KR102705128B1 - 오일 첨가제를 포함하는 에어로졸 발생 기재 - Google Patents
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Abstract
가열식 에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 발생 기재(20)의 로드를 포함하고, 여기서 에어로졸 발생 기재(20)의 로드는 재구성 담배 시트 및 캐스트 리프로부터 선택된 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트로 형성되어 있고, 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 적어도 1중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고 있다.
Description
본 발명은 가열식 에어로졸 발생 물품 및 이러한 물품에 사용하기 위한 균질화 식물 물질에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예를 들어 "가열-비연소(heat-not-burn)" 유형의 흡연 물품과 같은 에어로졸 발생 물품에 사용하기에 적합한 균질화된 담배 물질에 관한 것이다.
담배 함유 기재와 같은, 에어로졸 발생 기재가 연소되기보다는 가열되는 에어로졸 발생 물품이 당업계에 공지되어 있다. 전형적으로, 그러한 가열식 흡연 물품에서, 에어로졸은 열원으로부터, 열원과 접촉하게, 열원의 내부에, 열원의 주위에 또는 열원의 하류에 위치될 수 있는, 물리적으로 분리된 에어로졸 발생 기재 또는 물질로의 열 전달에 의해 발생된다. 에어로졸 발생 물품의 사용 동안, 휘발성 화합물은 열원으로부터의 열 전달에 의해 에어로졸 발생 기재로부터 방출되고 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기에 연행된다. 방출된 화합물이 냉각되면서 화합물은 응축되어 에어로졸을 형성한다.
다수의 선행 기술 문헌은 가열식 에어로졸 발생 물품을 소모하거나 흡연하기 위한 에어로졸 발생 장치를 개시하고 있다. 그러한 장치는, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 하나 이상의 전기 히터 요소로부터 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재로의 열 전달에 의해 에어로졸이 발생되는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함한다. 이러한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치의 한 가지 이점은 부류연(sidestream smoke)을 상당히 감소시키는 것이다.
에어로졸 발생 물품용 기재를 포함하여, 균질화된 담배 물질이 담배 제품의 생산에서 빈번하게 사용된다. 이 균질화된 담배 물질은, 통상적으로, 예를 들어 담배 줄기 또는 담배 가루 등과 같은 각초의 제조에 덜 적합한, 담배 식물의 부분으로부터 제조된다.
가장 일반적으로 사용되는 균질화된 담배 물질의 형태는 재구성 담배 시트(reconstituted tobacco sheet) 및 캐스트 리프(cast leaf)이다. 균질화된 담배 물질 시트를 성형하는 공정은 보편적으로 담배 가루와 결합제를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계를 포함하고 있다. 이어서, 슬러리는 담배 웹을 생성하는 데 사용된다. 예를 들어, 담배 웹은 이동하는 금속 벨트 상으로 점성 슬러리를 캐스팅하여 소위 캐스트 리프를 제조함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 점도가 낮고 수분 함량이 높은 슬러리는 제지 공정과 유사한 공정에서 재구성 담배를 생성하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 “캐스트 리프”는, 담배 입자 (단독 또는 다른 식물 입자와 혼합물 형태) 및 결합제(예를 들어 구아 검)를 포함하는 슬러리를, 벨트 컨베이어와 같은 지지 표면(supportive surface) 위에서 캐스팅하고, 슬러리를 건조하고, 건조된 시트를 지지 표면으로부터 제거하는 것을 기초로 하는, 캐스팅 공정에 의해 형성되는 균질화된 담배 물질의 형태를 지칭하는데 사용될 수 있다. 캐스팅 또는 캐스트 리프 공정의 예는, 예를 들어 캐스트 리프 담배를 제조하기 위한 US-A-5,724,998에 기재되어 있다. 캐스트 리프 공정에서, 미립자 식물 물질은 식물의 부분을 부수거나, 갈거나, 분쇄하여 생산된다. 하나 이상의 식물로부터 생산된 입자는 액체 구성성분, 통상적으로 물과 혼합되어 슬러리를 형성한다. 슬러리 내의 다른 구성성분은 추가 섬유, 결합제 및 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 미립자 식물 물질은 결합제의 존재 하에 덩어리질 수 있다. 슬러리를 지지면 상에 캐스팅하고 균질화된 담배 물질의 시트로 건조시킨다.
담배 입자는, 원하는 시트 두께와 캐스팅 갭에 따라 30 내지 80μm 또는 100 내지 250μm 순의 평균 직경을 갖는 입자를 포함하는 담배 가루 형태일 수 있다. 추가 섬유는 담배 줄기 재료, 잎자루 또는 다른 담배 식물 물질, 및 낮은 리그닌 함량을 가진 목재 섬유와 같은 다른 셀룰로오스계 섬유를 포함할 수 있다. 섬유 입자의 유형 및 크기는 캐스트 리프의 인장 강도를 조정하기 위한 관점으로 선택될 수 있다. 추가로, 대마 및 대나무를 포함하는 식물 섬유와 같은 대안적 섬유는 상기 섬유와 함께 사용되거나, 대안으로 사용될 수 있다.
재구성 담배 시트를 형성하기 위한 적절한 공정은 소위 제지 공정이다. 이러한 공정의 제1 단계에서, 담배 물질(단독 또는 다른 식물 물질과의 혼합물 형태)이 물과 혼합되어 주로 별도의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 희석 현탁액을 형성한다. 이러한 제1 단계는 침지시키는 것과 열을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 현탁액은 캐스팅 공정에서 생성된 슬러리보다 낮은 점도와 더 높은 수분 함량을 갖는다. 이어서, 현탁액은 고체 섬유 구성성분을 함유하는 불용성 부분, 및 가용성 담배 물질을 포함하는 액체 또는 수성 부분으로 분리될 수 있다. 불용성 섬유 부분에 남아 있는 물은, 무작위로 짜여진 섬유들의 웹이 놓일 수 있도록, 체로서 작용하는 스크린을 통해 배수될 수도 있다. 때때로 흡입 또는 진공에 의해 보조되는, 롤러로 눌러서 이 웹으로부터 물이 추가로 제거될 수도 있다. 대부분의 수분이 제거되었을 때, 일반적으로 평평하고 균일한 담배 섬유의 시트가 달성된다. 시트로부터 제거된 가용성 담배 물질은 농축될 수 있고, 농축된 담배 물질은 시트에 다시 첨가되어 균질화된 담배 물질의 시트를 생성할 수 있다. 이 공정은, US 3,860,012에 기술된 바와 같이, 담배 종이로도 알려진 재구성 담배 제품을 제조하기 위해 담배와 함께 사용되어 왔다.
균질화된 담배 물질의 시트를 생산하는데 적용될 수 있는 공지된 다른 공정은 예를 들어 US-A-3,894,544에 기재된 유형의 도우 재구성 공정; 및 예를 들어 GB-A-983,928에 기재된 유형의 압출 공정이다. 통상적으로, 압출 공정 및 도우 재구성 공정에 의해 생산된 균질화된 담배 물질의 밀도는, 캐스팅 공정에 의해 생산된 균질화된 담배 물질의 밀도보다 크다.
가열식 에어로졸 발생 물품에서, 에어로졸 형성 기재는 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해 비교적 낮은 온도, 예를 들어 약 350℃로 가열된다. 에어로졸이 형성될 수 있도록 하기 위해, 균질화된 담배 물질은 바람직하게는 에어로졸 형성제와 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 습윤제를 높은 비율로 포함한다. 균질화된 담배 물질은 니코틴도 함유하고 있다. 가열식 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기재로서 사용되기에 적합한 균질화된 담배 물질로부터 형성된 로드가 WO-A-2012/164009에 개시되어 있다.
에어로졸을 생성하기 위해서는 에어로졸 형성제가 균질화된 담배 물질로부터 방출되어야 한다. 이들 에어로졸 형성제가 방출되기 위해서는 균질화된 담배 물질의 본체 내에서 균질화된 담배 물질의 표면으로 이동해야 한다. 니코틴과 같은 다른 휘발성 화합물도 균질화된 담배 물질의 본체로부터 이동하여 에어로졸 내에 연행되어야 한다. 가열시 에어로졸 형성제가 균질화된 담배 물질로부터 방출되는 효율 및 속도를 개선하는 것이 바람직할 수 있다.
균질화된 담배 물질 내에서 에어로졸 형성제 및 다른 휘발성 화합물이 이동하는 것은 확산에 의해 제한된다. 에어로졸 형성제가 방출되는 효율 및 속도를 향상시키는 하나의 방법은 균질화된 담배 물질이 가열되는 온도를 상승시킴으로써 확산을 개선하는 것일 수 있다. 그러나, 온도 상승은 바람직하지 않은 화합물의 발생을 야기할 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있다. 온도 상승은 또한 형성되는 에어로졸의 물리적 특성, 예를 들어 에어로졸의 온도 또는 에어로졸의 액적 크기에 악영향을 미칠 수 있다.
가열시 에어로졸 형성제 그리고 다른 휘발성 화합물이 방출되는 효율 및 속도를 개선하는 다른 방법은 균질화된 담배 물질의 단위 부피당 표면적의 크기를 증가시키는 것일 수 있다. 이는 균질화된 담배 물질의 얇은 시트의 사용을 필요로 할 수 있다. 그러나, 에어로졸 형성제가 고농도이기 때문에 균질화된 담배 물질에는 강도가 결여된다. 균질화된 담배 물질의 얇은 시트는 취급 및 가공이 극히 어렵다.
니코틴과 같은 휘발성 화합물의 전달을 개선하는 에어로졸 발생 물품용 균질화 식물 물질을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 심지어 작동 온도가 감소할 때에도 휘발성 화합물의 전달을 개선하는 이러한 균질화 식물 물질을 제공하는 것이 특히 바람직할 것이다. 기존의 제조 공정 및 장치를 상당히 변형할 필요 없이 효율적으로 제조될 수 있는 이러한 균질화 식물 물질을 제공하는 것이 또한 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 흡입 가능한 에어로졸을 생산하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있으며, 상기 가열식 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함하고, 여기서 상기 에어로졸 발생 기재의 로드는 재구성 담배 시트 및 캐스트 리프로부터 선택된 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트로 형성되어 있고, 상기 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 적어도 1중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명의 제1 측면에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품 내에서 에어로졸 발생 기재로서 사용하기 위한 균질화된 담배 물질이 제공되어 있으며, 상기 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 적어도 1중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고 있다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있으며, 상기 시스템은, 가열 요소를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치; 및 상기 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있으며, 상기 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 기재의 로드는 재구성 담배 시트 및 캐스트 리프로부터 선택된 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트로 형성되고, 상기 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 적어도 1중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고 있다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 본 발명의 제2 측면에 따른 균질화 식물 물질을 제조하는 방법이 제공되어 있으며, 상기 방법은, 담배 물질, 물, 및 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고 있는 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리를 균질화하는 단계; 상기 슬러리를 캐스팅하고 건조시켜 상기 균질화된 담배 물질을 형성하는 단계를 포함하고 있다. 상기 방법은 슬러리의 어떠한 외부 가열없이 수행된다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재의 로드의 바람직한 특징들 또는 측면들에 대한 아래의 임의의 참조는 본 발명의 모든 측면들에 적용 가능한 것으로 간주되어야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가열식 에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도되는 에어로졸 발생 기재를 포함하고 있는 에어로졸을 생산하기 위한 에어로졸 발생 물품을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 가열 시에 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 본원에서 기재된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수도 있고, 증기(예를 들면, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 물질의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “로드”는 실질적으로 다각형 단면 및 바람직하게는 원형, 계란형 또는 타원형 단면을 갖는 전반적으로 원통형 요소를 지칭하는데 사용된다. 용어 “시트”는 그의 두께보다 실질적으로 더 큰 폭과 길이를 가지는 박층 요소를 나타내기 위해 본원에서 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “균질화된 담배 물질(homogenised tobacco material)”은 단독으로 또는 다른 식물 물질과 혼합물 형태로, 담배 물질의 입자들의 응집에 의해 형성된 임의의 담배 물질을 포함한다. 예를 들면, 균질화된 담배 물질의 시트 또는 웹은 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎 줄기(leaf stem) 중 하나 또는 둘 모두를 분쇄하거나 아니면 분말화하여 얻어진 미립자 담배 물질을 응집시킴으로써 형성된다. 또한, 균질화된 담배 물질은 담배의 처리, 취급 및 출하 동안에 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 다른 미립자 담배 부산물 중 하나 이상을 미량으로 포함할 수 있다.
균질화된 담배 물질은 상술한 바와 같이 주조, 압출, 제지 공정 또는 당업계에 공지된 다른 임의의 적합한 공정에 의해 제조될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중쇄 트리글리세라이드 오일(medium chain triglyceride oil)"은 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하는 오일을 정의하는 데 사용되며, 각각의 트리글리세라이드는 6 내지 12개 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 2개 또는 3개의 지방산 사슬을 갖는다. 따라서, 지방산 사슬은 카프로산(C6), 카프릴산(C8), 카프르산(C10) 및 라우르산(C12) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일의 필요한 특성이 얻어진다는 가정 하에, 이들은 임의의 조합으로 그리고 임의의 상대적인 양으로 중쇄 트리글리세라이드 오일에 존재할 수 있다. 트리글리세라이드 사슬 오일 내의 각각의 트리글리세라이드에 대해, 3개의 지방산 사슬은 적어도 2개의 지방산 사슬이 6개 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는다면 서로 동일한 길이를 가질 수 있거나 또는 상이한 길이를 가질 수 있다. 각각의 트리글리세라이드의 경우, 3개의 지방산 사슬이 동일할 수 있거나, 2개 이상의 지방산 사슬이 서로 상이할 수 있다. 트리글리세라이드는 개별적으로 포화 또는 불포화될 수 있다.
코코넛 오일 및 팜 커널유와 같은 소정의 천연 오일은 적절한 중쇄 트리글리세라이드를 함유하고 있으며, 본 발명에서 사용되는 중쇄 트리글리세라이드 오일은 일부 경우에 천연 오일의 분획일 수 있다.
본 발명의 임의의 측면들의 균질화 식물 물질과 관련하여 중쇄 트리글리세라이드 오일에 대한 임의의 언급은 달리 언급되지 않는 한, 전술한 바와 같은 융점 및 지방산 사슬 길이를 갖는 중쇄 트리글리세라이드를 참조하여 언급되는 것으로 가정되어야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "융점"은 중쇄 트리글리세라이드 오일의 투명점 또는 완전한 융점을 의미한다. 이는 오일이 완전히 액체이고 고체 입자가 남아 있지 않은 상태로 완전히 투명한, 온도에 해당한다. 예를 들어 모세관 기술 또는 Stuart SMP50 융점 장치 같은, 본 기술분야에 공지된 많은 방법이 오일의 투명점 융점을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 에어로졸 발생 물품은 재구성 담배 시트 및 캐스트 리프로부터 선택된 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트로 형성된 에어로졸 발생 기재를 포함하고 있으며, 상기 균질화된 담배 물질은 18℃ 아래의 융점을 갖는 중쇄 트리글리세라이드 오일 형태의 오일 첨가제를 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일의 융점은 오일이 실온(대략 22℃)에서 항상 완전히 액체 형태로 존재하도록 하는 것이다. 따라서, 균질화된 담배 물질은 담배 물질의 고체 매트릭스 내에 분산된 액체 형태의 오일을 포함하고 있다.
에어로졸 형성제 및 니코틴과 같은 휘발성 성분의 확산성은 고상에서보다 액상에서 더 크다. 따라서 액체 중쇄 트리글리세라이드 오일은 균질화된 담배 물질 내의 휘발성 성분이 그의 표면으로 전달되는 것을 용이하게 하도록 작용할 것이다. 이와 같이, 균질화된 담배 물질로부터 에어로졸에 이들 휘발성 성분을 전달하는 것은 액체 중쇄 트리글리세라이드 오일을 함유하지 않는 균질화된 담배 물질에 비해 향상될 수 있다. 바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 균질화된 담배 물질 전체에 걸쳐 골고루 분포되어 있는데, 이는 구분 가능한 오일과 식물 물질의 영역이 실온에서는 없다는 것을 의미한다. 오히려, 오일과 입자들이 완전히 균질화되어 있다.
균질화된 담배 물질은 가열식 에어로졸 발생 물품의 가장 비싼 요소 중 하나이다. 본원에 기재된 바와 같이, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 내부에 혼입된 균질화된 담배 물질의 사용은, 정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드 오일 없는 균질화된 담배 물질의 사용에 비해서 등가의 니코틴 또는 에어로졸 수율을 제공하면서도 더 적은 담배가 사용되게 할 수도 있다. 이는 소비자에게 여전히 동등한 경험을 제공하면서도 비용을 절감할 수 있다.
또한, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 내부에 혼입된 균질화된 담배 물질의 사용은, 동일한 양의 담배를 갖지만 정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드 오일 없는 균질화된 담배 물질에 비해서, 증가된 니코틴 또는 에어로졸 수율을 제공할 수도 있다.
본원에 기재된 바와 같이, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 내부에 혼입된 균질화된 담배 물질의 사용은, 정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드 오일 없는 균질화된 담배 물질의 사용에 비해서, 보다 낮은 온도에서 동등한 니코틴 또는 에어로졸 수율을 허용할 수 있다. 실제로, 놀랍게도 본원에서 정의된 중쇄 트리글리세라이드를 갖는 균질화된 담배 물질의 사용은 보다 높은 온도에서 동일한 물질에 의해 제공되는 것보다 낮은 온도에서 더 높은 니코틴 또는 에어로졸 수율을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
더 낮은 작동 온도의 잠재적 사용은 다수의 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 작동 온도가 낮으면 배터리를 재충전할 필요없이 사용 시간이 더 길어질 수 있다. 추가적인 예로서, 작동 온도가 낮으면 더 작은 배터리를 사용할 수 있다. 추가적인 예로서, 작동 온도가 더 낮으면 바람직하지 않은 에어로졸 성분이 균질화된 담배 물질로부터 유리되는 것을 감소시킬 수 있다.
또한, 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 니코틴과 에어로졸 전달의 개선에는 균질화된 담배 물질 내의 비교적 낮은 비율의 중쇄 트리글리세라이드 오일이 제공될 수 있다는 것이 또한 밝혀졌다. 따라서, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 균질화된 담배 물질 내에서, 담배 및 에어로졸 형성제와 같은 다른 구성성분들의 양에 상당한 영향을 미치지 않으면서 균질화된 담배 물질에 혼입될 수 있다.
오일이 실온에서 액체이도록 18℃ 아래의 융점을 갖는 중쇄 트리글리세라이드 오일의 사용은 균질화된 담배 물질의 제조에서 이점을 또한 제공한다. 특히, 균질화된 담배 물질 내로의 중쇄 트리글리세라이드 오일의 혼입은 용이하게 되는데, 이는 오일이 용융하기 위해 가열될 필요가 없고 균질화된 담배 물질이 형성되는 슬러리가 액체 형태로 오일을 유지하기 위해 가열될 필요가 없기 때문이다. 따라서, 제조 공정은 외부 가열을 필요로 하지 않고 수행될 수 있다. 이는 제조 공정의 에너지 비용을 최소화하고 또한 공정을 더 쉽게 수행하고 제어하도록 한다. 또한, 균질화된 담배 물질을 제조하는 공정 동안 임의의 외부 가열의 부재는 담배 물질로부터의 휘발성 성분의 손실이 최소화될 수 있도록 보장한다.
정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드의 사용은 균질화된 담배 물질의 점착성을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 통상적으로, 균질화된 담배 물질의 시트는 비교적 끈적거릴 수 있다. 이는 균질화된 담배 물질의 보관과 관련하여 잠재적으로 큰 문제인데, 점착성이 취급을 어렵게 만들기 때문이다. 특히, 보빈 상에 권취된 균질화된 담배 물질의 보관 후, 물질의 끈적거림은, 물질이 그 자체와 보빈에 달라붙는 경향이 있기 때문에 보빈으로부터 이를 권출하는 것을 어렵게 만든다. 이는 균질화된 담배 물질의 시트를 잠재적으로 손상시키며, 또한 상당한 비율의 시트들이 사용될 수 없고 폐기물로서 폐기된다는 것을 의미한다. 문제는 일반적으로 보관 기간이 증가함에 따라 악화되는 것으로 밝혀졌다.
대조적으로, 놀랍게도 정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드 오일이 균질화된 담배 물질에 포함될 때, 시트가 보다 쉽게 취급되도록 점착성이 상당히 감소된다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 폐기되는 물질의 비율은 본 발명에서와 같이, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 혼입되어 있는 경우에 유의하게 낮은 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에 포함된 중쇄 트리글리세라이드 오일은 바람직하게는 약 20 미만, 보다 바람직하게는 약 15 미만, 보다 바람직하게는 약 10 미만, 보다 바람직하게는 약 5 미만, 가장 바람직하게는 약 2 미만의 요오드 값을 갖는다.
본원에서 사용되는 용어 "요오드 값(iodine value)"은 중쇄 트리글리세라이드 오일의 포화 정도를 특성화한다. 요오드 수(iodine number) 또는 요오드 지수(iodine index)로도 알려진, 요오드 값은 Wijs 용액으로의 처리, 염화칼륨과의 반응에 이은 티오 황산나트륨으로의 적정과 같은, 당 기술분야에 공지된 임의의 요오도적정 기법에 따라측정될 때 100g의 중쇄 트리글리세라이드 오일에 의해 소모되는 요오드의 질량(그램)에 상응한다. 예를 들면, Firestone D(1994년 5월?6월) "Determination of the iodine value of oils and fats: summary of collaborative study". J AOAC Int. 77 (3): 674-6을 참조한다. 요오드 수가 더 낮을수록, 중쇄 트리글리세라이드 오일 내에 더 적은 탄소 이중 결합이 존재하고, 포화 정도가 더 높다.
본 발명의 바람직한 구현예에서 중쇄 트리글리세라이드 오일의 낮은 요오드 값은 오일이 매우 높은 포화도를 갖는다는 것을 나타낸다. 바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 실질적으로 완전히 포화된 것이다. 매우 높은 포화도를 갖는 중쇄 트리글리세라이드 오일의 사용은 유리하게는 에어로졸 발생 물품의 사용 중에 오일이 가열될 때 발생되는 향미 상실(off-flavour)을 최소화하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 에어로졸 발생 기재 내에 중쇄 트리글리세라이드 오일이 존재하면 기재로부터 소비자에게 전달되는 에어로졸의 향미에 악영향을 미치지 않는다. 대조적으로, 보다 낮은 정도의 포화도를 가지며 이에 따라 더욱 높은 정도의 탄소 이중 결합을 가지고, 더욱 포화되는, 오일은, 통상적으로 소비자가 수용할 수 없는 가열 시 향미 상실을 발생시킬 것이다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재를 가열하기 위한 내부 히터 요소를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드 내에 삽입되도록 적응되는 내부 히터 블레이드를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에서 특정한 응용예를 발견한다. 이러한 유형의 에어로졸 발생 물품은 예를 들어 유럽 특허 출원 EP-A-0 822 670의 종래 기술에 설명된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재와 상호작용하여 에어로졸을 발생시키는 히터 요소를 포함하고 있는 장치를 지칭한다.
대안적으로, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 사용 중에 에어로졸 발생 기재를 가열하기 위한 가연성 탄소 열원을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 에어로졸 발생 물품은, 예를 들어 국제 특허 출원 WO-A-2009/022232의 선행 기술에 설명된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 에어로졸 발생 물품은 특이적 특성을 갖는 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하도록 변형된 균질화 식물 물질을 포함하고 있는 에어로졸 발생 기재를 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드는 약 18℃ 아래, 바람직하게는 약 17℃ 아래, 보다 바람직하게는 약 16℃ 아래, 보다 바람직하게는 약 15℃ 아래, 보다 바람직하게는 약 14℃ 아래, 보다 바람직하게는 약 13℃ 아래, 보다 바람직하게는 약 12℃ 아래, 보다 바람직하게는 약 11℃ 아래, 및 보다 바람직하게는 약 10℃ 아래의 융점을 갖는다. 소정의 구현예들에서, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 5℃ 아래의 융점을 가질 수도 있다. 다른 구현예에서, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 0℃ 아래의 융점을 가질 수 있다. 따라서, 모든 구현예에서, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 실온에서 액체이며, 이는 상기에서 상세히 논의된 이점을 제공한다.
중쇄 트리글리세라이드 오일은 상기에서 정의된 바와 같이, 원하는 융점을 달성하기 위해 선택된 하나 이상의 중쇄 트리글리세라이드를 포함하고 있다. 하나 이상의 중쇄 트리글리세라이드는 6 내지 12개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 6 내지 10개의 탄소 원자, 가장 바람직하게는 8 내지 10개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는다. 바람직하게는, 하나 이상의 트리글리세라이드는 6 내지 12개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 6개 내지 10개의 탄소 원자, 가장 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 3개의 사슬을 갖는다.
바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 8개 내지 10개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 적어도 80중량%의 트리글리세라이드를 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 8개 내지 10개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 적어도 90중량%의 트리글리세라이드를 포함하고 있다. 가장 바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 8개 내지 10개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 약 100중량%의 트리글리세라이드를 포함하고 있다.
바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일에서, 8 (C8)의 사슬 길이를 갖는 지방산 대 10개 탄소 원자(C10)의 사슬 길이를 갖는 지방산의 비는 약 1:1이다. 중쇄 트리글리세라이드 오일이 추가적으로 12개 탄소 원자(C12)의 사슬 길이를 갖는 지방산 사슬을 포함하고 있는 경우, C8:C10:C12의 비는 약 1:1:6 내지 약 1:1:16이다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 중쇄 트리글리세라이드 오일은 상업적으로 이용 가능하다. 예를 들어, 적절한 중쇄 트리글리세라이드 오일은 Danisco의 Grindsted® MCT 60X이다. Grindsted® MCT 60 X는 팜 유래 카프릴산/카프르산 및 식물 기원의 천연 글리세린으로 만든, 글리세릴 트리카프릴레이트-카프레이트에 대응한다. 이는 유의하게 18도 아래의 융점을 가지고, 요오드 값은 0.5 미만이다. Grindsted® MCT 60 X는 대략 1:1:16의 C8:C10:C12 비를 갖는다.
균질화된 담배 물질 중의 중쇄 트리글리세라이드 오일의 총 함량은 건조 중량 기준으로 적어도 약 1중량%, 바람직하게는 적어도 약 2중량%이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 균질화된 담배 물질 중의 중쇄 트리글리세라이드 오일의 총 함량은 건조 중량 기준으로 바람직하게는 약 10중량% 미만, 보다 바람직하게는 약 5중량% 미만이다. 예를 들면, 균질화된 담배 물질 중의 중쇄 트리글리세라이드 오일의 총 함량은 건조 중량 기준으로 약 1중량% 내지 약 10중량%, 보다 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 5중량%일 수 있다.
균질화된 담배 물질 중의 중쇄 트리글리세라이드 오일의 총 함량은 균질화된 담배 물질이 처음 분쇄되고 그런 다음 액체 용매에서 추출되고 액체 크로마토그래피 - 질량 분석법(LC-MS) 기술을 사용하여 분석되어 추출물에 존재하는 트리글리세라이드의 성질을 결정하는 시험 방법을 사용하여 정량적으로 결정될 수 있다. 이러한 시험 방법의 상세한 예가 아래의 실시예에서 제공되고 있다.
본 발명의 임의의 측면에 따른 균질화된 담배 물질은 바람직하게는 하나 이상의 에어로졸 형성제를 포함하고 있다. 기능적으로, 에어로졸 형성제는 균질화된 담배 물질이 에어로졸 형성제의 특정 휘발 온도 이상으로 가열될 때 휘발되어 니코틴 및/또는 착향제를 에어로졸에 전달할 수 있는 성분이다. 에어로졸 형성제는, 사용 시 조밀하고 안정적인 에어로졸 형성을 용이하게 하고 가열식 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적합한 화합물 또는 화합물의 혼합물일 수 있다. 상이한 에어로졸 형성제는 상이한 온도에서 기화한다. 따라서, 에어로졸 형성제는 실온 또는 그 부근에서 안정적으로 잔류하지만, 예를 들어 40℃ 내지 450℃의 고온에서 휘발하는 능력에 기초하여 선택될 수 있다.
에어로졸 형성제는 균질화된 담배 물질에서 바람직한 수준의 수분이 유지되도록 돕는 습윤제 유형의 특성을 가질 수도 있다. 특히, 일부 에어로졸 형성제는 습윤제로서 기능하는 흡습성 물질이다.
균질화된 담배 물질 같은 균질화 식물 물질에 포함하기에 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 공지되어 있으며, 멘톨과 같은 1가 알코올, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트, 디메틸 테트라디칸디오에이트, 에리스리톨, 1,3-부틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸 시트레이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸 라우레이트, 트리아세틴, 메소-에리스리톨, 디아세틴 혼합물, 디에틸 수베르산염, 트리에틸 시트레이트, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 에틸 바닐레이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우릴산, 미리스트산, 및 프로필렌 글리콜과 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하되, 이들로 한정되지 않는다.
가열 요소를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에서 사용되도록 의도된 균질화된 담배 물질의 경우, 아래에 더 자세히 설명된 대로, 에어로졸 형성제는 바람직하게는 (글리세린(glycerin 또는 glycerine)으로도 알려진) 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜이다.
균질화된 담배 물질 중의 에어로졸 형성제의 총 함량은 바람직하게는 건조 중량 기준으로 5중량% 내지 30중량%, 더욱 바람직하게는 건조 중량 기준으로 5중량% 내지 20중량%이다.
균질화된 담배 물질은 바람직하게는 건조 중량 기준으로 적어도 약 70중량%, 보다 바람직하게는 약 70중량% 내지 약 80중량%의 담배 물질을 포함하고 있다. 담배 물질은 바람직하게는 분쇄된 담배 분말의 형태이다. 예를 들어, 담배 물질은 특정된 입자 크기를 갖는 분말을 형성하도록 분쇄될 수 있다. 균질화된 담배 물질은 약 0.03mm 내지 약 0.12mm, 예를 들어 0.05mm 내지 약 0.10mm의 평균 분말 입자 크기를 갖는 담배 분말을 함유할 수 있다.
균질화된 담배 물질은 바람직하게는 분쇄된 담배 분말의 형태로 된, 담배 물질을 포함하고 있다. 본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “담배 물질”은, 담배 잎, 담배 자루, 담배 줄기, 담배 가루, 팽화 담배, 재구성 담배 물질 및 균질화된 담배 물질을 포함하되, 이에 한정되지 않는 담배를 포함하는 임의의 물질을 설명하고 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 균질화된 담배 물질은 예를 들면, 차 또는 페퍼민트 같은 허브 같은, 비-담배 식물 물질을 포함할 수도 있다.
임의의 특면에 따른 균질화된 담배 물질은 하나 이상의 결합제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 균질화된 담배 물질 중의 결합제의 총 함량은 건조 중량 기준으로 약 1중량% 내지 약 5중량%이다. 적어도 균질화 담배의 경우에, 담배 슬러리에 존재할 수 있어서 슬러리를 캐스팅하여 형성된 균질화된 담배 물질에 존재할 수 있는 결합제의 양에 대해서는 실질적인 제한이 있다. 이는 결합제가 물과 접촉할 때 결합제가 겔화되는 경향이 있기 때문이다. 겔화는 담배 슬러리의 점도에 강한 영향을 주는데, 이는 캐스팅과 같은 후속 웹 제조 공정을 위한 슬러리의 중요한 파라미터이다. 그러므로, 상대적으로 낮은 양의 결합제를 균질화된 담배 물질 내에 갖는 것이 바람직하다.
결합제는 담배 물질, 예컨대 담배 분말이 균질화된 담배 물질 전체에 걸쳐 실질적으로 분산된 상태로 유지되도록 보장하는 것을 도울 수 있다.
임의의 결합제가 사용될 수 있지만, 바람직한 결합제는 과일, 감귤 또는 담배 펙틴과 같은 천연 펙틴; 히드록시에틸 구아 및 히드록시프로필 구아와 같은 구아검(guar gum); 히드록시에틸 및 히드록시프로필 로커스트콩검과 같은 로커스트콩검; 알지네이트; 개질되거나 유도체화된 전분과 같은 전분; 메틸, 에틸, 에틸히드록시메틸 및 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스; 타마린드검; 덱스트란; 풀라론; 곤약 가루; 잔탄검 등이다. 특히 바람직한 결합제는 구아이다.
소정의 경우에, 상술한 구성요소들을 포함하고 있는 균질화된 담배 물질은 가열식 에어로졸 발생 물품용 에어로졸 발생 기재를 형성하기 위한 취급 및 가공에 요구되는 강도가 부족할 수 있다. 이는 특히, 균질화된 담배 물질이 높은 비율의 에어로졸 형성제를 함유하고 있는 경우, 또는 담배가 미세하게 분쇄된 분말 형태인 경우일 수 있다. 더 나은 강도를 달성하기 위해, 균질화된 담배 물질은 결합제 및 강화제와 같은 하나 이상의 추가 성분을 함유할 수 있다.
본 발명의 임의의 측면에 따른 균질화된 담배 물질은 강화 섬유를 더 포함할 수 있다. 강화 섬유는 0.2mm 내지 4.0mm의 평균 섬유 길이를 가질 수 있다. 강화 섬유는 셀룰로오스 섬유일 수 있다. 일부 구현예에서, 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 1 중량% 내지 15 중량%의 강화 섬유, 예를 들어 건조 중량 기준으로 1.5 중량% 내지 10 중량%의 강화 섬유를 함유할 수 있다.
균질화된 담배 물질에 셀룰로오스 섬유와 같은 섬유를 포함하면 물질의 인장 강도가 증가한다. 그러므로, 강화 섬유를 첨가하면 균질화된 담배 물질의 웹의 탄력성을 증가시킬 수 있다. 이는 에어로졸 발생 물품을 제조하는 동안 균질화된 담배 물질의 제조 공정이 순조로워지도록 하고 이어지는 균질화된 담배 물질의 취급을 용이하게 한다. 결국, 이는 에어로졸 발생 물품 및 기타 흡연 물품 제조의 생산 효율, 비용 효율, 재현 가능성 및 생산 속도의 증가로 이어질 수 있다.
균질화된 담배 물질에 포함시키기 위한 셀룰로오스 섬유는 당업계에 공지되어 있으며, 연질목 섬유, 경질목 섬유, 황마(jute) 섬유, 아마 섬유, 담배 섬유 및 이들의 조합을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 셀룰로오스 섬유는 펄프화 외에도 정제, 기계적 펄프화, 화학적 펄프화, 표백, 황산염 펄프화 및 이들의 조합과 같은 적합한 공정을 거친 것일 수 있다.
섬유 입자는 담배 줄기 재료, 잎자루 또는 다른 담배 식물 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 목재 섬유와 같은 셀룰로오스계 섬유는 낮은 리그닌 함량을 포함한다. 대안적으로, 식물 섬유와 같은 섬유는 상기 섬유와 함께 사용되거나, 대마 및 대나무를 포함하는 대안으로 사용될 수 있다.
강화 섬유로 고려해야 할 하나의 요소는 섬유 길이이다. 섬유가 너무 짧은 경우, 섬유는 생성되는 균질화된 담배 물질의 인장 강도에 효율적으로 기여하지 못할 것이다. 섬유가 너무 긴 경우, 섬유는 균질화된 담배 물질의 균질도에 영향을 미칠 수 있다. 약 0.03mm 내지 약 0.12mm의 평균 크기를 갖는 담배 분말, 및 슬러리의 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 3% 양의 결합제를 포함하는 균질화된 담배 물질에서 섬유의 크기는, 유리하게는 약 0.2mm 내지 약 4mm이다. 바람직하게는, 섬유의 평균 크기는 약 1mm 내지 약 3mm이다. 바람직하게는, 이러한 추가 감소는 정제 단계에 의해서 이루어진다.
본 명세서에서, 섬유 "크기"는 섬유 길이, 즉, 섬유의 주된 치수에 있어서의 섬유 길이이다. 또한, 바람직하게는, 본 발명에 따르면, 섬유의 양은 균질화된 담배 물질의 총 중량에 대해 건조 중량 기준으로 약 1% 내지 약 3%로 포함된다. 균질화된 담배 물질의 경우에, 균질화된 담배 물질이 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재로서 사용될 때, 약 0.2mm 내지 약 4mm의 평균 크기를 가지는 섬유는 분쇄된 미세 담배 분말로부터 물질이 방출되는 것을 상당히 억제하지 않는다. 강화 섬유는 담배 슬러리 내로 도입될 수 있으며, 결과적으로 느슨한 섬유로서 균질화된 담배 물질 내에 도입될 수 있다.
임의의 측면에 따른 균질화된 담배 물질은 균질화된 담배 물질에 혼입된 연속 강화제 형태의 강화제를 포함할 수 있다. 연속 강화제는 균질화된 담배 물질이 형성되는 동안 담배 물질의 슬러리 내에 혼입될 수 있다. 연속 강화제는 바람직하게는 다공성 강화 시트이다.
강화 시트는, 슬러리가 건조되기 전에 담배 물질 슬러리가 다공성 강화 시트에 침투하여 강화 시트를 균질화된 담배 물질 내에 혼입시키도록 충분히 다공성이어야 한다. 바람직하게는, 다공성 강화 시트는 건조된 균질화 슬러리 내에서 캡슐화되어 균질화된 담배 물질을 형성한다. 다공성 강화 시트는 대안적으로 다공성 강화 매트릭스로 지칭될 수 있다. 다공성 강화 시트는 다공성 셀룰로오스 시트 또는 페이퍼 시트, 또는 다공성 직물 조직과 같은 다공성 섬유 시트 또는 다공성 섬유 매트릭스일 수 있다.
셀룰로오스로부터 형성된 다공성 강화 시트는 바람직한 연속적 강화 물질일 수 있다. 그러나, 다른 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다공성 강화 시트는 다공성 섬유 시트 또는 다공성 섬유 매트릭스로서 설명될 수 있는 시트일 수 있다. 시트의 섬유는 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 설파이드, 또는 폴리올레핀과 같은 다른 중합체 물질로부터 형성될 수 있다. 섬유는 면과 같은 천연 물질일 수 있다.
임의의 측면에 따른 균질화된 담배 물질은 물을 포함할 수 있다. 임의의 측면에 따른 균질화된 담배 물질은 멘톨과 같은 착향제를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재를 형성하기 위한 균질화된 담배 물질 내에 정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하면 에어로졸 발생 기재의 가열 시 에어로졸 발생 기재로부터 에어로졸과 니코틴을 전달하는 데 상당한 개선을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 등가 중량의 에어로졸 형성제로 대체되어 있는, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 없는 등가의 에어로졸 발생 기재와 비교하여 에어로졸 발생 기재의 가열 동안에 적어도 10중량%의 니코틴 증가를 제공한다. 보다 바람직하게는, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 중쇄 트리글리세라이드 오일이 없는 등가의 에어로졸 발생 기재와 비교하여 에어로졸 발생 기재의 가열 동안에 적어도 15 중량%의 니코틴 증가를 제공한다. 이러한 비교의 목적을 위해, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 있고 없는 에어로졸 발생 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품은 아래에 정의된 바와 같이 가열 시험에서 가열된다.
가열 시험에서, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 가열 요소를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치 내로 삽입된다. 가열 요소는 350℃에서 360초 동안 에어로졸 형성 기재를 가열하고, 에어로졸 발생 물품의 정상 사용을 시뮬레이션하도록 프로그래밍되어 있다. 에어로졸 발생 물품의 가열 동안에, 에어로졸 발생 물품은 밀봉된 유리 바이알 내에 놓여 가열 동안 에어로졸 발생 물품으로부터 방출된 기체 상 성분이 수집되도록 한다. 그런 다음, 바이알 내에 수집된 기체 상 성분들의 샘플을 제거하고, 다양한 트리글리세라이드의 농도를 전술한 바와 같은 시험 방법을 사용하여 결정한다. 가열 시험을 위한 적합한 에어로졸 발생 장치는 시판 중인, Philip Morris International의 iQOS® 가열-비연소(heat-not-burn) 장치이다.
추가적으로, 균질화된 담배 물질 내에 정의된 바와 같은 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함시키는 것의 효과는 감소된 작동 온도에서 훨씬 더 유의미하다는 것이 밝혀졌다. 예를 들면, 상기 기술된 것과 등가의 가열 시험에서, 그리고 360초 동안 300℃에서 에어로졸 발생 기재를 가열하도록 가열 요소가 프로그래밍되어 있는 가열 시험에서, 중쇄 트리글리세라이드 오일은 바람직하게는 중쇄 트리글리세라이드 오일이 없는 등가의 에어로졸 발생 기재와 비교하여 에어로졸 발생 기재의 가열 동안에 적어도 20중량%의 니코틴 증가를 제공한다.
균질화된 담배 물질은 에어로졸 발생 기재 내에서 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 발생 기재는 균질화된 담배 물질의 주름진 시트를 포함하고 있는 로드를 포함하고 있다.
본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “로드(rod)”는 실질적 원형, 계란형 또는 타원형 단면을 갖는 전반적으로 원통형 요소를 나타내고 있다.
본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “시트(sheet)”는 그의 두께보다 실질적으로 큰 폭 및 길이를 갖는 박층 요소(laminar element)를 설명하고 있다.
본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “주름진”은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 실질적으로 가로 방향으로 뒤얽히거나 접히거나 그렇지 않으면 압축 또는 수축된 시트를 설명하고 있다.
유리하게는, 에어로졸 발생 기재는 균질화된 담배 물질의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함하고 있다. 본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “질감을 갖는 시트”는 크림핑, 양각, 음각, 천공 또는 다른 방식으로 변형된 시트를 설명하고 있다.
균질화된 담배 물질의 질감을 갖는 시트의 사용은, 유리하게 균질화된 담배 물질 시트의 밀집화를 촉진시켜 에어로졸 발생 기재를 형성할 수 있다.
에어로졸 발생 기재는 복수의 이격된 압입부, 돌출부, 천공 또는 이들의 조합을 포함하는 균질화된 담배 물질의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함할 수 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 발생 기재는 균질화된 담배 물질의 주름진 크림핑된 시트를 포함하고 있다. 본 발명과 관련하여 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 “크림핑된 시트(crimped sheet)”는 복수의 실질적으로 평행한 리지(ridge) 또는 물결 주름(corrugation)을 갖는 시트를 설명하고 있다. 유리하게는, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때, 실질적으로 평행한 리지 또는 물결 주름은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축을 따라서 연장되거나 길이방향 축에 평행하게 연장되어 있다. 이것은 균질화된 담배 물질의 크림핑된 시트의 주름형성을 용이하게 해서 에어로졸 발생 기재를 형성한다.
그러나, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에 포함시키기 위한 균질화된 담배 물질의 크림핑된 시트는, 대안적으로 또는 부가적으로, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 대해 예각 또는 둔각으로 배치되는 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 물결 주름을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에 포함시키기 위한 균질화된 담배 물질의 시트는 바람직하게는 약 100μm 내지 약 400μm, 보다 바람직하게는 약 125μm 내지 약 350μm, 보다 바람직하게는 약 150μm 내지 약 300μm, 보다 바람직하게는 약 175μm 내지 약 275μm, 보다 바람직하게는 약 200μm 내지 약 250μm, 가장 바람직하게는 약 215μm의 두께를 갖는다.
바람직하게는, 균질화된 담배 물질의 시트는 약 150gsm 내지 약 250gsm, 보다 바람직하게는 약 170gsm 내지 약 220gsm, 보다 바람직하게는 약 180gsm 내지 약 210gsm, 보다 바람직하게는 약 195gsm 내지 약 205gsm, 보다 바람직하게는 약 200gsm의 평량을 갖는다.
균질화된 담배 물질의 시트의 두께는 연질 재료 용 고정밀 마이크로미터, 예를 들어 L&W-250-F (2 kPa 측정 압력, 0-범위) 또는 등가물 같은 임의의 적절한 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 두께는 다수의 시트로 이루어진 적층체를 사용하여 측정될 수 있고, 그런 다음 측정된 값을 시트의 개수로 나누며, 예를 들어 3개의 시트의 적층체가 측정될 수 있다. 균질화된 담배 물질의 시트의 평량을 측정하기 위해, 시트의 정의된 크기의 중량은, 정밀도 저울, 예를 들어, Mettler Toledo XP205(0.1 mg 정확도) 또는 등가물과 같은 임의의 적절한 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 시트의 치수는 정밀 자, 예를 들어, Hirlinger 1/10mm 또는 등가물을 사용하여 측정될 수 있다. 그런 다음 평량이 종래의 방식으로 계산될 수 있다.
균질화된 담배 물질의 주름진 시트의 사용에 대한 대안으로서, 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 기재는 균질화된 담배 물질의 시트의 복수의 스트립 또는 조각(shred)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 기재는 길이방향으로 정렬되어 있고 에어로졸 발생 기재의 로드를 형성하도록 함께 모아져서 포장된 균질화된 담배 물질의 복수의 조각으로 형성될 수 있다.
균질화된 담배 물질의 조각은 바람직하게는 약 10mm 내지 약 20mm, 보다 바람직하게는 약 12mm 내지 약 18mm, 보다 바람직하게는 약 14mm 내지 약 16mm, 보다 바람직하게는 약 15mm의 길이를 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 균질화된 담배 물질의 조각은 바람직하게는 약 0.4mm 내지 약 0.8mm의 폭을 갖는다.
바람직하게는, 조각이 형성되는 균질화된 담배 물질의 시트의 밀도는 약 500 내지 약 1500mg/cm3, 보다 바람직하게는 약 800 내지 약 1200mg/cm3, 보다 바람직하게는 약 900 내지 약 1100mg/cm3, 가장 바람직하게는 약 900 내지 약 970mg/cm3이다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재 내의 균질화된 담배 물질의 조각의 벌크 밀도는 약 0.4g/cm3 내지 약 0.8g/cm3, 바람직하게는 약 0.5g/cm3 내지 약 0.7g/cm3, 가장 바람직하게는 약 0.65g/cm3 내지 약 0.67g/cm3이다.
상술한 바와 같이, 균질화된 담배 물질은 슬러리의 캐스팅에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 균질화된 담배 물질은, 예를 들어 압출 방법과 같은 다른 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 래퍼에 의해 둘러싸여 있는 균질화된 담배 물질의 로드를 포함하고 있으며, 여기서 래퍼는 균질화된 담배 물질 주위에 그리고 그와 접촉하고 있다. 래퍼는 균질화된 담배 물질 주위로 포장되어서 에어로졸 발생 기재를 형성할 수 있는 임의의 적합한 시트 물질로 형성될 수 있다. 래퍼는 다공성이거나 비-다공성일 수 있다. 바람직하게는, 래퍼는 종이 래퍼이지만 래퍼는 대안적으로 비-종이일 수 있다.
에어로졸 발생 기재의 로드는 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품의 외경과 거의 동등한 외경을 가진다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 적어도 5mm의 외경을 가진다. 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 5mm 내지 약 12mm, 예를 들어 약 5mm 내지 약 10mm 또는 약 6mm 내지 약 8mm의 외경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 7.2mm +/- 10%의 외경을 가진다.
에어로졸 발생 기재의 로드는 약 7mm 내지 약 15mm의 길이를 가질 수 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 10mm의 길이를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 12mm의 길이를 갖는다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 로드의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면을 가진다. 특히 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 실질적으로 원형 단면을 가진다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은, 바람직하게는 에어로졸 발생 기재의 로드에 더하여 하나 이상의 요소를 포함하고, 로드 및 하나 이상의 요소는 기재 래퍼 내부에 조립된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 마우스피스, 에어로졸 냉각 요소 및 중공 아세테이트 관과 같은 지지 요소 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 선형의 순차 배열로, 전술한 바와 같은 에어로졸 발생 기재의 로드, 에어로졸 발생 기재의 바로 하류에 위치된 지지 요소, 지지 요소의 하류에 위치된 에어로졸 냉각 요소, 그리고 로드, 지지 요소 및 에어로졸 냉각 요소를 둘러싸는 외부 래퍼를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은, 흡연 동안 에어로졸 발생 물품의 상류 말단을 수용하도록 적응된 에어로졸 발생 장치와 조합하여 상기에서 상세히 설명한 바와 같은 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는, 사용하는 동안, 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 적응된 가열 요소를 포함하고 있다. 바람직하게는, 가열 요소는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내로 삽입될 때 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 적응된 것이다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 추가적으로 하우징, 가열 요소에 연결되어 있는 전력 공급부 및 전력 공급부로부터 가열 요소로의 전력의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어 요소를 포함하고 있다.
본 발명의 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 적합한 에어로졸 발생 장치는 WO-A-2013/098405에 설명되어 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재를 형성하기 위한 균질화된 담배 물질은 상기에서 정의한 바와 같이, 본 발명의 제4 측면에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서, 담배 물질, 중쇄 트리글리세라이드 오일 및 물을 포함하고 있는 균질화 슬러리가 형성된다. 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고 있다. 중쇄 트리글리세라이드 오일은 2 미만의 요오드 값을 갖는다. 제2 단계에서, 균질화 슬러리는 이동하는 벨트 상에 캐스팅된다. 제3 단계에서, 캐스트 균질화 슬러리는 건조되어 균질화된 담배 물질의 시트를 형성한다. 캐스팅 및 건조 단계는 종래의 절차를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 방법의 모든 단계는 균질화 슬러리의 임의의 외부 가열없이 수행된다. 상기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 이는 중쇄 트리글리세라이드 오일이 실온에서 액체 형태이므로, 오일의 가열을 필요로 하지 않고 슬러리 내에 쉽게 혼입될 수 있기 때문에 가능하다.
균질화된 담배 물질을 형성하기 위한 다른 구성요소들은 슬러리의 캐스팅에 앞서, 필요에 따라 슬러리 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 균질화 슬러리는 에어로졸 형성제, 결합제 및 강화 섬유 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
균질화된 담배 물질의 시트를 건조한 후, 시트는 보관을 위해 보빈 상에 권취되어서 에어로졸 발생 기재의 로드를 형성하도록 나중에 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 균질화된 담배 물질의 시트가 후속하여 보빈으로부터 권출되어 에어로졸 발생 기재의 로드를 형성할 때, 균질화된 담배 물질의 소정의 부분이 시트에 대한 손상 때문에 폐기된다. 바람직하게는, 정의된 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하는 본 발명에 따른 균질화된 담배 물질의 폐기 백분율은, 40일 동안 균질화된 담배 물질의 보관 후, 중쇄 트리글리세라이드 오일이 없는 등가의 균질화된 담배 물질의 폐기 백분율보다 적어도 약 10% 낮으며, 보다 바람직하게는 적어도 약 20% 낮으며, 가장 바람직하게는 적어도 약 30% 낮다.
상술한 바와 같이, 이러한 감소된 수준의 폐기는 정의된 중쇄 트리글리세라이드가 혼입될 때 균질화된 담배 물질의 감소된 점착성의 유리한 결과인 것으로 보인다.
본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이며;
도 2는 도 1에 도시된 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도이며; 그리고
도 3은 도 2의 전기 가열식 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이며;
도 2는 도 1에 도시된 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도이며; 그리고
도 3은 도 2의 전기 가열식 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 동축 정렬로 배열된 4개의 요소, 즉 에어로졸 발생 기재(20), 지지 요소(30), 에어로졸 냉각 요소(40), 및 마우스피스(50)를 포함하고 있다. 상기 4개의 요소의 각각은 대응하는 플러그 랩(미도시함)에 의해 둘러싸여 있다. 이들 4개의 요소는 순차적으로 배열되어 있고 외부 래퍼(60)에 의해 둘러싸여서 에어로졸 발생 물품(10)을 형성한다. 에어로졸 발생 물품(10)은 사용자가 사용 동안에 그 또는 그녀의 입 안에 넣는 근위 또는 마우스 말단(70), 및 이 마우스 말단(70)에 대한 에어로졸 발생 물품(10)의 대향 말단에 위치한 원위 말단(80)을 갖는다.
사용 시 사용자에 의해 에어로졸 발생 물품을 통해 공기가 원위 말단(80)으로부터 마우스 말단(70)으로 흡인된다. 에어로졸 발생 물품의 원위 말단(80)은 또한 에어로졸 발생 물품(10)의 상류 말단으로서 설명될 수도 있고, 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 말단(70)은 또한 에어로졸 발생 물품(10)의 하류 말단으로서 설명될 수도 있다. 마우스 말단(70)과 원위 말단(80) 사이에 위치한 에어로졸 발생 물품(10)의 요소들은 마우스 말단(70)의 상류, 또는 대안적으로 원위 말단(80)의 하류인 것으로서 설명될 수 있다.
에어로졸 발생 기재(20)는 에어로졸 발생 물품(10)의 극단적인 원위 또는 상류 말단에 위치하고 있다. 도 1에 도시된 구현예에서, 에어로졸 발생 기재(20)는 래퍼에 의해 둘러싸여 있는 크림핑된 균질화된 담배 물질의 주름진 시트를 포함하고 있다. 균질화된 담배 물질의 크림핑된 시트는 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 기재(20)는 또한 에어로졸 발생 기재(20)의 총 건조 중량 기준으로, 적어도 1중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고 있다. 균질화된 담배 물질에 적합한 제형이 하기 표 1에 제공되어 있다.
지지 요소(30)가 에어로졸 발생 기재(20)의 바로 하류에 위치하고 에어로졸 발생 기재(20)와 접경하고 있다. 도 1에 도시된 구현예에서, 지지 요소는 중공 초산 셀룰로오스 관이다. 지지 요소(30)는 에어로졸 발생 기재(20)를 에어로졸 발생 물품(10)의 극단적인 원위 말단(80)에 위치시켜서 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해 침투될 수 있다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 지지 요소(30)는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입될 때 에어로졸 발생 기재(20)가 강제로 에어로졸 냉각 요소(40)를 향해서 에어로졸 발생 물품(10) 내부에 하류에 있게 되는 것을 막는 역할을 한다. 지지 요소(30)는 또한 스페이서로서 기능해서 에어로졸 발생 기재(20)로부터 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 냉각 요소(40)를 이격시킨다.
에어로졸 냉각 요소(40)는 지지 요소(30)의 바로 하류에 위치하고 지지 요소(30)와 접경하고 있다. 사용시, 에어로졸 발생 기재(20)로부터 방출된 휘발성 물질들은 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 말단(70)을 향해서 에어로졸 냉각 요소(40)를 따라 통과한다. 휘발성 물질은 에어로졸 냉각 요소(40) 내부에서 냉각되어 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성할 수 있다. 도 1에 도시된 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 래퍼(90)에 의해 둘러싸여 있는 폴리락트산의 크림핑되고 주름진 시트를 포함하고 있다. 폴리락트산으로 이루어진 크림핑되고 주름진 시트는 에어로졸 냉각 요소(40)의 길이를 따라 연장되어 있는 복수의 길이방향 채널을 정한다.
마우스피스(50)는 에어로졸 냉각 요소(40)의 바로 하류에 위치하고 에어로졸 냉각 요소(40)와 접경하고 있다. 도 1에 도시된 구현예에서, 마우스피스(50)는 낮은 여과 효율의 통상의 초산 셀룰로오스 토우를 포함하고 있다.
에어로졸 발생 물품(10)을 조립하기 위해서, 상술한 4개의 요소는 외부 래퍼(60)의 내부에 정렬되고 기밀하게 싸여진다. 도 1에 도시된 구현예에서, 외부 래퍼(60)는 통상의 궐련 종이이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선택적인 구멍들의 열이 에어로졸 발생 물품(10)의 지지 요소(30)를 둘러싸고 있는 외부 래퍼(60)의 영역에 제공되어 있다. 에어로졸 발생 물품(10)의 외부 래퍼(60)의 원위 말단부가 티핑 페이퍼 밴드(미도시함)에 의해 둘러싸여 있다.
도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 사용자가 소모하기 위해서, 가열 요소를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치와 체결하도록 설계되어 있다. 사용시, 에어로졸 발생 장치의 가열 요소는 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20)를 충분한 온도로 가열해서 에어로졸을 형성하며, 이는 에어로졸 발생 물품(10)을 통해 하류로 흡인되고 사용자에 의해 흡입된다.
에어로졸 발생 기재의 가열 동안, 에어로졸 발생 기재 내의 중쇄 트리글리세라이드는, 하기 실시예에 나타낸 바와 같이, 에어로졸 발생 기재의 담배로부터 방출된 니코틴을 향상시키도록 작용한다.
도 2는 에어로졸 발생 장치(110) 및 상술한 도 1에 도시된 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(10)을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템(100)의 일부분을 도시하고 있다.
에어로졸 발생 장치(110)는 가열 요소(120)를 포함하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가열 요소(120)는 에어로졸 발생 장치(110)의 에어로졸 발생 물품 수용실 내에 장착되어 있다. 사용시, 사용자는 에어로졸 발생 물품(10)을 에어로졸 발생 장치(110)의 에어로졸 발생 물품 수용실 내에 삽입하여 도 2에 도시된 바와 같이 가열 요소(120)가 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20) 내에 직접 삽입된다. 도 2에 도시된 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)는 히터 블레이드이다.
에어로졸 발생 장치(110)는 가열 요소(120)가 작동될 수 있게 하는 전력 공급부 및 전자기기들(도 3에 도시됨)을 포함하고 있다. 이러한 작동은 수동으로 동작될 수도 있거나 에어로졸 발생 장치(110)의 에어로졸 발생 물품 수용실 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품(10)을 사용자가 흡인하는 것에 반응하여 자동으로 일어날 수도 있다. 복수의 개구부는 공기가 에어로졸 발생 물품(10)에 흐를 수 있게 하도록 에어로졸 발생 장치에 구비되어 있고; 공기 흐름의 방향은 도 2에 화살표로 도시되어 있다.
에어로졸 발생 물품(10)의 지지 요소(40)는 에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)가 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입되는 동안에 에어로졸 발생 물품(10)에 의해 경험된 침투력에 저항한다. 이에 따라, 에어로졸 발생 물품(10)의 지지 요소(40)는 에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)가 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입되는 동안에 에어로졸 발생 물품(10) 내부의 에어로졸 발생 기재(20)의 하류 이동에 저항한다.
일단 내부 가열 요소(120)가 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입되고 가열 요소(120)가 작동되면, 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20)는 에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)에 의해 대략 350℃의 온도로 가열된다. 이 온도에서, 휘발성 화합물은 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20)에서 방산된다. 사용자가 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 말단(70)을 흡인함에 따라, 에어로졸 발생 기재(20)에서 방산된 휘발성 화합물이 에어로졸 발생 물품(10)을 통해 하류로 흡인되고 응축해서 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스피스(50)를 통해 사용자의 입 속으로 흡인되는 에어로졸을 형성하게 된다.
에어로졸이 에어로졸 냉각 요소(40)를 통해 하류로 통과함에 따라, 에어로졸로부터 에어로졸 냉각 요소(40)로의 열 에너지 전달로 인해 에어로졸의 온도는 감소된다. 에어로졸이 에어로졸 냉각 요소(40)로 들어갈 때, 그 온도는 대략 60℃이다. 에어로졸 냉각 요소(40) 내에서의 냉각으로 인해, 에어로졸의 온도는 에어로졸 냉각 요소를 빠져나올 때 대략 40℃이다.
도 3에서는, 에어로졸 발생 장치(110)의 구성요소들이 단순화된 방식으로 도시되어 있다. 특히, 에어로졸 발생 장치(110)의 구성요소들이 도 3에서 실제 축적대로 묘사되어 있지 않다. 이 구현예의 이해를 위해서 무관한 구성요소들은 도 3을 단순화하기 위해서 생략되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(110)는 하우징(130)을 포함하고 있다. 가열 요소(120)는 하우징(130) 내의 에어로졸 발생 물품 수용실 내에 장착되어 있다. (도 3에 점선으로 도시됨) 에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 발생 장치(110)의 하우징(130) 내의 에어로졸 발생 물품 수용실 내로 삽입되어서, 가열 요소(120)가 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20) 내로 직접 삽입되게 된다.
하우징(130) 내에는 전기 에너지 공급부(140), 예를 들어 재충전 가능한 리튬 이온 배터리가 있다. 제어부(150)가 가열 요소(120), 전기 에너지 공급부(140), 및 사용자 인터페이스(160), 예를 들면 버튼이나 디스플레이에 접속된다. 제어부(150)는 가열 요소(120)의 온도를 조절하기 위해서 가열 요소에 공급된 전력을 제어한다.
실시예
상술한 바와 같은 방법을 사용하여, 하기 표 1에 나타낸 각각의 조성 A-D에 기초하여 균질화 담배 시트를 형성하였다:
시트 B, C 및 D에 사용한 MCT 오일은 Danisco의 Grindsted® MCT 60 X이었다. 각각의 담배 시트에 대해, 통상적인 기술을 사용하여, 담배 시트를 에어로졸 형성 기재로 형성시켰다. 이어서, 도 1을 참조하여 상술한 바와 같은 에어로졸 발생 물품을 조립하였다. 시트 B, C 및 D를 포함하는 에어로졸 발생 물품은, 균질화 담배 시트 내의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 갖는, 본 발명에 따른 것이다. 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하지 않는, 시트 A를 포함하는 에어로졸 발생 물품은 비교를 위한 대조군 샘플이다.
각각의 에어로졸 발생 물품은 350℃ 및 300℃에서 위에서 정의된 가열 시험을 거쳤다. 각각의 에어로졸 발생 물품으로부터 전달된 에어로졸 내의 니코틴 수준을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
표 2로부터 볼 수 있는 바와 같이, 대조군 샘플에 비해, 균질화된 담배 물질 내에 중쇄 트리글리세라이드를 포함하는 대부분의 에어로졸 발생 물품의 다수에 대해 에어로졸 발생 기재로부터의 니코틴의 전달 증가가 관찰되었다. 5중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 갖는, 시트 D를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 경우, 대조군 샘플에 비해 10% 넘게 니코틴 전달 증가가 관찰되었다. 온도가 300℃로 감소되었을 때, 대조군 샘플에 비해 이러한 니코틴의 증가는 최대 25%였다.
상기 실시예에 따라 형성된 균질화 담배 시트, 또는 임의의 다른 균질화된 담배 물질은, 후술하는 예시적인 시험 방법을 사용하여 중쇄 트리글리세라이드의 함량을 결정하기 위해 분석될 수 있다.
중쇄 트리글리세라이드 함량 결정을 위한 예시적인 시험 방법
제1 단계에서, 균질화된 담배 물질을 액체 질소로 극저온 분쇄를 사용하여 분쇄하여 크기를 줄인다.
제2 단계에서, 균질화된 담배 물질을 메탄올에서 추출시킨다. 이 단계에서, 100mg의 분쇄된 담배 물질을 내부 표준 이소프론-d8(10.62μg/mm)와 데카노익-d19 산(20.52μg/mm)(둘 다 CDN Isotopes Inc.로부터 입수 가능함)을 함유하는 5ml LC-MS 등급 메탄올로 희석한다. 이어서 5분 동안 액체 추출물을 와류(vortexing)하고, 10℃에서 5분 동안 액체 추출물을 원심분리하여, 액체 추출물로부터 고형 입자를 분리시킨다. 남아 있는 액체 추출물의 200μL를 메탄올 800μL로 희석하고, 예를 들어 ThermoMixerTM에서, 5℃, 2000 rpm에서 5분 동안 혼합한다.
제3 단계에서, 결과적인 샘플을 역상 분리를 이용하여 크로마토그래피 분석을 거친다. 크로마토그래피 분석을 수행하기 위한 적절한 장치는, 5℃의 오토샘플러 온도가 유지되는 1.5μL 주입 부피로 50℃에서 작동하는 UHPLC 가드 필터 카트리지(10 x 2.1mm, 0.2μm; 미국 매사추세츠주 월섬 소재의 ThermoScientific 사로부터 이용 가능함)를 구비한 HypersilTM GOLD 컬럼(150 x 2.1mm, 1.9μm; 미국 매사추세츠주 월섬 소재의 ThermoScientific 사로부터 이용 가능함)이다.
제4 단계에서, 크로마토그래피 컬럼으로부터 분리된 성분들을 질량 분석기, 예를 들어 양성 및 음성 모드에서 가열된 전기분무 이온화(HESI)를 사용하여 풀 스캔 및 데이터 의존 MS2 둘 다의 모드에서 작동하는 Thermo QExactiveTM 질량 분석기로 이송한다.
최종 단계에서, 질량 분석 검출로부터의 데이터를 분석해서 존재하는 화합물을 식별한다. 화합물 식별은 검출된 구성성분을 실험에 의한 MS2 단편화(fragmentation) 데이터베이스와 공공 데이터베이스로부터의 화학 물질의 인실리코(in-silico) 예측 단편화에서 기준 화합물과 비교하는 반자동 단계적 접근법을 사용하여 수행된다. 모든 추정 히트는 Progenesis QITM 알고리즘을 사용하여 점수를 매긴다. 화합물의 반-정량화는 피크 볼륨 존재비(abundance)를 사용하여 수행할 수 있다.
Claims (14)
- 흡입 가능한 에어로졸을 생산하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품으로서, 상기 가열식 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 기재의 로드는 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트로 형성되어 있고, 상기 균질화된 담배 물질은 담배 물질의 입자들의 응집에 의해 형성되어 있고 건조 중량 기준으로 1 중량% 내지 10 중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하고, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 20 미만의 요오드 값을 가지며,
상기 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트는 재구성 담배 시트(reconstituted tobacco sheet) 및 캐스트 리프(cast leaf)로부터 선택된 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품. - 제1항에 있어서, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 2 미만의 요오드 값을 갖는 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 15℃ 아래의 융점을 갖는 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 8개 내지 10개 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 적어도 80%의 트리글리세라이드를 포함하는 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 균질화된 담배 물질 중의 중쇄 트리글리세라이드 오일의 총 함량은 건조 중량 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%인 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 적어도 70 중량% 담배를 포함하는 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 균질화된 담배 물질은 하나 이상의 에어로졸 형성제를 더 포함하는 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제7항에 있어서, 상기 균질화된 담배 물질 중의 에어로졸 형성제의 총 함량은 건조 중량 기준으로 5 중량% 내지 20 중량%인 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 적어도 1 중량% 강화 섬유를 더 포함하는 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 기재는 상기 균질화된 담배 물질의 주름진 시트로부터 형성된 로드인 것인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품 내에서 사용하기 위한 에어로졸 발생 기재의 로드로서, 상기 에어로졸 발생 기재는 건조 중량 기준으로 1 중량% 내지 10 중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하는 균질화 담배 물질을 포함하고, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하되 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 20 미만의 요오드 값을 갖는, 에어로졸 발생 기재의 로드.
- 에어로졸 발생 시스템으로서,
가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치; 및
상기 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 포함하되, 상기 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 기재의 로드는 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트로 형성되고, 상기 균질화된 담배 물질은 담배 물질의 입자들의 응집에 의해 형성되어 있고 건조 중량 기준으로 1 중량% 내지 10 중량%의 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하고, 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하되 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 20 미만의 요오드 값을 가지며,
상기 균질화된 담배 물질의 하나 이상의 시트는 재구성 담배 시트(reconstituted tobacco sheet) 및 캐스트 리프(cast leaf)로부터 선택된 것인, 에어로졸 발생 시스템. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 물품 내에서 사용하기 위한 균질화된 담배 물질을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
담배 물질, 물, 및 18℃ 아래의 융점을 가지며, 6 내지 12개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 적어도 2개의 지방산 사슬을 갖는 하나 이상의 트리글리세라이드를 포함하는 중쇄 트리글리세라이드 오일을 포함하되 상기 중쇄 트리글리세라이드 오일은 20 미만의 요오드 값을 갖는 균질화 슬러리를 형성하는 단계;
상기 균질화 슬러리를 이동 벨트 상에 캐스팅하는 단계; 및
상기 캐스팅된 슬러리를 건조하여 균질화된 담배 물질의 시트를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 방법은 상기 슬러리의 임의의 외부 가열없이 수행되는, 방법.
- 삭제
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