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KR102697052B1 - 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품 내 세그먼트로서 사용하기 위한 저 저항 지지 요소 - Google Patents

에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품 내 세그먼트로서 사용하기 위한 저 저항 지지 요소 Download PDF

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KR102697052B1
KR102697052B1 KR1020187009092A KR20187009092A KR102697052B1 KR 102697052 B1 KR102697052 B1 KR 102697052B1 KR 1020187009092 A KR1020187009092 A KR 1020187009092A KR 20187009092 A KR20187009092 A KR 20187009092A KR 102697052 B1 KR102697052 B1 KR 102697052B1
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미르코 민조니
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

에어로졸 발생 물품은 로드 형태로 조립된 복수의 세그먼트를 포함하고 있다. 복수의 세그먼트는 로드 내의 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 형성 기재로부터 하류에 위치된 마우스피스 필터를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품은 로드 내의 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에 배치된 활성탄을 더 포함하고 있다.

Description

에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품 내 세그먼트로서 사용하기 위한 저 저항 지지 요소
본 발명은 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품의 세그먼트로서 사용하기 위한 저 저항 지지 요소에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 물품 및 에어로졸에 신선도를 부여하기 위한 요소에 관한 것이다.
담배 함유 기재 같은, 에어로졸 형성 기재가 연소되기보다는 가열되는 물품이 당 기술분야에 공지되어 있다. 통상적으로 이러한 가열식 에어로졸 발생 물품에서, 흡입가능한 에어로졸은 열원으로부터, 열원의 내부, 그 주위 또는 그 하류에 위치할 수 있는, 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된다. 에어로졸 발생 물품을 소비하는 동안, 휘발성 화합물이 열원으로부터의 열의 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 상기 물품을 통해 흡인된 공기에 연행된다. 상기 방출된 화합물은 냉각되면서 응축되어 에어로졸을 형성한다.
에어로졸 발생 물품뿐만 아니라 통상적인 궐련에 단일 및 다중 세그먼트 마우스피스 필터를 제공하는 것은 공지되어 있다. 이러한 필터 세그먼트는 활성탄을 포함할 수 있으며, 궐련 연기 내의 유해한 또는 다른 원하지 않는 화합물을 여과 또는 감소시키기 위해 제공되고 있다. 필터 내의 활성탄은 동시에 궐련 연기에 특정 신선도 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.
그러나, 이제 물품의 마우스피스 필터의 여과 효과에 영향을 미치지 않으면서 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 발생된 에어로졸에 신선도를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 로드 형태로 조립된 복수의 세그먼트를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품이 제공되고 있다. 복수의 세그먼트는 로드 내의 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 형성 기재로부터 하류에 위치된 마우스피스 필터를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품은 로드 내의 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에 배치된 활성탄을 더 포함하고 있다.
필터 세그먼트 또는 에어로졸 형성 기재 이외의 에어로졸 발생 물품의 다른 세그먼트에, 예를 들어 멘톨과 같은 특정 향미제를 포함시키는 것이 공지되어 있지만, 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에 활성탄을 제공하는 것이 가능하여 에어로졸의 신선도를 변화시키지만, 물품에서 발생된 에어로졸의 여과 효과에 영향을 미치지 않거나 현저하게 미치지 않는다는 점을 발견한 것은 놀라운 것이다. 특히, 에어로졸 생성 기재와 마우스피스 필터 사이에 배치된 폴리락트산 에어로졸 냉각 요소에 제공된 활성탄을 갖는 또는 갖지 않는 에어로졸 발생 물품에 대해 유사 니코틴, 글리세롤 및 담배 입자 물질(TPM)이 측정되었다.
도 1은 에어로졸 발생 물품(10)의 개략적인 횡단면도이다.
에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에 제공된 소량의 활성탄은 사용자를 위한 현저한 신선도 효과를 갖고 있으나, 사용자에게 제공된 에어로졸의 니코틴 함량을 변경시키지 않거나 크게 변경시키지 않았다는 것이 밝혀졌다.
바람직하게는, 0.005mg 내지 0.1mg, 더 바람직하게는 0.008mg 내지 0.05mg, 더욱 바람직하게는 0.01mg 내지 0.025mg, 예를 들어 0.02mg의 활성탄이 각 에어로졸 발생 물품의 마우스피스 필터와 에어로졸 형성 기재 사이에 배치되어 있다.
활성탄은 입자상 또는 압축된 형태로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 활성탄은 입자상 형태로 제공되고 있다. 입자는 물품 내의 활성탄의 분포, 바람직하게는 균일한 분포를 용이하게 한다.
활성탄의 입자는 0.1μg 내지 10μg의 범위, 바람직하게는 0.5μg 내지 4μg의 범위, 예를 들어 1.5μg의 크기를 가질 수 있다.
매우 작은 크기와 소량의 탄소 입자는 쉽게 위장된다는 다른 장점을 갖고 있다. 예를 들어, 활성탄을 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품의 세그먼트는 탄소의 존재로 인해 어둡게 되지 않을 수 있다.
통상적인 에어로졸 발생 물품 내에서의 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이의 거리는 통상적으로 마우스피스 필터의 길이보다 크다. 에어로졸 발생 물품의 이 중간 부분은 통상적으로 높은 비율의, 에어로졸이 형성될 수 있는 자유 공간을 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에 활성탄을 배치함으로써, 형성된 에어로졸은 마우스피스 필터 내의 경우보다 활성탄을 더 자유롭게 통과할 수 있다.
활성탄은 탄소 지지 요소에 결합되거나 탄소 지지 요소와 관련될 수 있다. 탄소 지지 요소는 활성탄을 위치시키기 위한, 유지하기 위한 또는 보유하기 위한 임의의 적절한 기재 또는 지지체일 수 있다.
바람직하게는 0.005mg 내지 0.1mg의 활성탄이 탄소 지지 요소에 결합될 수 있다. 이로써, 활성탄은 탄소 지지 요소 상에 위치되고 물품 내에 위치될 수 있으며, 에어로졸 발생 물품의 다른 요소 또는 세그먼트로 의도하지 않게 이동할 수 없다. 또한, 탄소 지지 요소는 에어로졸 발생 물품의 제조를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 탄소 지지 요소는 미리 한정된 형태 및 투여 방식으로 활성탄을 함유하도록 사전 제조될 수 있다. 사전 제조된 탄소 지지 요소는 그후 물품 내로, 또는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품을 형성하기 위하여 다른 요소 또는 세그먼트와 조립될 수 있는 요소 내로 도입될 수 있다.
탄소 지지 요소는 세장형 요소일 수 있다. 세장형 탄소 지지 요소는 에어로졸 발생 물품의 특정의 그리고 한정된 길이를 따라 활성탄을 제공할 수 있게 한다. 따라서, 물품 내의 활성탄의 양은 탄소 지지 요소의 길이에 의해 한정될 수 있다.
탄소 지지 요소는 섬유 지지 요소일 수 있다. 섬유 지지 요소는, 예를 들어 종이 지지 요소일 수 있다.
탄소 지지 요소는 실(thread) 형태의 세장형 지지 요소일 수 있다. 실은 섬유 또는 필라멘트를, 예를 들어 직조, 편조 또는 뀀으로써 만들어질 수 있다. 섬유 또는 필라멘트는, 예를 들어 셀룰로오스계 섬유일 수 있으며 또는 중합체 물질로 제조될 수 있다.
실은, 예를 들어 활성탄으로 직조, 편조 또는 꿰어질 수 있다. 활성탄의 입자는 또한 섬유 또는 필라멘트에 편입될 수 있다. 바람직하게는, 결합은 필라멘트의 성형 동안, 예를 들어, 필라멘트, 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트와 같은 필라멘트의 압출시에 수행된다. 이후, 활성탄을 함유하는 건식 필라멘트가 처리, 예를 들어 직조 또는 편조되어 실을 형성할 수 있다.
건조 중량을 기준으로 측정된 탄소 지지 요소의 중량에 대한 활성탄의 중량은 0.05% 내지 0.5% 범위, 바람직하게는 0.08% 내지 0.3% 범위, 예를 들어 0.1% 일 수 있다.
일반적인 규칙으로서, 본 출원을 통하여 값이 언급된 경우, 매 경우마다 그 값이 분명하게 개시되도록 이해해야 할 것이다. 그러나, 기술적 고려 때문에 어떤 값은 또한 정확하게 특정 값일 필요가 없는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 어떤 값은 정확한 값 +/- 20%에 해당하는 값들의 범위를 포함한다.
섬유 또는 필라멘트로의 활성탄 입자의 편입은 섬유 및 필라멘트로 제조된 탄소 지지 요소 내에서의 활성탄의 위치 및 균질한 분포를 용이하게 한다. 또한, 탄소 입자는 지지 요소 상으로 결합될 때 보이지 않을 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재가 가열될 때 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 임의의 물품이다. 이 용어는 전기 가열 요소, 예를 들어 저항 또는 유도 가열된 가열 요소와 같은 열원에 의하여 가열된 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 물품을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재의 연소없이 휘발성 화합물을 방출하는 물품인 불연성 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 외부 또는 내부 열원, 예를 들어 가연성 열원, 에어로졸 형성 기재와 열적 또는 직접 물리적 접촉 상태에 있는 저항적 또는 유도적으로 가열 가능한 물질을 갖는 가열된 에어로졸 발생 물품일 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 궐련과 같은 종래의 흡연 물품과 유사할 수도 있으며 담배를 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 대안적으로 부분적으로 재사용 가능하고 보충 가능하거나 교체 가능한 에어로졸 형성 기재를 포함할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담체나 지지부 상으로 흡착, 코팅, 주입될 수 있고, 또는 그렇지 않으면 담체나 지지부 상으로 로딩될 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 편의상 에어로졸 발생 물품 또는 흡연 물품의 부분일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴 및 다른 첨가제, 예를 들면 향미제를 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하고 있을 수도 있으며, 예를 들면 가열시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물들을 함유하는 담배 함유 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질, 예를 들면 캐스트 잎 담배를 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 상기 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다.
상기 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는 실질적으로 원통형 형상이다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수도 있다. 에어로졸 발생 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 30mm와 100mm 사이의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 5mm와 12mm 사이의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재, 뿐만 아니라 에어로졸 발생 물품의 추가 요소 및 세그먼트들은 실질적으로 원통형 형상일 수도 있으며, 실질적으로 세장형일 수도 있으며, 또한 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수도 있다
에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 구성요소 모두를 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 형성 기재가 고체 에어로졸 형성 기재인 경우, 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들면 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브의 단편, 재구성 담배, 균질화된 담배, 압출 담배, 및 팽창된 담배 중 하나 이상을 함유하고 있는, 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 느슨한 형태일 수 있거나, 적절한 용기나 카트리지에 제공될 수 있다. 예를 들어, 고체 에어로졸 형성 기재의 에어로졸 형성 물질은 종이 또는 다른 래퍼 내에 함유될 수 있고 플러그 형태를 가질 수 있다.
유리하게는, 에어로졸 발생 물품은 총 길이가 45mm이다. 에어로졸 발생 물품은 7mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재는 10 mm 또는 12 mm의 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 직경은 5 mm와 12 mm 사이일 수 있다.
마우스피스 필터는 에어로졸 발생 물품의 하류 말단에 위치되어 있다. 상기 필터는 초산 셀룰로오스 필터 플러그일 수 있다. 마우스피스 필터는 길이가 7 mm이지만, 5 mm와 10 mm 사이의 길이를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘로드(rod)’는 실질적 원형, 계란형 또는 타원형 단면을 갖는 대략 원통형 요소를 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘길이 방향’은 로드의 원통 축을 따라 연장되거나, 또는 그에 평행한 방향을 지칭한다.
‘상류’ 및 ‘하류’라는 용어는 에어로졸 발생 물품의 요소 또는 세그먼트의 상대적 위치를 설명하는 데 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 ‘상류’ 및 ‘하류’라는 용어는 에어로졸이 로드를 통해 흡인되는 방향과 관련하여 에어로졸 발생 물품의 로드를 따른 상대적 위치를 지칭한다.
바람직하게는, 복수의 요소 또는 세그먼트는 래퍼 내에서 조립되어 로드를 형성한다. 적절한 래퍼는 당업자에게 공지되어 있다.
에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이의 중간 부분이 래퍼(wrapper) 내에 둘러싸여 있는 경우, 이 부분은 사실상 내부에 활성탄이 보유될 수 있는 공동이다.
바람직하게는, 활성탄은 세장형 탄소 지지 요소, 예를 들어, 실과 같은 섬유 세장형 탄소 지지 요소에 의하여 지지된다. 바람직하게는, 세장형 탄소 지지 요소는 로드 내의 래퍼의 내부 표면으로부터 방사상 내측으로 배치되어 있다. 세장형 탄소 지지 요소는 길이 방향 치수를 가지며, 이는 바람직하게는 로드의 길이 방향 축에 실질적으로 평행하게 배치되어 있다.
에어로졸 발생 물품은 마우스피스 필터의 상류 그리고 에어로졸 형성 요소의 하류에 위치된 저 저항 지지 요소를 포함할 수 있다. 저 저항 지지 요소는 저 저항 지지 요소 내에서 그리고 로드 내에 활성탄을 위치시키기 위한 적어도 하나의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 포함하고 있다.
물품이 소비될 때, 사용자는 마우스피스 필터를 빨아당김으로써 물품으로부터 공기를 흡인한다. 물품 내에서 발생된 에어로졸은 마우스피스 필터를 통과하며 사용자에 의하여 흡입될 수 있다. 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에서의 공기와 에어로졸의 통과가 큰 저항과 접하지 않아야 하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에서의 압력 강하가 최소인 것이 바람직하다. 따라서, 활성탄을 지지하는 이러한 저 저항 지지 요소 또는 활성탄이 결합되는 탄소 지지 요소는 로드의 길이 방향을 따라 공기의 통과에 대한 낮은 저항을 제공하며, 따라서 낮은 흡인 저항(RTD)을 제공한다 흡인 저항(RTD)은 22℃ 및 101 kPa에서 17.5 ml/초의 속도로의 시험 하에서 공기가 물체의 전체 길이를 뚫고 나아가는데 필요한 압력이다. RTD는 통상적으로 mmH20의 단위로 표현되고, ISO 6565:2011에 따라 측정된다.
바람직하게는, 활성탄은 세장형 탄소 지지 요소에 결합되고, 세장형 탄소 지지 요소는 저 저항 지지 요소 내의 채널에 의하여 위치되어 있다. 따라서, 세장형 탄소 지지 요소가 들어있는 저 저항 지지 요소를 형성하고 그후 에어로졸 발생 물품의 세그먼트로서 저 저항 지지 요소를 사용하는 것이 가능하다.
저 저항 지지 요소는 복수의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 활성탄은 복수의 채널 중 적어도 하나의 채널 내에 제공되고 있다. 활성탄에 결합된 적어도 하나의 탄소 지지 요소는 복수의 채널 중 적어도 하나의 채널 내에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 탄소 지지 요소의 길이는 저 저항 지지 요소의 길이와 동일하다.
저 저항 지지 요소 내의 복수의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널은 시트 물질을 가공함으로써 형성될 수 있다. 이 가공은 압착, 주름, 모음(gathering) 또는 접힘으로 이루어진 목록으로부터 선택된 하나 이상의 가공을 포함하여 복수 개의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 형성할 수 있다.
복수의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널은 다수의 채널을 형성하기 위하여 압착된, 주름진, 모아진 또는 접힌 단일 시트 또는 다수의 시트에 의해 한정될 수도 있다.
바람직하게는, 활성탄에 결합된 세장형 탄소 지지 요소는 시트 물질의 형성 동안에 복수의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널 중 하나의 채널 내에 동시에 피착될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘시트’는 두께보다 실질적으로 더 큰 폭과 길이를 갖는 박층 요소를 나타낸다.
저 저항 지지 요소는 길이 방향으로 50% 내지 90%의 다공도를 가질 수 있다.
저 저항 지지 요소는 에어로졸 냉각 요소를 형성하는 300 mm2/mm 내지 1000 mm2/mm의 총 표면적을 가질 수 있다. 바람직하게는, 총 표면적은 약 500 mm2/mm이다. 에어로졸 냉각 요소 형태의 저 저항 지지 요소는 열 교환기의 역할을 하여 물품 내에서 발생된 에어로졸을 냉각시킬 수 있다.
저 저항 지지 요소는 5μg 내지 500μg, 바람직하게는 10μg 내지 250μg, 예를 들어 50μg의 두께를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
저 저항 지지 요소는 10 mm2/mg 내지 100 mm2/mg의 비표면적을 갖는 물질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 비표면적은 35 mm2/mg일 수 있다. 비표면적은 공지된 폭과 두께를 갖는 물질을 취함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 물질은 ±2μg의 변화를 갖는 50μg의 평균 두께를 갖는 폴리락트산(PLA) 물질일 수도 있다. 물질이 또한 공지된 폭, 예를 들어 약 200mm 내지 약 250mm의 폭을 갖는 경우, 비표면적과 밀도가 계산될 수 있다.
저 저항 지지 요소를 통한 공기 흐름은 인접한 채널들 사이의 실질적인 정도로 벗어나지 않는 것이 바람직하다. 다시 말해, 저 저항 지지 요소를 통한 공기 흐름은 실질적인 방사상 이탈 없이 길이 방향 채널을 따르는 길이 방향인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 저 저항 지지 요소는 길이 방향으로 연장되어 있는 채널 이외에는 낮은 다공성을 갖거나 또는 실질적으로 다공성을 갖지 않는 물질로 형성된다. 즉, 길이 방향으로 연장되어 있는 채널, 예를 들어 압착되고 모아진 시트를 한정 또는 형성하기 위하여 사용된 물질은 낮은 다공성을 갖거나 실질적으로 다공성을 갖지 않는다.
저 저항 지지 요소는 금속, 폴리머, 종이 또는 판지로부터 선택된 물질로 형성되거나 포함할 수 있다. 저 저항 지지 요소는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 초산 셀룰로오스, 전분계 코폴리에스터, 종이 및 알루미늄을 포함하는 그룹으로부터 선택된 물질로 형성되거나 포함할 수 있다.
예를 들어, 저 저항 지지 요소는, 예를 들어 금속 호일, 중합체 시트, 실질적으로 비 다공성 종이 또는 판지와 같은 시트 물질, 또는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 초산 셀룰로오스(CA), 전분계 코폴리 에스테르 및 알루미늄 호일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 시트 물질로 형성될 수 있다.
저 저항 지지 요소는 복수의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 한정하는 요소로 주름지고, 모여지고 또는 접힌 적절한 재료의 시트로 형성될 수 있다. 이러한 요소의 횡단면 프로파일은 채널이 무작위로 배향되거나 적어도 부분적으로 규칙적으로 배향된 것으로 나타낼 수 있다. 저 저항 지지 요소는 다른 수단에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 저 저항 지지 요소는 길이 방향으로 연장하는 관 한 묶음으로부터 형성될 수 있다. 저 저항 지지 요소는 적절한 물질의 압출, 성형, 적층 또는 사출에 의하여 형성될 수 있다.
저 저항 지지 요소는 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 포함하거나 위치시키는 외부 관 또는 래퍼 (wrapper)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주름진, 모아진 또는 접힌 시트 물질은 래퍼 물질, 예를 들어 플러그 래퍼에 싸여져 저 저항 지지 요소를 형성할 수 있다. 로드 형상으로 모아진 압착된 재료의 시트를 포함하고 있는 저 저항 지지 요소는 래퍼, 예를 들어 여과지의 래퍼에 의하여 묶일 수 있다. 바람직하게는, 활성탄은 저 저항 지지 요소가 형성됨에 따라 저 저항 지지 요소 내에 결합되어 있다. 예를 들어, 채널이 형성됨에 따라, 활성탄에 결합된 실은 저 저항 지지 요소의 채널 내에 피착될 수 있다.
바람직하게는, 저 저항 지지 요소는 7mm 내지 28mm의 길이를 갖는 로드 형태로 형성된다. 예를 들어, 저 저항 지지 요소는 18mm의 길이를 가질 수 있다. 오목한 필터를 갖고 있는 에어로졸 발생 물품의 구현예에서, 저 저항 지지 요소는 또한 더 짧을 수 있으며, 예를 들어 13mm일 수 있다. 바람직하게는, 저 저항 지지 요소는 실질적으로 원형 횡단면 및 5mm 내지 10mm의 직경을 갖고 있다. 예를 들어, 저 저항 지지 요소는 7mm의 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치된 스페이서 요소를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 스페이서 요소는 활성탄 및 탄소 지지 요소의 상류에 위치되며, 활성탄이 결합되어 있다. 바람직하게는, 스페이서 요소는 활성탄을 포함하고 있는 저 저항 지지 요소의 상류에 배치되어 있다.
스페이서 요소는 에어로졸 형성 기재를 위치시키는데 도움이 될 수 있다. 스페이서 요소는 실질적으로 관형일 수 있으며 에어로졸이 응축될 수 있는 자유 공간을 제공할 수 있다. 스페이서 요소는 중공 관, 예를 들어 초산 중공 관일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 저 저항 지지 요소가 제공되고 있다. 저 저항 지지 요소는 적어도 하나의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 포함하고 있다. 활성탄은 저 저항 지지 요소의 적어도 하나의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널 내에 위치되어 있다. 저 저항 지지 요소는 시트 물질로 제조될 수 있으며, 이 물질은 복수의 세장형 길이 방향 채널을 제공하도록, 예를 들어 압착되고, 모아지거나 또는 접힌다. 그후 활성탄은 다수의 세장형 채널 중 적어도 하나의 채널 내에 제공되고 있다.
저 저항 지지 요소는 에어로졸 발생 물품의 세그먼트로서 사용될 수 있다.
저 저항 지지 요소는 에어로졸 발생 물품과 관련하여 상술한 바와 같은 임의의 저 저항 지지 요소일 수 있다.
저 저항 지지 요소는, 예를 들어 활성탄에 결합된 세장형 탄소 지지 요소를 포함할 수 있다. 세장형 탄소 지지 요소는 적어도 하나의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널 내에 위치될 수 있다.
바람직하게는, 세장형 탄소 지지 요소는 필라멘트에 의하여 형성된다. 입자 형태의 활성탄은 세장형 탄소 지지 요소를 형성하는 필라멘트에 편입될 수 있다.
저 저항 지지 요소의 특정 구현예에서, 요소는 압착된 PLA 시트로 이루어진 에어로졸 냉각 요소이며 18mm의 길이를 갖는다. 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 냉각 요소의 길이를 따라 배치된 18mm 길이의 실(thread) 형태의 탄소 지지 요소를 포함하고 있다. 0.1% w(탄소)/w(실 물질)를 포함함에 따라 약 0.02mg의 활성탄이 저 저항 지지 요소의 또는 실을 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품의 실 내에 제공되고 있다. 초산 셀룰로오스 실 물질(예를 들어, 셀룰로오스-2.5-아세테이트)을 이용하여 실의 총 중량은 에어로졸 발생 물품 당 약 20mg이 된다. 오목한 필터를 갖는 물품에 적용하기 위한 에어로졸 냉각 요소는 18mm보다 짧을 수 있다. 오목한 필터와 함께 사용하기 위한 에어로졸 냉각 요소의 표준 길이는 13mm이다. 따라서, 실의 길이는 또한 더 짧을 수 있으며, 바람직하게는 에어로졸 냉각 요소의 길이에 대응한다. 따라서 동일한 실이 사용된 경우 13mm 실을 위한 활성탄의 양은 약 0.015mg이다. 그러나, 보다 짧은 에어로졸 냉각 요소를 위해서는, 더 짧은 에어로졸 냉각 요소가 또한, 예를 들어 0.02mg 이상의 활성탄을 포함할 수 있도록 길이 당 더 많은 양의 활성탄을 포함하고 있는 실이 또한 사용될 수 있다.
본 발명은 도 1에 의해 도시되어 있는 구현예와 관련하여 자세히 설명된다.
도 1은 에어로졸 발생 물품(10)의 개략적인 횡단면도이다. 물품(10)은 네 개의 요소를 포함하고 있다; 에어로졸 형성 기재(20), 초산 셀룰로오스 중공 관(30), 활성탄 함유 실(45)을 포함하고 있는 저 저항 지지 요소(40), 및 마우스피스 필터(50). 이들 4개의 요소는 순차적으로 그리고 동축 정렬로 배열되고 포장 재료(60), 예를 들면 궐련지에 의해 조립되어 로드(11)를 형성하게 된다. 로드(11)는 사용자가 사용 동안에 자신의 입 안에 삽입할 수도 있는 마우스 말단(12), 및 이 마우스 말단(12)에 대한 로드(11)의 대향 말단에 위치한 원위 말단(13)을 갖는다. 마우스 말단(12)과 원위 말단(13) 사이에 위치한 요소들은 마우스 말단(12)의 상류, 또는 대안적으로 원위 말단(13)의 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다. 도 1 도시된 물품은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 히터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치에 사용하기에 적합하다.
조립되었을 때, 로드(11)는 길이가 약 45mm이고, 약 7.2mm의 외부 직경을 가지고 있다.
에어로졸 형성 기재(20)는 중공 관(30)의 상류에 위치하고 있으며 로드(11)의 원위 말단(13)까지 연장되어 있다. 에어로졸 형성 기재(20)는 바람직하게는 플러그를 형성하도록 포장지(미도시함)에 포장되어 있는 권축된 캐스트 잎 담배의 다발을 포함하고 있다. 캐스트 잎 담배는 에어로졸 형성 첨가제로서 예를 들면, 글리세린을 포함하는 첨가제를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재는 또한 이하에서보다 상세히 설명되는 바와 같이 기재(20)를 가열하는 방식에 따라 다르게, 서셉터 물질을 포함할 수 있다.
중공 관(30)은, 에어로졸 형성 기재(20)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 초산 셀룰로오스로 형성되어 있다. 중공 관(30)의 한 가지 기능은 로드(11)의 원위 말단(13)을 향해 에어로졸 형성 기재(20)를 위치시켜서 가열 요소와 접촉될 수 있게 하는 것이다. 중공 관(30)은 예를 들어, 가열 요소가 에어로졸 형성 기재(20) 내에 삽입될 때, 에어로졸 형성 기재(20)가 저 저항 지지 요소(40) 쪽으로 로드(11)를 따라 강제되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한 중공 관(30)은 저 저항 지지 요소(40)를 에어로졸 형성 기재(20)로부터 이격시키는 스페이서 요소로서 작용한다.
저 저항 지지 요소(40)는 도면에 도시된 바와 같이 마우스피스 필터(50)와 함께 약 18mm의 길이를 갖는다. 오목한 필터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품에서, 통상적으로 마우스피스 필터는 물품(10)의 마우스피스 말단(12)에서 오목부를 형성하는 관형 요소, 예를 들어 판지 관으로 보충된다. 이러한 구현예에서, 저 저항 지지 요소의 길이는 약 13mm이다.
저 저항 지지 요소는 약 7.1mm의 외부 직경을 갖고 있다. 저 저항 지지 요소(40)는 50mm±2mm의 두께를 갖는 폴리락트산 시트로 형성된다. 폴리락트산의 시트는 압착되고 모아져서 저 저항 지지 요소(40)의 길이를 따라 연장되어 있는 복수의 채널을 한정한다. 이러한 저 저항 지지 요소는 에어로졸 냉각 요소를 형성한다. 요소를 형성하기 위해, 폴리락트산의 시트가 압착 롤러를 통해 공급되어 길이 방향의 압착부 또는 주름부를 생성한다. 압착된 시트는 그후 모아져서 복수의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 갖는 원통부를 형성한다. 지지 요소(40)의 형성 동안, 활성탄 함유 실(45)은 압착된 시트 내로 길이 방향 압착부에 평행하게 피착된다. 따라서, 활성탄 함유 실(45)은 저 저항 지지 요소(40)의 길이 방향 채널이 형성됨에 따라 그 내부에서 결합되어 있다. 활성탄 함유 실(45)은 저 저항 지지 요소(40)와 동일한 길이를 가지며 저 저항 지지 요소(40)의 그리고 물품(10)의 길이 방향 축을 따라 연장된다. 약 0.02mg 탄소의 요소(40)에 활성탄 부하를 제공하기 위하여 활성탄 함유 실(45)은 충분한 양의 활성탄으로 채워진다.
탄소 함유 실(45)은 면사 또는 아세테이트 실일 수 있다. 바람직하게는, 실(45)은 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로 제조되며, 여기서 필라멘트의 제조 동안, 예를 들어 압출 동안에 활성 탄소 입자는 결합되어 있다. 필라멘트는 꿰어지거나 직조되어 실(45)을 형성할 수 있다. 저 저항 지지 요소(40)의 총 표면적은 8000 mm2 내지 9000 mm2이며, 이는 약 500 mm2/mm에 상응한다. 저 저항 지지 요소(40)의 비표면적은 약 2.5 mm2/mg이며 길이 방향으로 60% 내지 90%의 다공성을 갖는다.
다공성은 본원에서 논의된 것과 동일한 에어로졸 냉각 요소를 포함하고 있는 로드 내의 미충전 공간의 척도로서 본원에서 정의된다. 예를 들면, 로드(11)의 직경이 저 저항 지지 요소(40)에 의해 50% 미충전된 경우, 다공성은 50%일 것이다. 마찬가지로, 로드는, 내부 직경이 완전히 미충전된 경우에는 100%의 다공성을 가질 것이고 완전히 충전된 경우에는 0%의 다공성을 가질 것이다. 다공성은 공지된 방법을 사용하여 계산될 수 있다. 다공성을 계산할 수 있는 방법에 대한 예시적인 예는 예를 들어 국제 특허 공개 WO 2013/120566에 기술되고 보여지고 있다.
길이 방향으로 다공성이 높을수록, 요소(40)의 저항은 낮아진다.
마우스피스 필터(50)는 초산 셀룰로오스로 형성된 종래의 마우스피스 필터로, 약 7mm의 길이를 갖는 것이다.
위에서 식별된 4개의 요소들은 포장 재료(60) 내에 단단히 포장되어서 조립되어 있다. 포장 재료(60)는 표준 속성을 갖는 종래의 궐련지일 수 있다. 포장 재료(60)와 각 요소들 사이의 간섭으로 요소들이 위치하여 에어로졸 발생 물품(10)의 로드(11)를 정의한다.
도 1에 예시된 특정 구현예가 궐련지로 조립된 4개의 요소를 갖지만, 에어로졸 발생 물품이 추가 요소 또는 더 적은 요소를 가질 수도 있다는 것이 명백하다.
도 1에 예시된 바와 같이 에어로졸 발생 물품(10)은 소비되기 위해서 에어로졸 발생 장치(미도시함)와 체결되도록 설계되어 있다. 이러한 에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 에어로졸 형성 기재(20)를 가열하기 위한 수단을 포함하고 있다. 일반적으로, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재(20)에 인접하게 에어로졸 발생 물품(10)을 둘러싸고 있는 가열 요소, 에어로졸 형성 기재(20) 내에 삽입되어 있는 가열 요소, 또는 에어로졸 형성 기재 내에 제공되거나 에어로졸 형성 기재와 열 접촉하는 상태로 유도식 가열가능한 재료를 유도 가열할 수 있는 인덕터를 포함할 수 있다. 일단 에어로졸 발생 장치와 체결되면, 에어로졸 형성 기재(20)는 250℃ 넘는 온도까지 가열되고 사용자는 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 말단(12)을 흡인한다. 이 온도에서, 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재(20)에서 방출된다. 이 화합물은 농축해서 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 로드(11)를 통해 마우스 말단(12)을 향해 흡인된다.
에어로졸이 로드(11)를 통해 흡인될 때, 활성탄 함유 실(45) 및 마우스피스 필터(50)는 또한 에어로졸에 연행되어 사용자에게 특이한 신선도 경험을 제공하게 된다.
도 1에 도시된 구현예의 변형에서, 물품은 에어로졸 발생 장치와 체결하도록 설계되어 있지 않지만, 점화되고 열을 에어로졸 형성 기재(20)로 전달해서 흡입 가능한 에어로졸을 형성할 수 있는 가연성 열원을 포함하고 있다. 가연성 열원은 로드(11)의 원위 말단(13)에서 에어로졸 형성 기재에 근접하여 조립되어 있는 챠콜 요소일 수도 있다. 에어로졸 발생 물품의 다른 요소는 동일할 수도 있다.
10: 에어로졸 발생 물품
11: 로드
12: 마우스 말단
13: 원위 말단
20: 에어로졸 형성 기재
30: 초산 셀룰로오스 중공 관
40: 저 저항 지지 요소
45: 활성탄 함유 실
50: 마우스피스 필터
60: 포장 재료

Claims (11)

  1. 로드 형태로 조립된 복수의 세그먼트를 포함하는 에어로졸 발생 물품으로, 상기 복수의 세그먼트는 상기 로드 내의 에어로졸 형성 기재 및 상기 에어로졸 형성 기재로부터 하류에 위치한 마우스피스 필터를 포함하되, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 로드 내의 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 필터 사이에 배치된 0.005mg 내지 0.1mg의 활성탄을 더 포함하고,
    여기서 상기 활성탄은 실 형태의 세장형 탄소 지지 요소에 결합되어 있는, 에어로졸 발생 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성탄은 입자 형태로 제공되되, 상기 입자는 0.1μg 내지 10μg의 범위의 크기를 가지는, 에어로졸 발생 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실은 섬유 또는 필라멘트로 만든 것이고, 여기서 활성탄의 입자는 상기 섬유 또는 필라멘트에 편입되어 있는, 에어로졸 발생 물품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건조 중량을 기준으로 상기 탄소 지지 요소의 중량에 대한 상기 활성탄의 중량은 0.05% 내지 0.5% 범위인, 에어로졸 발생 물품.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 세그먼트는 래퍼 내에 조립되어 상기 로드를 형성하되, 상기 세장형 탄소 지지 요소는 상기 로드 내의 래퍼의 내부 표면으로부터 방사상 내측으로 배치되어 있고 상기 로드의 길이 방향 축에 실질적으로 평행하게 배치되어 있는 길이 방향 치수를 가지는, 에어로졸 발생 물품.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마우스피스의 상류 및 상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치된 저 저항 지지 요소를 포함하되, 상기 저 저항 지지 요소는 상기 로드의 길이 방향으로 50% 내지 90%의 다공도를 가지고, 낮은 흡인 저항(RTD)을 제공하고, 상기 활성탄을 길이 방향으로 연장되어 있는 채널 내에 위치시키기 위한 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 저 저항 지지 요소는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 초산 셀룰로오스, 전분계 코폴리에스터, 종이 및 알루미늄을 포함하는 그룹으로부터 선택된 물질로 형성되거나 이를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  8. 제6항에 있어서, 상기 저 저항 지지 요소는 300 mm2/mm 내지 1000 mm2/mm의 총 표면적을 가지는 에어로졸 냉각 요소인, 에어로졸 발생 물품.
  9. 에어로졸 발생 물품의 세그먼트로서 사용하기 위한 낮은 흡인 저항(RTD)을 제공하는 저 저항 지지 요소로, 상기 저 저항 지지 요소는 길이 방향으로 50% 내지 90%의 다공도를 가지고, 적어도 하나의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널을 포함하고, 여기서 0.005mg 내지 0.1mg의 활성탄이 실 형태의 세장형 탄소 지지 요소에 결합되어 있으며, 세장형 탄소 지지 요소는 상기 적어도 하나의 길이 방향으로 연장되어 있는 채널 내에 위치되어 있는, 저 저항 지지 요소.
  10. 제9항에 있어서, 상기 세장형 탄소 지지 요소는 필라멘트에 의해 형성된 것이고, 여기서 상기 활성탄은 입자 형태이고, 여기서 상기 활성탄의 입자는 상기 세장형 탄소 지지 요소를 형성하는 상기 필라멘트에 편입되어 있는, 저 저항 지지 요소.
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