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KR101785231B1 - 소수성 래퍼 - Google Patents

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KR101785231B1
KR101785231B1 KR1020167016959A KR20167016959A KR101785231B1 KR 101785231 B1 KR101785231 B1 KR 101785231B1 KR 1020167016959 A KR1020167016959 A KR 1020167016959A KR 20167016959 A KR20167016959 A KR 20167016959A KR 101785231 B1 KR101785231 B1 KR 101785231B1
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aerosol
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클레먼트 베쏘
오레리앙 기야흐
마르코 민조니
앨렌 캐드릭
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

흡연 물품은 적어도 15% 습윤제를 포함하는 담배 기재 및 담배 기재의 주위에 배치된 소수성 종이 래퍼를 포함하고 있다. 종이 래퍼는 종이에 공유 결합된 소수성 작용기로 인해 소수성을 가진다.

Description

소수성 래퍼{HYDROPHOBIC WRAPPER}
본 발명은 흡연 물품에 사용되는 종이에 관한 것으로, 여기서 종이는 소수성 표면을 가지며 높은 습윤제 수준을 갖는 담배 기재와 함께 이용된다.
궐련 같은 가연성 흡연 물품은 통상적으로 래퍼(wrapper)로 둘러싼 담배 각초의 원통형 로드(rod) 및 상기 포장된 담배 로드와 접경하는 말단-대-말단 관계로 축방향으로 정렬된 원통형 필터를 포함하고 있다. 상기 원통형 필터는 통상적으로 플러그 랩(plug wrap)에 의해 둘러싼 여과 물질을 포함하고 있다. 상기 포장된 담배 로드 및 상기 필터는 티핑 래퍼(tipping wrapper) 띠로 결합되는데, 이 티핑 래퍼는 보통 상기 필터의 전체 길이와 인접하는 상기 포장된 담배 로드의 일부분을 둘러싸고 있는 종이 물질로 형성되어 있다. 궐련은 소비자가 그것의 한 말단에 불을 붙이고, 썰은 담배 로드를 태워서 사용한다. 그런 다음, 소비자는 마우스 말단 또는 궐련의 필터쪽 말단에서 주류연(mainstream smoke)을 빨아들여서 입 안으로 받아들인다.
일부 흡연 물품은 소비될 때 연소되기 보다는 가열되는 담배를 함유하는 에어로졸 발생 기재를 포함하고 있다. 공지된 가열식 흡연 물품은, 예를 들면 전기 가열에 의해서나, 가연성 연료 요소 또는 열원으로부터 에어로졸 발생 기재로 열이 이동해서 에어로졸이 발생하는 흡연 물품을 포함한다. 흡연 동안에, 휘발성 화합물이 열원으로부터의 열 전달에 의해서 에어로졸 발생 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기에 연행된다. 방출된 화합물이 냉각되면서 응축되어 소비자에게 흡입되는 에어로졸을 형성하고 있다. 예를 들면 화학 반응을 통해, 연소 또는 가열 없이, 니코틴 함유 에어로졸이 담배 함유 물질 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 흡연 물품들이 또한 공지되어 있다.
일반적으로 많은 흡연 물품들이, 담배 로드와 서로 끝과 끝을 붙여 정렬된, 필터로 이루어진다. 일부 흡연 물품들은 기능성 물질을 갖춘 필터 세그먼트를 포함하는데, 이 기능성 물질들은 주류연 (mainstream smoke) 또는 에어로졸이 필터를 통하여 흡인되는 동안에 이들의 성분들을 잡아두거나, 변환한다. 이러한 기능성 물질들은 공지되어 있으며, 예를 들어 수착제, 촉매 및 향미제를 포함한다.
담배 기재를 포장하는 데 사용되는 종이는, 흡연 물품을 통과하는 주류연이나 에어로졸에서 발견되는 습윤제, 물, 다른 화합물, 또는 종이를 둘러싼 습기 또는 수분을 흡수할 수 있다. 흡수된 액체는 종이를 얼룩지게 하거나 약화시키며 흡연 물품의 외관과 구조적 무결성에 부정적으로 영향을 미친다. 가열식 흡연 물품 또는 에어로졸 발생 물품은 이 가열식 흡연 물품 또는 에어로졸 발생 물품의 담배 기재 내의 습윤제의 높은 수준 때문에 습윤 및 파괴에 특히 민감하다.
높은 습윤제 수준을 갖는 기계적으로 안정적인 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다. 에어로졸 발생 물품의 사용 동안에 에어로졸 발생 기재를 둘러싸는 종이 래퍼의 습윤 양을 감소시키는 것이 바람직하다.
흡연 물품을 통과하는 주류연이나 에어로졸에서 발견되거나 또는 종이를 둘러싼 환경에서 발견되는 물 또는 화합물들을 쉽게 흡수하지 않는 종이를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 이러한 소수성 종이는 흡연 물품에 의해 발생되는 연기나 에어로졸의 맛에 영향을 미치지 않는 것이 바람직할 것이다.
첫 번째 측면에 의하면, 흡연 물품은 건조중량으로 적어도 15중량% 습윤제를 갖는 담배 기재 및 담배 기재의 주위에 배치된 종이 래퍼를 포함하고 있다. 종이 래퍼는 종이에 공유 결합된 소수성 작용기로 인해 소수성을 나타낸다.
다른 측면에서, 소수성 종이는 하기 단계들을 포함하는 공정에 의해 제조된다: 지방산 할라이드를 포함하는 액체 조성물을 종이의 적어도 한 표면에 적용하는 단계, 및 약 120 내지 약 180℃의 온도에서 표면을 유지하는 단계. 지방산 할라이드는 원 위치에서 종이 내의 물질의 양자 공여 작용기와 반응해서 지방산 에스테르의 형성을 초래한다.
또 다른 측면에서, 흡연 물품을 형성하는 방법은, 지방산 클로라이드를 종이의 셀룰로오스계 물질과 반응시켜서 소수성 종이를 형성하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 소수성 종이 래퍼 제조 방법은, 하기 단계들을 포함한다: 지방산 할라이드를 포함하는 액체 조성물을 종이의 적어도 한 표면에 적용하는 단계, 및 약 120 내지 약 180℃의 온도에서 표면을 유지하는 단계. 지방산 할라이드는 원 위치에서 종이 내의 물질의 양자 공여 작용기와 반응해서 지방산 에스테르의 형성을 초래한다.
추가 측면에서, 에어로졸 발생 시스템은 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치 및 건조중량으로 적어도 15중량% 습윤제를 갖는 에어로졸 발생 기재를 둘러싸는 소수성 종이 래퍼를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품을 제거가능하게 수신하도록 구성되어 있고, 상기 가열 요소는 에어로졸 발생 물품 내의 에어로졸 형성 기재에 열을 제공한다.
소수성 종이 래퍼를 포함하는 흡연 물품은 흡연 물품을 통과하는 연기나 에어로졸에서의 물이나 습윤제의 습윤 및 흡수를 줄일 수 있다. 그 결과, 심지어 습윤제의 높은 수준이 담배 기재에 포함되어 있는 경우에도 흡연 물품의 래퍼 부분이 가시적으로 얼룩지고 물리적으로 약화되는 것이 감소될 수도 있다.
도 1은 부분적으로 펼쳐진 흡연 물품의 구현예의 개략 사시도이다.
도 2는 가열 요소를 포함하는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 한 구현예의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 담배 물질이 연소되어 연기를 형성하는 필터 궐련 또는 기타 흡연 물품일 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 발생 기재는 담배 로드를 포함할 수도 있고, 마우스피스는 필터를 포함할 수도 있다. 티핑 래퍼는 필터를 담배 기재 또는 로드에 결합한다. 용어 “흡연 물품”은, 본원에서 담배와 같은 흡연 가능한 물질에 불을 붙이고 연소시켜 연기를 생성하는 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련 및 다른 물품을 나타내는 데에 사용된다. 용어 "흡연 물품”은 또한 담배 기재와 같은, 에어로졸 형성 기재를 연소하지 않고 열에 의해 니코틴을 포함하고 있는 에어로졸이 발생하는 에어로졸 발생 물품을 포함한다.
용어 “담배 기재” 또는 “에어로졸 발생 기재”는 썰은 담배 또는 담배 각초로 만들어진 담배 로드를 포함하거나, 재구성 담배(reconstituted tobacco), 캐스트 리프 담배(cast leaf tobacco) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 담배 기재는, 아래에 논의되는 바와 같이, 마우스피스 또는 필터에 서로 끝이 맞닿게 연결될 수 있다.
본 명세서에서 용어 “마우스피스” 는 소비자의 입과 접촉하도록 고안된 흡연 물품의 부분을 지칭하는 데에 사용된다. 마우스피스는, 필터를 포함할 수 있는 흡연 물품의 부분일 수 있고, 경우에 따라 마우스피스는 티핑 래퍼의 정도에 따라 정의될 수 있다. 다른 경우에, 마우스피스는, 흡연 물품의 세그먼트로부터 약 40mm 또는 흡연 물품의 마우스 말단으로부터 약 30mm 연장되는 흡연 물품의 부분으로 정의될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은, 담배와 같이, 에어로졸 발생 물질이 연소되기보다는 가열되어 에어로졸을 형성하는 물품일 수도 있다. 하나의 타입의 가열식 흡연 물품에서, 에어로졸 발생 물질은 하나 이상의 전기 가열 요소에 의해 가열되어 에어로졸을 생성한다. 다른 타입의 가열식 흡연 물품에서, 에어로졸은 가연성 또는 화학적 열원으로부터 열원 내부, 그 주위 또는 그 하류에 위치할 수도 있는 물리적으로 분리형 에어로졸 발생 기재로 열이 이동해서 생성된다. 본 발명은, 연소 없이, 그리고 일부 경우에서는 가열 없이, 예를 들면 화학 반응을 통해, 담배 물질, 담배 추출물, 또는 기타 니코틴 공급원으로부터 니코틴 함유 에어로졸이 발생되는 흡연 물품을 더 포함한다.
용어 “에어로졸 발생 물품”은 가열식 흡연 물품, 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련이 아닌 흡연 물품, 또는 담배 기재를 연소시켜 연기를 생성하는 흡연 물품을 지칭하기 위해 본원에서 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품은, 조립된(assembled) 흡연 장치일 수 있고, 또한, 에어로졸을 생성하기 위한 하나의 조립된 장치를 생성하기 위해 하나 이상의 다른 성분과 조합되는 흡연 장치의 성분들, 예를 들어, 가열식 흡연 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 소모성 부분일 수 있다.
전형적으로, 에어로졸 발생 장치는, 열원; 에어로졸 형성 기재(예를 들어, 담배 기재); 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유입구; 및 상기 적어도 하나의 공기 유입구와 상기 물품의 마우스-말단 사이에 뻗어 있는 기류 경로를 포함한다. 열원은 바람직하게는 에어로졸-형성 기재의 상류에 있다. 많은 구현예에서, 열원은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 장치 내에 제거가능하게 수용되는 소모성 에어로졸 발생 물품과 일체형이다.
열원은 가연성 열원, 화학적 열원, 전기적 열원, 히트 싱크 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 열원은 바람직하게는 에어로졸-형성 기재에 삽입 될 수 있는 블레이드 형태의 전기적 열원일 수 있다. 대안적으로, 열원은 에어로졸-형성 기재를 둘러싸도록 구성될 수 있으며, 에어로졸-형성 기재는 중공 실린더형(hollow cylinder)이거나 임의의 다른 적합한 형태일 수 있다. 대안적으로, 열원은 가연성 열원일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 가연성 열원은, 사용 중에 열을 발생시키기 위하여 그 자체가 연소되며, 궐련, 시가 또는 시가릴로와 달리, 흡연 물품의 담배 기재를 연소시키는 과정을 포함하지 않는다. 바람직하게는 이러한 가연성 열원은, 탄소와 점화 보조제(ignition aid), 즉 금속 과산화물, 초과산화물 또는 질산염을 포함하며, 여기서 금속은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속이다.
용어 “상류” 및 “하류”는 담배 기재 또는 에어로졸 발생 기재로부터 마우스피스를 통해 흡인되는 주류연 또는 에어로졸의 방향과 관련하여 설명되는 흡연 물품 구성요소들의 상대 위치를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어 “주류연”은, 궐련과 같은 가연성 흡연 물품에 의하여 생산된 연기 및 상술한 비-가연성 흡연 물품에 의하여 생성된 에어로졸을 지칭하는데 사용된다. 주류연은 흡연 물품을 통하여 흐르고, 사용자에 의하여 소비된다.
용어 "래퍼" 또는 "종이 래퍼"는 상호교차가능하고 담배 기재의 형상을 유지하기 위해 담배 기재를 둘러싸고, 종이 또는 다른 물질 및 선택적으로 충전제 물질로 형성되는 포장 물질을 지칭한다. 상기 래퍼 또는 종이 래퍼는 소수성이다.
용어 “소수성”은 방수성을 보이는 표면을 설명한다. 소수성을 결정하는 하나의 유용한 방법은 물 접촉각을 측정하는 것이다. “물 접촉각”은, 액체를 통해 통상적으로 측정되는, 액체/증기 경계면이 고체면과 만나는 각도이다. 물 접촉각은 액체에 의한 고체 표면의 습윤성 (wettability)을 영의 방정식(Young equation)으로 정량화한다.
본 발명은, 담배 기재의 주위에 배치되거나 이를 둘러싸고 있는 소수성 종이 래퍼 (즉, 소수성 내표면 만을 가지는 또는 적어도 소수성 내표면을 가지는 래퍼, 또는 소수성 외표면 만을 가지는 또는 적어도 소수성 외표면을 가지는 래퍼, 또는 소수성 내표면과 소수성 외표면 모두를 가지는 래퍼)를 개시하고 있다.
소수성 종이 래퍼는 소비자에 보일 수 있는 흡연 물품 상에 반점의 형성을 줄이고 방지할 수 있는 것으로 생각된다. 반점들은 습한 환경에서 보관시 흡연 물품에 나타날 수 있는 것으로 관찰되었다. 반점들은, 부유되거나 용해된 임의의 유색 물질을 포함하는 물이나 습윤제를, 종이 래퍼를 구성하는 셀룰로오스 섬유의 웹에 흡수하는 것에 기인할 수 있다. 이론에 구속되고자 하지 않고, 물이나 습윤제는 종이의 셀룰로오스 섬유와 상호작용하여, 섬유의 구조를 변형시켜서, 밝기, 색채 및 불투명도와 같은 광학 특성 및 종이 래퍼의 인장강도 및 투과성과 같은 기계적 성질의 국부적인 변화를 가져온다.
래퍼는, 담배 로드 또는 담배 기재 주위에 배치된 흡연 물품의 부분이며, 담배 기재의 원통 형태를 유지하는데 도움이 된다. 이 래퍼는 투과성이 아닌 것을 포함한 투과성의 범주를 나타낼 수 있다. 궐련 종이의 투과성은 국제 표준 시험법 (International Standard test method) ISO 2965:2009을 이용하여 결정되며, 그 결과는 분당 1cm2를 통과하는 부피(cm3)로 나타내며, 이를 "CORESTA 단위"라고 지칭한다.
많은 구현예에서, 미처리된 래퍼(즉, 소수성 처리가 없음)의 투과성은 약 0 CORESTA 단위 내지 약 300 CORESTA 단위, 또는 약 20 CORESTA 단위 내지 약 75 CORESTA 단위, 또는 약 10 CORESTA 단위 이하, 약 5 CORESTA 단위 이상, 또는 약 1 CORESTA 단위 이하일 수 있다. 일부 구성에 있어서, 미처리된 래퍼의 투과성은 약 1 내지 약 10 CORESTA 단위, 약 5 내지 약 20 CORESTA 단위, 또는 약 1 내지 약 5 CORESTA 단위의 범위에 있다.
다양한 구현예에서, 종이 래퍼는 임의의 적절한 소수성 물질로 형성될 수 있다. 많은 구현예에서, 종이 래퍼는 펜던트 양자 공여 작용기를 가진 물질로 형성된다. 용어 "양자 공여"란 화학 반응에서 수소 또는 양자를 공여할 수 있는 작용기를 지칭한다. 바람직하게는, 양자 공여 작용기는 이들에만 제한되지 않지만, 히드록실 작용기(-OH), 아민기 (-NH2), 또는 설프히드릴기 (-SH2)와 같은 반응성 친수성 작용기이다. 이제 본 발명은 히드록실 작용기를 포함하는 래퍼들을 참조하여 실시예로서 설명될 것이다. 펜던트 히드록실 작용기를 갖는 물질은 종이, 목재, 직물, 천연과 인조 섬유와 같은 셀룰로오스계 물질을 포함한다. 종이 래퍼는 또한, 탄산 칼슘과 같은, 하나 이상의 충전재 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 “래퍼”는 “종이 래퍼”, “궐련 래퍼”뿐 아니라 가열식 흡연 물품, 에어로졸 발생 물품이나 가연성 흡연 물품, 및 특히 담배 기재 또는 에어로졸 발생 기재를 에워싸거나 형성하는 데 사용되는 임의의 래퍼를 포함한다.
임의의 소수성 처리를 포함하는, 본원에서 설명되는 래퍼는 임의의 적절한 평량을 가질 수 있다. 래퍼의 평량은 약 20 내지 약 50g/cm2 또는 약 20 내지 약 40g/cm2의 범위 안에 있을 수 있다. 래퍼는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 래퍼의 두께는 약 30 내지 약 80㎛, 약 30 내지 약 60㎛ 또는 약 40 내지 50㎛의 범위 안에 있을 수 있다.
많은 구현예에서, 래퍼의 두께는, 일면에 도포된 소수성기 또는 작용제(reagent)가 마주보는 반대편 표면으로 고르게 퍼지게 하여, 유사한 소수성 성질을 마주보는 양표면에 효과적으로 제공한다. 하나의 실시예에서, 래퍼의 두께는 약 43㎛였고, 일면에 소수성 작용제로서 스테아로일 클로라이드를 사용한 그라비아 공정에 의하여 양 표면이 소수성이 되었다. 따라서, 본 발명의 많은 이점이 두 개의 주 표면 중 하나, 즉 내표면과 외표면 중 하나가 소수성 성질을 나타내는 것을 필요로 함에도 불구하고, 양표면 모두 소수성 성질을 보이는 종이도 유사하게 사용될 수 있는 것으로 생각된다 바람직하게는, 단지 외표면만 소수성이거나 적어도 외표면이 소수성이다. 그러므로, 본 발명은 다양한 응용예를 포함하며, 여기서 래퍼는 적어도 하나의 소수성 표면을 포함한다.
또한 래퍼의 소수성 표면은, 흡연 물품의 래퍼 상에 가시적인 반점들을 형성할 수 있거나 래퍼를 약화시킬 수 있는 습윤제, 물 및 다른 용해되거나 부유된 물질들이 래퍼에 전달, 흡수 및 축적되는 것을 억제할 수 있다. 근본적으로, 소수성 표면은 물, 습윤제 및 다른 용해되거나 부유된 물질들에 의해 래퍼가 얼룩지는 것을 감소시키거나 방지한다.
소수성 래퍼는 또한, 습윤제, 물의 전달, 흡수 및 축적을 억제할 수 있고, 그리고 흡연 물품이 습한 환경, 특히 습도가 아주 높은(예를 들어, 상대습도가 70%, 80%, 90%, 95%, 99% 보다 큰 경우) 환경에서 보관 또는 사용되거나, 또는 흡연 물품이 연장된 기간(예를 들어, 3주, 2달, 3달 또는 6달 이상) 동안 보관 또는 사용되거나, 또는 두 가지 모두에 해당될 때, 일어나는 래퍼의 얼룩 발생을 억제할 수 있다.
래퍼의 소수성은 또한, 수분, 또는 습윤제가 래퍼와 상호 작용하는 흡연 물품의 마우스피스의 변형이나 분해(disintegration)의 발생을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 습윤제나 물이 래퍼 표면을 침투하여 흡수되면, 래퍼의 구조가 약해져, 래퍼의 인장 강도를 효과적으로 저하시켜서, 래퍼 또는 담배 로드가 쉽게 찢어지거나 붕괴되게 한다.
일부 구현예에서, 소수성 래퍼를 생성하기 위한 물질이나 방법은 실질적으로 래퍼의 투과성에 영향을 미치지 않는다. 바람직하게는, 소수성 래퍼를 생성하기 위한 작용제 또는 방법은 래퍼의 투과성을 (미처리 래퍼 물질에 비하여) 약 10% 미만 또는 약 5% 미만 변화시킨다.
다양한 구현예에서, 래퍼의 소수성 표면은, 약 30g/m2 미만, 약 20g/m2 미만, 약 15g/m2 미만 또는 약 10g/m2 미만의 콥 흡수율(Cobb water absorption value (ISO535:1991) (시간간격: 60초))을 갖는다.
다양한 구현예에서, 래퍼의 소수성 표면은, 적어도 약 90도, 적어도 약 95도, 적어도 약 100도, 적어도 약 110도, 적어도 약 120도, 적어도 약 130도 적어도 약 140도, 적어도 약 150도, 적어도 약 160도, or 적어도 약 170도의 물 접촉각(water contact angle)을 갖는다. 소수성은, TAPPI T558 om-97 테스트법을 이용하여 측정되며, 그 결과는 계면 접촉각(interfacial contact angle)으로 나타나고, "도(degrees)"로 보고되며, 거의 0도 내지 180도의 범위를 가질 수 있다. 접촉각이 소수성이라는 용어와 함께 사용되어 특정되지 않은 경우, 물 접촉각은 적어도 90도이다.
바람직한 구현예에서, 래퍼의 내표면은 적어도 약 90도, 적어도 약 95도, 적어도 약 100도, 적어도 약 110도, 적어도 약 120도, 적어도 약 130도, 적어도 약 140도, 적어도 약 150도, 적어도 약 160도 또는 적어도 약 170도의 물 접촉각을 갖는다. 외표면에 디자인의 프린팅, 궐련 점화 성향 감소를 위한 처리제의 프린팅과 같은 외표면의 후속처리 을 용이하게 하기 위하여, 또는 특정 접착제와 더 호환적이게 하기 위하여, 외표면이 내표면 보다 낮은 소수성을 갖게 할 수도 있다. 다른 구현예에서, 외표면은 내표면과 실질적으로 동일한 물 접촉각을 갖거나, 내표면의 접촉각의 20도 내의 물 접촉각을 갖는다.
소수성 표면은 래퍼의 길이방향을 따라 균일하게 존재할 수 있다. 일부 구성에서, 소수성 표면은 래퍼의 길이방향을 따라 균일하게 있지 않다. 예를 들어, 소수성 표면은 흡연 물품의 마우스피스 또는 필터에 인접한 래퍼의 부분에 우선적으로 존재하고, 래퍼의 상류 부분에 존재하지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 소수성 표면은 래퍼의 최상류 25% 부분에는 존재하지 않는다. 일부 구현예에서, 소수성 표면은 래퍼의 길이의 전부 또는 일부를 따라 패턴을 형성한다. 소수성이 아닌 래퍼 부분들은 소수성 표면에 쉽게 적용되지 않을 수 있는 표시를 포함하고 있을 수 있다.
많은 구현예에서, 소수성 표면은 래퍼의 길이를 따라 반응제를 프린트하여 형성될 수 있다. 임의의 유용한 프린트 방법이 이용될 수 있다. 상기 반응제는, 래퍼 물질이나 래퍼 물질의 펜던트 기에 화학적으로 결합하기 위하여 반응할 수 있는 임의의 유용한 소수성 작용기를 포함할 수 있다.
많은 구현예에서, 소수성 표면은 래퍼의 길이를 따라 반응제를 프린트하여 형성될 수 있다. 그라비아, 잉크젯 등과 같은 임의의 유용한 프린트 방법이 이용될 수 있다. 상기 반응제는, 래퍼 물질이나 래퍼 물질의 펜던트 기에 공유 결합될 수 있는 임의의 유용한 소수성 작용기를 포함할 수 있다.
소수성 표면은 임의의 적합한 소수성 반응제 또는 소수성 작용기로 형성될 수 있다. 소수성 반응제는 바람직하게는 종이나 종이 물질의 펜던트 기에 화학적으로 결합된다. 많은 구현예에서, 소수성 반응제는 종이나 종이 물질의 펜던트 기와 공유 결합된다. 예를 들어, 소수성 작용기는 종이 래퍼를 형성하는 셀룰로오스계 물질의 펜던트 히드록실 작용기와 공유 결합된다. 종이와 소수성 반응제의 구조적 성분들 사이의 공유 결합은, 종이 래퍼 표면 상에 소수성 물질의 코팅층을 단순 배치하는 것보다, 종이 물질에 더욱 단단히 결합되는 소수성 작용기를 형성할 수 있다. 코팅층이 종이에 있는 포어들을 덮거나 차단하고 투과성을 감소시키는 경향이 있기 때문에, 표면을 덮도록 일괄적으로 소수성 물질의 층을 적용하기보다는 분자 수준에서 소수성 반응제를 원 위치에서 화학적으로 결합하여, 종이의 투과성이 더 유지될 수 있게 한다. 소수성 작용기의 종이에 대한 원 위치에서 화학적 결합은 종이의 표면을 소수성으로 하기 위하여 필요한 물질의 양을 줄일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "원 위치에서"는 용액에 용해된 셀룰로오스와의 반응으로부터 구별가능한, 종이를 형성하는 고체 물질의 표면 위 또는 근처에서 발생하는 화학 반응의 장소를 지칭한다. 예를 들어, 반응은 이종 구조로 셀룰로오스계 물질을 포함하는 종이의 표면 위 또는 근처에서 발생한다. 그러나, 용어 "원 위치에서"는 화학 반응이 흡연 물품 상에서 직접 발생하는 것을 필요로 하지 않는다.
소수성 반응제는 아실 작용기 또는 지방산 작용기를 포함할 수도 있다. 아실 작용기 또는 지방산 작용기 또는 이들의 혼합물이 포화 또는 불포화될 수있다. 반응제 내에서 (지방산 할라이드와 같은) 지방산 작용기는, 셀룰로오스계 물질의 펜던트 히드록실 작용기와 반응하여, 지방산을 셀룰로오스계 물질에 공유 결합시키는 에스테르 결합을 형성할 수 있다. 본질적으로, 이러한 펜던트 히드록실 작용기와의 반응은 셀룰로오스계 물질을 에스테르화할 수 있다.
상기 아실 작용기 또는 지방산 작용기는 C12-C30 알킬 (12 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 작용기), C14-C24 알킬 (14 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 작용기), 또는 바람직하게는 C16-C20 알킬 (16 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 작용기)을 포함한다. 본 기술분야의 숙련자라면 본원에서 사용된 용어 "지방산"이 12 내지 30 개의 탄소 원자, 14 내지 24 개의 탄소 원자, 16 내지 20 개의 탄소 원자를 포함하거나 또는 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20 개 보다 많은 탄소 원자를 갖는, 장쇄 지방족, 포화 또는 불포화 지방산을 의미한다는 것을 이해할 것이다. 바람직한 구현예들에서, 소수성 반응제는 예를 들어, 아실 할라이드, 지방산 할라이드, 예를 들어 팔미토일 클로라이드, 스테아로일 클로라이드 또는 베헤노일 클로라이드를 포함하는 지방산 클로라이드, 이들의 혼합물을 포함한다. 지방산 클로라이드와 셀룰로오스 간의 원 위치에서의 반응은, 셀룰로오스의 지방산 에스테르 및 염산을 생성한다.
임의의 적절한 방법이 소수성 반응제 또는 소수성 작용기를 종이 래퍼에 화학적으로 결합하는데 이용될 수 있다. 하나의 예로서, 일정량의 소수성 반응제가 제어된 온도에서 용매 없이 종이의 표면에 침적되어, 예를 들어 반응제의 액적들이 상기 표면에 20㎛의 일정한 간격을 가지는 원들을 형성한다. 상기 반응제의 증기 장력(vapour tension)의 제어는, 미반응된 산 클로라이드를 지속적으로 방출하면서 지방산과 셀룰로오스 간의 에스테르 결합을 형성하는 확산에 의해, 반응의 전파를 촉진시킬 수 있다. 셀룰로오스의 에스테르화는, 일부 경우에, 셀룰로오스의 알콜 작용기 또는 펜던트 히드록실 작용기의 지방산 클로라이드를 비롯한 아실 클로라이드와 같은 아실 할라이드와의 반응에 기초한다. 소수성 반응제를 가열하는데 사용될 수 있는 온도는, 반응제의 화학적 성질에 좌우되며, 지방산 할라이드의 경우, 약 120℃ 내지 약 180℃의 범위이다.
소수성 반응제는 임의의 유용한 양 또는 평량으로 종이 래퍼에 적용될 수 있다. 많은 구현예에서, 소수성 반응제의 평량은, 약 3g/cm2 미만, 약 2g/cm2 미만 또는 약 1g/cm2 미만이거나, 약 0.1 내지 3g/cm2의 범위, 약 0.1 내지 2g/cm2의 범위 또는 약 0.1 내지 1g/cm2의 범위에 있다. 소수성 반응제는 종이 표면 상에 적용되거나 프린트되어, 균일한 또는 불균일한 패턴을 정의할 수 있다.
바람직하게는, 상기 소수성 종이 래퍼는 지방산 에스테르 작용기 또는 지방산 작용기를 래퍼의 셀룰로오스계 물질의 펜던트 히드록실 작용기와 반응시켜서 종이의 소수성 표면을 형성하여 형성된다. 상기 반응 단계는, 지방산 에스테르 작용기 또는 지방산 작용기를 제공하는 지방산 할라이드(예를 들어 클로라이드)를 적용해서 종이의 셀룰로오스계 물질의 펜던트 히드록실 작용기와 화학 결합해서 래퍼의 소수성 표면을 형성하여 달성할 수 있다. 상기 적용 단계는 액체 형태인 지방산 할라이드를 예컨대 브러쉬, 롤러 또는 흡수성 또는 비-흡수성 패드 같은, 고체 지지체 상에 로딩하고 나서, 래퍼의 표면에 고체 지지체를 접촉시켜서 수행될 수 있다. 또한 지방산 할라이드는 그라비아, 플렉소그래피, 잉크젯, 헬리오그래피 같은 프린트 기술에 의하거나, 분무에 의하거나, 습윤에 의하거나, 또는 지방산 할라이드를 포함하는 액체에 침지하여 적용될 수 있다. 상기 적용 단계는, 종이 래퍼의 표면 상에 균일 또는 불균일 패턴의 소수성 영역들을 형성하는 반응제의 불연속 섬들(discrete islands)을 피착할 수 있다. 상기 래퍼의 소수성 영역의 균일 또는 불균일 패턴은, 적어도 약 100 불연속 소수성 섬들, 적어도 약 500 불연속 소수성 섬들, 적어도 약 1000 불연속 소수성 섬들 또는 적어도 약 5000 불연속 소수성 섬들에 의해 형성될 수 있다. 상기 불연속 소수성 섬들은 원, 사각형 또는 다각형과 같은 임의의 유용한 형상을 가질 수 있다. 상기 불연속 소수성 섬들은 임의의 유용한 평균 가로 치수(lateral dimension)를 가질 수 있다. 많은 구현예에서, 불연속 소수성 섬들은 5 내지 100㎛의 범위, 또는 5 내지 50㎛ 범위의 평균 측방향 치수를 갖는다. 적용된 반응제가 표면에서 확산되는 것을 돕기 위해, 가스 흐름이 또한 적용될 수 있다. 그 전체가 본원에 참고로 원용된 미국 특허 공개 제20130236647호에 설명된 것과 같은 장치 및 공정은, 소수성 종이 래퍼를 생산하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소수성 종이 래퍼는 종이 래퍼의 적어도 한 표면에, 지방족 산 할라이드 (바람직하게는 지방산 할라이드)를 포함하는 액체 조성물을 적용하는 단계, 선택적으로 가스 흐름을 상기 표면에 적용해서 상기 적용된 지방산 할라이드의 확산을 도와주는 단계, 및 약 120℃ 내지 약 180℃ 온도에서 표면을 유지하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 지방산 할라이드는 종이의 셀룰로오스계 물질의 히드록실 작용기와 원 위치에서 반응해서 지방산 에스테르를 형성하는, 공정에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 래퍼는 종이로 제조되고, 지방산 할라이드는 스테아로일 클로라이드, 팔미토일 클로라이드, 또는 아실 작용기의 16 내지 20 개의 탄소 원자와 지방산 클로라이드의 혼합물이다. 따라서 상기에서 기재된 공정에 의해 생산된 소수성 종이는 셀룰로오스의 미리 제조된 지방산 에스테르의 층으로 표면을 코팅하여 제조된 물질로부터 구별 가능하다.
소수성 종이 래퍼는 액체 반응제 조성물을 약 0.1 내지 약 3g/cm2, 또는 약 0.1 내지 약 2g/cm2, 또는 약 0.1 내지 약 1g/cm2 범위의 비율로 종이의 적어도 한 표면에 적용하는 공정에 의해 생산된다. 이러한 비율로 적용되는 액체 반응제는 종이 표면을 소수성이 되게 한다.
궐련 및 에어로졸 발생 물품과 같은 흡연 물품은, 래퍼가 에워싼 담배의 충전물을 포함하는 담배 기재 또는 에어로졸 발생 기재를 포함하고 있다. 담배 기재는, 임의의 적합한 형태로, 담배 물질이나 담배 치환물의 임의의 적합한 유형이나 유형들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 담배 로드는 연도 경화(flue-cured) 담배, 벌리 담배, 메릴랜드 담배, 오리엔탈 담배, 전문 담배, 균질화 또는 재구성 담배, 또는 이들의 임의 조합을 포함한다. 담배는, 담배 각초, 담배 박층, 예컨대 부피 팽창 또는 부풀린 담배 같은 가공된 담배 물질, 예컨대 컷-롤형(cut-rolled) 또는 컷-퍼프형(cut-puffed) 줄기 같은 가공된 담배 줄기, 균질화 담배, 재구성(reconstituted) 담배, 캐스트 리프 담배(cast leaf tobacco) 또는 이들의 블렌드 등의 형태로 제공된 것이 바람직하다. 본 명세서에서 용어 "담배 각초"는 담배 잎의 순엽(lamina) 부분으로 주로 만들어지는 담배 물질을 지칭하는데 사용된다. 본 명세서에서 용어 "담배 각초"는 담배 각초 블렌드를 형성하는 단일 종의 담배속식물(Nicotiana) 및 2종 이상의 담배속 식물 모두를 지칭하는데 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “균질화 담배”는 미립자 담배를 집합시켜서 형성된 물질을 가리킨다. 균질화 담배는 재구성(reconstituted) 담배 또는 캐스트 리프 담배(cast leaf tobacco), 또는 이들 모두의 혼합물을 포함할 수도 있다. 용어 "재구성 담배" 는 담배 미세 분말, 담배 가루, 담배 줄기 또는 이들의 혼합물과 같은 담배 부산물(tobacco by-products)로 제조될 수 있는 종이 형태 물질을 말한다. 재구성 담배는, 담배 부산물 내의 가용성 화학물질을 추출하는 단계, 남은 담배 섬유를 시트로 가공하는 단계, 및 농축 형태의 추출물질을 상기 시트에 재적용하는 단계를 통하여 제조될 수 있다. 본 명세서에서 용어 “캐스트 리프 담배”는, 담배 분쇄 입자 및 바인더(예를 들어 구아)를 포함하는 슬러리를, 벨트 컨베이어와 같은 지지면(supportive surface) 위에서 캐스팅하고, 슬러리를 건조하고, 건조된 시트를 지지면으로부터 제거하는 것에 기초하는, 본 기술분야에 주지된 공정으로 만든 제품을 나타내는데 사용된다. 이러한 유형의 담배 기재 또는 에어로졸-발생 기재를 생산하기 위한 예시적인 방법들은 미국 특허 제5,724,998호; 제5,584,306호; 제4,341,228호; 제5,584,306호 및 제6,216,706호에 기술되어 있다. 다양한 구현예들에서, 균질화 담배는 로드를 형성하도록 포장되기 전에, 권축되거나, 구겨지거나, 접히거나, 이와 달리 압축되는 시트로 형성된다. 예를 들면, 본 발명에서 사용하기 위한 균질화 담배 물질의 시트는, 한 쌍의 회전식 권축 롤러를 포함하는, CH-A-691156에 설명되어 있는 유형의 권축 유닛을 사용하여 권축될 수도 있다. 그러나, 본 발명에서 사용하기 위한 균질화 담배 물질의 시트는 균질화 담배 물질의 시트를 변형시키거나 천공하는 다른 적절한 기계 및 공정을 이용하여 질감이 형성될 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
가열식 흡연 물품 또는 에어로졸 발생 물품에서 사용되는 담배 기재 또는 에어로졸 발생 기재는 일반적으로 궐련과 같은, 연소식 흡연 물품보다 높은 수준의 습윤제(들)을 포함하고 있다. 습윤제는 또한 "에어로졸 형성제"로서 지칭될 수 있다. 에어로졸 형성제는, 사용 시, 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 에어로졸 발생 기재의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 적절한 습윤제 또는 에어로졸 형성제는 당 기술분야에 주지되어 있고, 이에 한정되지 않지만, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 바람직한 습윤제 또는 에어로졸 형성제는, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다. 담배 기재 또는 에어로졸 형성 기재는 단일의 습윤제 또는 에어로졸 형성제를 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 담배 기재 또는 에어로졸 형성 기재는 2개 이상의 습윤제 또는 에어로졸 형성제의 조합을 포함하고 있을 수도 있다.
다양한 구현예들에서, 담배 기재 또는 에어로졸 발생 기재는 높은 수준의 습윤제 또는 에어로졸 형성제를 가지고 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 높은 수준의 습윤제는 건조 중량 기준으로 약 10중량% 초과 또는 바람직하게는 약 15중량% 초과 또는 보다 바람직하게는 약 20중량% 초과인 습윤제 함량을 의미한다. 담배 기재 또는 에어로졸 발생 기재는 건조 중량 기준으로 약 10중량% 내지 약 30중량%, 약 15중량% 내지 약 30중량%, 또는 약 20중량% 내지 약 30중량% 사이의 습윤제 또는 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
본 발명은 높은 습윤제 수준을 갖는 담배 기재 주위나 이를 둘러싸서 배치된 소수성 래퍼를 제공하고 있다. 한 구현예에서, 래퍼는 단지 소수성 내부 표면 만 포함하거나 또는 적어도 하나의 소수성 내부 표면을 포함하고 있다. 다른 구현예에서, 래퍼는 소수성 내부 표면과 소수성 외부 표면을 모두 갖는다. 소수성 래퍼는 흡연 물품 상에서 소비자에게 보일 수 있는 반점들의 형성을 줄이고 방지할 수 있다고 생각된다. 담배 기재가 습한 환경이나 수분에 노출되거나 담배 기재가 높은 수준의 습윤제를 포함하는 보관 시에, 반점들이 흡연 물품에 나타나는 것으로 관찰되었다. 반점들은, 부유되거나 용해된 임의의 유색 물질을 포함하는 물 또는 습윤제가, 종이 래퍼를 구성하는 셀룰로오스계 섬유의 웹에 흡수되는 것에 기인한다. 이론에 구속되지 않고, 물 또는 습윤제는 종이의 셀룰로오스계 섬유와 상호작용하여, 섬유의 조직을 변형시켜서, 밝기, 색채 및 불투명도와 같은 광학적 특성 및 종이 래퍼의 인장강도 및 투과성과 같은 기계적 성질의 국부적인 변화를 가져온다.
바람직하게는, 소수성 래퍼는 가열식 흡연 물품을 위해 에어로졸 발생 기재의 담배 기재 주위에 배치되어 있다. 소수성 래퍼는, 공기가 가열식 흡연 물품을 통하여 흡인되는데 따라 래퍼에 습윤제 화합물과 물이 흡수되는 것을 감소시킬 수 있다.
많은 구현예에서, 흡연 물품의 전체 길이는 약 30mm와 약 130mm 사이이다. 일부 구현예에서, 상기 흡연 물품의 전체 길이는 약 85mm 또는 약 45mm이다. 상기 흡연 물품의 외부 직경은 약 5.0mm와 약 12mm 사이, 약 5.0mm와 약 8mm 사이, 또는 7.2 mm ± 10%일 수 있다. 흡연 물품의 필터의 전체 길이는, 약 18mm와 약 36mm 사이일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 필터의 전체 길이는 약 27mm이다. 가열식 흡연 물품 내의 에어로졸 발생 기재는 통상적으로 기존의 말단에 불이 붙는 흡연 물품에서의 가연성 흡연가능 물질의 로드보다 길이가 상당히 짧다. 가열식 흡연 물품 내에 포장되어 있는 에어로졸 발생 기재의 컬럼은 약 5mm와 약 20mm 사이의 길이를 가질 수도 있다.
본 발명에 있어, 흡연 물품과 필터의 흡인저항(resistance to draw (RTD))이 가변될 수 있다. 많은 구현예에서, 흡연 물품의 RTD는 약 50 내지 130mm H2O 사이이다. 흡연 물품의 RTD는, 용적 유량(volumetric flow)이 배출 단부에서 초당 17.5 밀리리터인 정상 조건(steady conditions) 하에서 기류에 의해 가로지를 때, 시료의 두 단부 간의 정압차(static pressure difference)를 가리킨다. 시료의 RTD 는, (존재하는 경우) 환기가 전부 차단된 채 ISO 표준 6565:2002에 규정된 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 본 발명에 의한 흡연 물품은, 하나 이상의 향미제가 코팅된 이너 라이너(inner liner)를 가지는 컨테이너, 예를 들어 소프트 팩이나 힌지-리드 팩(hinge-lid packs)에 포장될 수 있다.
본원에서 사용되는 모든 과학 및 기술 용어는 달리 특정되지 않는 한 당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본원에서 제공되는 정의들은 본원에서 빈번하게 사용되는 소정의 용어들의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용된 바와 같이, 상기 단수 형태들(“a”, “an”, 및 “the” )은, 달리 그 내용이 명확하게 기술되지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 구현예들을 포함하고 있다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용된 바와 같이, “또는”은 달리 그 내용이 명확하게 기술되지 않는 한 일반적으로 “및/또는”을 포함하는 의미로 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “갖다”, “갖는”, “포함하다”, “포함하는”, “이루어지다”, “이루어지는” 등은 개방형의 의미로 사용되며, 일반적으로 “포함하지만, 이에 한정되지 않는” 것을 의미한다. “~로 필수적으로 이루어지는”, “~로 이루어지는” 등은 “이루어지는” 등에 포함되는 것임이 이해될 것이다.
단어 “바람직한” 및 “바람직하게”는 특정 환경 하에서 특정 이익을 제공할 수 있는 본 발명의 구현예들을 지칭한다. 그러나, 다른 구현예들이 동일 또는 다른 환경 하에서 바람직할 수도 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 구현예의 설명은 다른 구현예들이 유용하지 않음을 암시하는 것이 아니며, 청구항들을 포함하는 본 발명의 범주로부터 다른 구현예들을 배제하고자 하는 것이 아니다.
도 1, 도 2에 도시된 흡연 물품은, 상술한 흡연 물품이나 흡연 물품의 성분의 하나 이상의 구현예를 도시하고 있다. 위의 개략도들은 반드시 일정한 축척으로 되어 있지 않으며, 예시할 목적이지, 한정하려는 목적으로 제공되는 것은 아니다. 도면들은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 측면들을 도시하고 있다. 그러나, 도면들에 도시되지 않은 다른 측면들이 본 발명의 범주 및 사상 이내에 들어 있음이 이해될 것이다.
이제 도 1을 참조하면, 흡연 물품(10)이 도시되어 있다. 흡연 물품(10)은 높은 수준의 습윤제를 갖는 담배 로드와 같은 담배 기재(20), 마우스 말단 세그먼트(30) 및 원위 말단(70)을 포함하고 있다. 마우스피스(30)는 완성된 흡연 물품(10) 내의 담배 기재(20)와 접경할 수 있다. 도시된 흡연 물품(10)은, 필터 또는 마우스피스 세그먼트(30)의 적어도 일부분을 둘러싸는 플러그 랩(60) 및 담배 기재(20)의 적어도 일부분을 둘러싸는 소수성 래퍼(40)를 포함하고 있다. 티핑 종이(50) 또는 다른 적절한 래퍼는, 당 기술분야에서 일반적으로 공지된 바와 같이, 플러그 랩(60) 및 래퍼(40)의 일부분을 둘러싸고 있다.
예시적인 에어로졸 발생 물품(100)은 동축 정렬로 배열된 구성요소들을 포함하고 있다: 에어로졸 형성 기재(120), 에어로졸 냉각 요소(140), 및 마우스피스(150). 이들 네 개의 요소는 순차적으로 배열되어 있고 소수성 래퍼(160)에 의해 둘러싸여서 에어로졸 발생 물품(100)을 형성한다. 에어로졸 발생 물품(100)은 사용자가 사용 동안에 그 또는 그녀의 입 안에 삽입하는 근위 또는 마우스 말단(170), 및 이 마우스 말단(170)에 대한 에어로졸 발생 물품(100)의 대향 말단에 위치한 원위 말단(180)을 갖는다. 사용시, 사용자에 의해 에어로졸 발생 물품(100)을 통해 공기가 원위 말단(180)으로부터 마우스 말단(170)으로 흡인된다.
에어로졸 형성 기재(120)는 에어로졸 발생 물품(100)의 극단적인 원위 또는 상류 말단에 위치하고 있을 수 있다. 도 2에 도시된 구현예에서, 에어로졸 형성 기재(120)는 균질화 담배 물질 및 에어로졸 형성제로서 글리세린과 같은 습윤제를 포함하고 있다.
에어로졸 발생 장치(210)의 가열 요소(220)가 에어로졸 형성 기재(120) 내로 삽입될 때, 에어로졸 형성 기재(120)가 강제로 에어로졸 냉각 요소(140)를 향해서 에어로졸 발생 물품(100) 내부에 하류에 있게 되는 것을 막는 지지 요소와 같은 추가 구성요소들이 포함될 수 있다(미도시함).
에어로졸 냉각 요소(140)는 에어로졸 형성 기재(120)의 하류에 위치하고 있다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(120)로부터 방출된 휘발성 물질들은 에어로졸 발생 물품(100)의 마우스 말단(170)을 향해서 에어로졸 냉각 요소(140)를 따라 통과한다. 마우스피스(150)는 에어로졸 냉각 요소(140)의 하류에 위치되어 있고 낮은 여과 효율을 갖는 종래의 초산 셀룰로오스 토우 필터를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 가열 요소(220)를 포함하고 있다. 가열 요소(220)는 에어로졸 발생 장치(210)의 에어로졸 발생 물품 수용실(205) 내에 장착될 수 있다. 사용시, 사용자는 에어로졸 발생 물품(100)을 에어로졸 발생 장치(210)의 에어로졸 발생 물품 수용실(205) 내에 삽입하여 가열 요소(220)가 에어로졸 발생 물품(100)의 에어로졸 형성 기재(120) 내에 직접 삽입된다. 도 3에 도시된 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(210)의 가열 요소(220)는 히터 블레이드이다.
도 2에서는, 에어로졸 발생 장치(210)의 구성요소들이 단순화된 방식으로 도시되어 있으며 실제 축척으로 그려져 있지 않다. 에어로졸 발생 장치(210)는 가열 요소(220)가 작동될 수 있게 하는 전력 공급부(240) 및 전자기기들(250)을 함유하고 있는 하우징을 포함하고 있다. 가열 요소(220)는 하우징 내의 에어로졸 발생 물품 수용실(205) 내에 장착되어 있다. 에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸 발생 물품 수용실(205) 내로 삽입되어서, 가열 요소(220)가 에어로졸 발생 물품(100)의 에어로졸 형성 기재(120) 내로 직접 삽입되게 된다.
에어로졸 발생 장치(210)는 전기 에너지 공급부(240), 예를 들어 재충전식 리튬 이온 전지를 포함하고 있다. 컨트롤러(250)가 가열 요소(220), 전기 에너지 공급부(240), 및 사용자 인터페이스(260), 예를 들면 버튼이나 디스플레이에 연결되어 있다. 컨트롤러(250)는 가열 요소(220)의 온도를 조절하기 위해서 가열 요소에 공급된 전력을 제어한다.
일단 에어로졸 발생 물품(100)이 에어로졸 발생 장치(210) 내와 가열 요소(220) 상에 제거가능하게 수신되면, 에어로졸 발생 장치(210)는 약 375℃의 온도로 에어로졸 형성 기재(120)를 가열하도록 작동된다. 사용자가 에어로졸 발생 물품(100)의 마우스 말단(170)을 흡인함에 따라, 에어로졸 형성 기재(120)에서 방산된 휘발성 화합물이 에어로졸 발생 물품(100)을 통해 하류로 흡인되고 응축해서 에어로졸 발생 물품(100)의 마우스피스(150)를 통해 사용자의 입 속으로 흡인되는 에어로졸을 형성하게 된다. 소수성 래퍼(160)는 에어로졸에서 습윤제와 수분을 차단해서 래퍼(160)가 얼룩지고 약화되는 것을 줄인다.
전술한 예시적인 구현예들은 한정적인 것이 아니다. 상술한 예시적인 구현예들과 일치하는 다른 구현예들이 당 기술분야의 숙련자들에게 자명할 것이다.
10: 흡연 물품
20: 담배 기재
30: 마우스피스 세그먼트
40,160: 래퍼
50: 티핑 종이
60: 플러그 랩
70: 원위 말단
100: 에어로졸 발생 물품
120: 에어로졸 형성 기재
140: 에어로졸 냉각 요소
150: 마우스피스
170: 마우스 말단
180: 원위 말단
205: 에어로졸 발생 물품 수용실
210: 에어로졸 발생 장치
220: 가열 요소
240: 전력 공급부
250: 전자기기들, 컨트롤러
260: 사용자 인터페이스

Claims (15)

  1. 흡연 물품으로,
    건조중량으로 적어도 15중량%의 습윤제를 포함하는 담배 기재; 및
    상기 담배 기재의 주위에 배치된 종이 래퍼를 포함하되 여기서 상기 종이 래퍼는 종이에 공유 결합된 소수성 작용기로 인해 소수성이고, 셀룰로오스의 지방산 에스테르를 포함하는, 흡연 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 종이 래퍼는 원통형 형태인 상기 담배 기재를 유지하고, 상기 담배 기재는 건조중량으로 적어도 20중량%의 습윤제를 포함하는, 흡연 물품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 종이 래퍼는 적어도 100도의 물 접촉각을 갖는, 흡연 물품.
  4. 제3항에 있어서, 상기 종이 래퍼는 셀룰로오스계 물질 및 상기 셀룰로오스계 물질에 공유 결합된 소수성 작용기를 포함하는, 흡연 물품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 종이 래퍼는 20 내지 50g/cm2 범위의 평량을 가지고, 상기 소수성 작용기는 0.1 내지 3g/cm2 범위의 평량을 갖는, 흡연 물품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소수성 작용기는 지방산 클로라이드를 셀룰로오스계 물질과 원 위치에서 반응하여 상기 종이의 셀룰로오스계 물질에 공유 결합되어 있는, 흡연 물품
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 지방산 클로라이드는 팔미토일 클로라이드, 스테아로일 클로라이드, 베헤노일 클로라이드, 또는 팔미토일 클로라이드와 스테아로일 클로라이드의 혼합물인, 흡연 물품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 래퍼는 20g/m2 미만의 콥 측정값(시간간격: 60초)을 보이는, 흡연 물품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 소수성 종이는, 지방산 할라이드를 포함하는 액체 조성물을 종이의 적어도 한 표면에 적용하는 단계, 120 내지 180℃의 온도에서 상기 표면을 유지하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 지방산 할라이드는 원 위치에서 상기 종이 내의 물질의 양자 공여 작용기와 반응해서 지방산 에스테르의 형성을 초래하는, 공정에 의해 제조되는, 흡연 물품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 공정은 스테아로일 클로라이드 또는 팔미토일 클로라이드를 포함하는 액체 조성물을 종이의 적어도 한 표면에 120 내지 180℃의 온도에서 적용하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 종이의 셀룰로오스계 물질 내의 히드록실 작용기는 원 위치에서 상기 스테아로일 클로라이드 또는 팔미토일 클로라이드와 반응하는, 흡연 물품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 공정은 상기 액체 조성물을 0.1 내지 3g/cm2 범위의 비율로 종이의 적어도 한 표면에 적용해서 상기 종이의 적어도 한 표면을 소수성으로 만드는 단계를 포함하는, 흡연 물품.
  13. 지방산 클로라이드와 상기 종이 래퍼의 셀룰로오스계 물질을 반응시켜서 소수성 종이 래퍼를 형성하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 흡연물품을 형성하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 반응 단계는 지방산 클로라이드를 종이 표면에 프린트하는 단계를 포함하고, 상기 지방산 클로라이드는 상기 래퍼의 셀룰로오스계 물질의 펜덴트 히드록실 작용기와 결합해서 소수성 래퍼를 형성하는 지방산 에스테르 작용기 또는 지방산 작용기를 제공하는, 방법.
  15. 에어로졸 발생 시스템으로,
    가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치; 및
    제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 흡연 물품을 포함하고,
    여기서 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 에어로졸 발생 물품을 제거가능하게 수신하도록 구성되어 있고, 상기 가열 요소는 가열식 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에 열을 제공하는, 에어로졸 발생 시스템.
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