ；（１３）ｐＨレベルを２．０に調節するために第３の溶液６４をチタン板７２を有するフィルタ６８に通して処理容器６６に移入するステップ；及び（１４）第３の溶液６４をチタン刃７４を有するブレンダ７０で混和するステップを含む。上記に示した方法５０は、５．５ポンドの染料濃縮物７６をもたらし、この染料濃縮物７６は、高温水を染料濃縮物７６に添加することによって約２，０００ｍｌの液体染料２２に変換できる。
【００４６】
当業者なら容易に了解するように、上記の例及び図３に示したタバコ植物材料１４、水及び酵素カクテル５８／６２の特定の体積及び量並びに特定のｐＨレベル、温度及び処理時間は、例示的目的に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図しない。当業者なら容易に了解するように、こうした体積、量、ｐＨレベル、温度及び時間は、染料２２の所望の製作量に応じて調節する必要があり、染料２２の製作に使用するタバコ植物１２の種類、及びタバコ植物１２が染料２２の製作用に収穫されたときの成長段階に応じて様々である可能性がある。これら及び他の要因に関し、ユーザの望む染料２２に対する特性を達成するために、特定の量、ｐＨ及び温度レベル及び時間に関して方法５０を調節する必要がある可能性がある。
【００４７】
上述のように、本発明の方法５０の１つの利点は、方法５０が廃棄物を生じさせないことである。当技術分野では周知のように、天然染料の作製方法は、一般に、処理或いは加工すべき廃棄材料をもたらす。本発明の方法５０によって製作する天然染料２２は、タバコ植物繊維１６から製作した布素材１８、他の布素材及び／又は布素材１８と他の布素材との混合物の着色に利用できる。方法５０によって製作した染料２２は淡色から濃色までに及ぶ広範囲の利用可能な色及び色相を有する。方法５０による染料２２の色は、タバコ植物１２の葉及び茎である選択されたタバコ植物材料１４を粉砕した細かさ、及び方法５０に使用するタバコ植物１２の種類並びにタバコ植物１２を収穫したときの成長段階によって主に影響を受ける。必要な場合、色を濃くする及び／又は染料２２を安定化するために、硫酸第一鉄等の添加剤を（濃縮物７６を含む）染料２２に添加してもよい。使用に際して、本発明の方法５０によって得られる染料２２は、タバコ植物１２から作製したか、及び／又は他の材料から作製したかに関わらず、繊維、布素材及び布帛に他の天然染料と同様に適用される。従来の天然染料とは異なり、本発明の染料２２は、染料２２を定着させる媒染剤の使用を必要としない。染色後、最終的に染色した材料の色は、永続的に定着することになる。
【００４８】
本発明の１つ又は複数の特定実施形態を本明細書で図示及び説明したが、本発明がそのように限定されず、設計及び材料の様々な修正及び再構成が本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく可能であることは当業者に容易に明らかであろう。特に、本発明は、本明細書に記載のあらゆる寸法関係に関して、その組付け、大きさ、形状及び使用法に関して、並びにその構成で使用する材料に関して様々な修正を受けることを留意されたい。例えば、本発明の目的を達成するために、等価の機能の構成要素と置き換えることができる本明細書に記載のいくつかの構成要素がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2015519434.tif 000008