KR0175143B1 - 담배/유리 연료 포장재를 갖는 끽연용구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물리적으로 분리된 에어로솔 발생 수단과 열교환 관계로 위치하는 짧은(즉, 약 9mm 길이의) 탄소질 연료 요소를 포함하는 궐련과 같은 끽연 용구에 관한 것이다. 연료 요소는 바람직하게는 연료 요소의 주위에서부터 (1) 제1유리섬유층; (2) 제1 담배-함유 쉬이트; (3) 제2 유리섬유층; (4) 제2 담배-함유 쉬이트의 최소한 4층을 포함하는 담배-함유 재료/섬유상 단열 포장재로 둘러싸여 있다.

Description

담배/유리 연료 포장재를 갖는 끽연용구

제1도는 본 발명에 따른 궐련의 종단면도.

제1a도는 1A-1A 선을 따라 절취한, 제1도에 예시된 궐련의 횡단면도.

제1b도는 통로의 형태 및 그 위치를 나타낸 본 발명의 바람직한 연료 요소의 정면도(즉, 점화 단부).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 궐련 끽연용구 11 : 통로

12 : 연료 요소 14 : 에어로솔 발생 수단

16 : 열전도성 캡슐 18 : 기재

20 : 담배-함유 외피 22 : 입에 무는 부분

24 : 빈 공간 26 : 담배 종이

28 : 필터 요소 100 : 제1 유리섬유층

102 : 제1 담배-함유 쉬이트 104 : 제2 유리섬유층

106: 제2 담배-함유 쉬이트 108: 종이 포장재

본 발명은 궐련과 같은 끽연용구에 관한 것이며, 특히 연료 요소, 물리적으로 분리된 에어로솔 발생 수단, 입에 무는 부분, 그리고 연료 요소의 최소한 일부분을 둘러싸는 섬유상의 단열 포장재를 갖는 궐련에 관한 것이다. 그러한 끽연용구들은 흡연자에게 끽연의 즐거움(예컨대, 끽연시의 맛, 느낌, 만족 등)을 제공해줄 수 있다.

궐련, 여송연(cigar) 및 파이프는 담배를 여러 형태로 사용하는 대중적인 끽연용구이다. 이러한 끽연용구에 대한 많은 개선책 및 대체안들이 다년간에 걸쳐 제안되어왔다.

주류연(主流煙) 담배 연기의 성분을 변경시키기 위한 여러가지 방법도 제안되어왔다.

예컨대 미합중국 특허 제 4,079,742호(레이너 일행)에서는 많은 담배 대체물들을 찾아볼 수 있다. 이에 덧붙여, 싸이트렐(Cytrel) 및 NSM이라는 상풍명을 갖는 담배 대체 끽연 재료가 1970년대 유럽에 도입되었다.

다수의 특허에서는 풍미있는 증기 및/또는 가시 에어로솔을 발생한다고 하는 끽연용구가 제안되었었다. 그러한 제품의 대부분은 에어로솔을 제공하기 위하여 및/또는 에어로솔 형성 물질을 가열하기 위하여 연소성 연료원을 사용하였다. 예컨대 미합중국 특허 제 4,714,082호(베너지 일행)에 인용된 배경 기술을 참조할 수 있다.

반드시 담배를 태울 필요는 없이, 그리고 또 상당량의 불완전 연소 생성물을 전달하지 않으면서 가열에 의해 궐련을 피우는 것과 연관된 즐거움을 제공할 수 있는 끽연용구들이 본 발명에 참고로 한 하기 미합중국 특허에 기재되어 있다: 제4,708,151호(셸라), 제 4,714,082호(베너지 일행), 제4,732,168호(렛스 일행), 제4,756,318호(클리어만 일행), 제4,793,365호(센사바우 일행), 제4,819,665호(로버츠 일행), 제 4,827,950호(베너지 일행), 제4,854,331호(베너지 일행), 제4,858,630호(베너지 일행), 제4,881,556호(클리어만 일행), 제4,893,639호(화이트), 제4,903,714호(바네스 일행) 및 제4,938,238호(바테스 일행).

이들 끽연용구에는 열발생을 위한 연료 요소; 및 이러한 연료 요소로 부터 물리적으로 분리되어 위치하고 이 요소와 열교환 관계에 있는 에어로솔 형성 물질이 사용된다. 에어로솔 발생 수단은 통상 밀집화된 펠릿, 담배 분말 및 담배 추출물과 같은 여러 형태의 담배를 비롯하여 담배향 개조제 및 담배 향미제, 그리고 글리세린과 같은 에어로솔 형성 물질을 포함한다. 끽연중에 연료요소에 의해 발생된 열은 에어로솔 형성 물질을 휘발시키는 작용을 하여, 담배 연기를 닮은 에어로솔을 제공하게 된다.

그와 같은 끽연용구는 눈으로 볼수 있는 부류연(sidestream smoke)을 극도로 적게 생성할뿐 아니라 FTC 타르(tar)도 적게 생성한다.

클리어만 일행의 미합중국 특허 제4,756,318호에는 짧은 연료 요소, 물리적으로 분리된 에어로솔 발생 수단 및 입에 무는 부분을 포함하며 에어로솔 발생 수단의 최소한 일부분을 에워싸는 담배 외피가 포함된 끽연용구(궐련)가 개시되어 있다. 제 15컬럼의 제 60행으로부터 제16 컬럼의 35행에 기술된 바와 같이, 담배 외피는 쉬이트, 조각 또는 관 형태일 수 있는 유리섬유도 함유할 수 있다. 유리섬유를 함유하는 담배 쉬이트는 통상적인 종이 제조 기술을 사용하여 제조되는 것으로 기재되어 있으며, 그러한 재료에 혼입되는 유리의 양은 약 30 내지 약 70중량%라고 한다.

클리어만 일행의 특허에 기재된 것과 같은 끽연용구를 개선할 필요가 있으며, 본 발명은 그러한 개선책을 제시해준다.

본 발명은 담배 또는 담배-함유 재료의 충을 비연소성의, 바람직하게는 섬유상의 단열 재료(들), 바람직하게는 유리섬유의 층과 조합하여 사용하는 개선된 궐련 및 그외의 다른 끽연용구를 제공해준다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는 주로 담배 또는 담배 향미 재료로 구성된 층들 및 이들과 번갈아 하나 걸러씩 존재하며 주로 섬유상의 단열 재료(예: 유리섬유)로 구성된 하나 또는 그 이상의 층이 사용되는데, 이 층들은 실질적인 담배 열분해 또는 분해 생성물 없이 담배 또는 그 밖의 다른 향미와 방향이 흡연자에게 전달되도록 하는 방식으로 배열된다.

특히 바람직한 본 발명의 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 포장재는, 제품의 바깥쪽으로부터 안쪽으로 기재할 경우 담배 함유 재료-섬유상 단열재료-담배 함유 재료-섬유상 단열재료의 순서인 최소한 4층으로 된 적층 쉬이트 재료를 포함한다. 사용시 이러한 조합물은 최종 궐련내에서 연료 요소 주위에 네개의 동심환으로 나타난다.

일반적으로 본 발명은, (1) 짧은 연소성 연료 요소 및 (2) 연료 요소 바깥 둘레의 최소한 일부분을 둘러싸며 섬유상 단열 재료로 된 하나 이상의 층과 담배-함유 재료로된 하나 이상의 층을 포함하는 단열 포장재가 포함된 끽연용구를 제공해준다. 원한다면 연료 요소뒤에 세로 방향으로 에어로솔 발생 수단을 배치할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 특정 실시형태에서는 끽연용구의 연료 요소가, 바람직하게는 하기 (1) 내지 (4)의 최소한 네개의 층을 포함하는 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 포장재에 의해 그 주변이 둘러싸여 있다. (1) 제1 유리섬유층; (2) 제1 담배-함유 쉬이트; (3) 제2유리섬유층; (4) 제2 담배-함유 쉬이트. 이러한 배열은 포장재에 의하여 제공된 담배 향미와 방향의 성질을 바꾸기 위해 변경 및/또는 개조시킬 수 있다. 예컨대, 전달된 향미제의 양을 증가시키기 위해서는 유리섬유층이 약간의 담배 또는 한가지 이상의 담배 또는 그밖의 향미 재료를 함유할 수 있다. 이와 마찬가지로, 주로 담배 또는 담배 향미 재료를 포함하는 쉬이트(들)(즉, 담배-함유 쉬이트들)가 예컨대 층의 구조적 일체성을 증가 시키기 위해 유리섬유 또는 기타 섬유상 재료를 함유할 수도 있다. 층들의 공간 배열, 즉 이들이 연료 요소 위에 및/또는 서로에 대해 적층되어 있는 방식을 마찬가지로 변화시켜서 끽연용구의 성질을 개조시킬 수 있다.

본 발명의 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 포장재를 사용할 경우 흡연자에게 전달되는 에어로솔의 향미는 그러찬 구조의 부재하에, 예컨대 담배나 담배 향미제 없이 유리섬유 단열층을 사용하여 생산된 에어로솔에 비하여 상당히 향상된다.

바람직하게는 실질적으로 담배를 연소시키지 않고서도 에어로솔 향미에 있어서의 이같은 개선이 이루어지며 이러한 목적을 성취시킬 능력은, 최소한 부분적으로는 바람직한 실시형태의 물리적 구조에 달려있다.

본 발명에 따라 생산된 끽연용구는, 유사하기는 하나 연료로서 담배를 연소시키는 끽연용구와 그 향미면에서 필적할만하다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 에어로솔은 담배의 연소 및 불완전 연소 생성물이 적다.

본 발명의 담배-함유 재료/섬유상 단열 포장재는, 유리하게는 길이가 단지 약 20mm 이하이며, 전형적으로는 연료 요소 둘레에 배치될때 전형적인 담배 궐련의 공칭 원주(약 24.5mm)를 제공하기에 충분한 전체 두께를 갖는다. 전체 두께는 담배-함유 재료/섬유상 단열 포장재로 포장되는 연료 요소의 성질에 따라 좌우될 것이며, 약 1.5 내지 약 5 또는 6mm일 수 있지만, 연료 요소 및 포장재 또는 끽연용구 연료 단부의 기타 요소들과 함께 약 8mm의 총 외경을 제공하기에 충분한 두께인 것이 바람직하다.

끽연하는 도중 적층 담배-함유 재료/섬유상 단열 포장재내의 담배는 최소한 부분적으로 열분해되며, 어느 정도는 조금 연소될 수도 있어서 담배 연기의 독특한 방향, 즉 끽연자가 궐련으로부터 기대할 수 있는 방향이 대기에 방출될 수 있다. 전형적인 담배 궐련의 방향을 제공하는 것 이외에도, 포장재속에 들어있는 담배는, 연료의 열이 에어로솔 발생 수단에 작용함으로써, 감지할 수 있는 담배 연기맛을 주류연 에어로솔에 제공해준다.

이처럼 본 발명에서는, 유리하게는 쉬이트 형태인 담배 소량을 단열 포장재에 첨가함으로써 최종 제품의 궐련 연기맛을 실질적으로 개선시킨다. 본 발명처럼 적층 담배-단열재를 사용하면 관여된 담배의 열분해 및/또는 연소가 감소되며, 이에 따라 주류연 에어로솔의 함량 조절이 가능케되는 동시에 주류연의 맛과 부류연의 방향이 개선된다. 이같은 성과는 나쁜 맛 및/또는 불쾌한 향이 추가됨이 없이, 본 발명에 따라 이루어진다.

전술한 바와 같이, 바람직한 끽연용구는 바람직하게는 탄소질이며 짧은(즉, 끽연전의 길이가 약 30mm 미만) 연소성 연료 요소를 포함한다.

전형적으로 연료 요소는 세로방향으로 뻗어있는 다수의 통로, 즉 연료 요소의 안쪽 부분을 통과하는 한정된 기다란 구멍(들) 및/또는 연료 요소의 주변에 위치하는 홈이 구비되어 있는, 길이 약 9mm, 직경 약 4.5mm의 압출형태이다. 이같은 통로들은 연료 요소의 점화에 도움을 주고 연기가 나는 중에 연료 요소가 계속 연소될 수 있게 도와주는 표면적을 제공한다. 통로는 또한 연료 요소로부터 에어로솔 발생 수단에 이르기까지의 열 전달을 조절하는데 도움을 준다. 전형적인 연료 요소의 밀도는 약 0.85 내지 약 1.25g/cc이다.

본 발명의 바람직한 궐련 끽연용구는 통상 절단 충전재 형태이고 종이와 같은 포장재료에 싸여 담배 막대를 형성하는 담배 두루말이 또는 충전물을 포함한다.

담배 두루말이는, 바람직하게는 에어로솔 발생 수단의 최소한 일부분을 둘러싼다. 담배는 부피 팽창 절단 충전재 또는 수성 추출/부피 팽창 절단 충전재와 같은 가공 처리된 형태일 수 있다. 담배 막대는 그의 한 성분으로서 유리섬유와 같은 단열 재료를 함유할 수도 있다.

바람직한 끽연용구의 에어로솔 발생수단은 연료 요소로부터 물리적으로 분리되어 있으며 연료 요소뒤에 세로로 배치되어 있다. 에어로솔 발생 수단은, 담배 막대를 통해 세로로 뻗은 통로에 위치하는 열전도성 또는 내열성의 캡슐, 용기 또는 하우징속에 넣어져 있는 것이 바람직하다.

에어로솔 발생 수단용 열전도성 캡슐, 용기 또는 하우징(이하, 캡슐이라 칭함)은 한가지 이상의 에어로솔 형성 물질을 함유한다. 그와같은 에어로솔 형성 물질은 담배 분진, 분무 건조된 담배 추출물 또는 담배 엣센스와 같은 어떤 형태의 담배 및 당, 리코라이스 및 코코아와 같은 담배 향미제를 포함할 수 있다. 여기서 사용될 수 있는 기타 에어로솔 형성 물질중에는 휘발하여서 눈에 보이는 연기같은 에어로솔을 생성시키는 글리세린, 프로필렌글리콜 및 트리에틸렌글리콜 등의 다가 알코올이 포함 된다. 용기내의 에어로솔 형성 물질은, 전형적으로는 알루미나 비이드, 섬유상 탄소재료, 밀집화된 담배, 탄소, 알루미나 또는 그 혼합물, 또는 당업자들에게 공지된 기타 적합한 재료와 같은 기재(基材)에 의하여 보유된다.

또한 바람직한 끽연 용구는 에어로솔을 흡연자에게 전달하기 위한 입에 무는 부분도 포함하며, 궐련의 경우 이것은 전형적으로 관모양을 갖는다. 하지만 예컨대 궐련 물부리(cigarette holder) 형태 또는 파이프로서 입에 무는 부분을 제공해줄 수도 있다. 바람직한 끽연 용구의 입에 무는 부분은 전형적으로 필터 플러그 구획을 갖는다. 바람직한 필터 구획은 담배를 빨아들이는 중에(즉, 사용시에) 에어로솔 발생수단으로부터 흡연자의 입에 이르기까지의 에어로솔의 통과가 방해받는 것을 최소화하기 위하여 낮은 여과 효율을 나타낸다. 또한 입에 무는 부분은 향미-함유 재료, 예컨대 느슨하게 주름을 잡은 담배 종이 또는 주름을 잡은 메탄올-함유 탄소 충전 쉬이트로 된 구획을 에어로솔 발생 수단과 필터 구획사이에 포함하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 사용된 에어로솔이라는 용어는, 연료 요소에 의해 발생된 열이 에어로솔 발생 수단이나 또는 끽연 용구 어딘가에 함유된 물질에 작용함으로써 형성된 눈에 보이거나 보이지 않는 증기, 가스, 입자 및 그와 유사한 것들, 특히 흡연자에 의해 연기같은 것으로 인식되는 성분을 포함하는 의미이다.

본 명세서에 사용된 전도성 열 교환 관계라는 표현은 거의 연료 요소의 연소 기간 동안 내내 전도에 의해 열이 연소중인 연료 요소로부터 에어로솔 발생수단으로 전달되도록 하는, 에어로솔 발생수단과 연료 요소의 물리적 배열이라고 정의된다.

전도성 열교환 관계는 에어로솔 발생 수단을 연료 요소와 접촉되게 놓아서 연료 요소의 연소 부위에 매우 근접하도록 하고/하거나 연소 중인 연료로부터 에어로솔 발생수단으로 열을 전달시키기 위해 전도성 부재를 사용함으로써 성취될 수 있다. 전도성 열전달을 제공하는 두가지 방법을 다 사용하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 탄소질이란 용어는 주로 탄소를 포함한다는 것을 의미한다. 탄소질 재료내의 탄소의 양은 전형적으로 약 60%중량 이상, 바람직하게는 약 70중량% 이상이다.

본 명세서에 사용된 단열 재료는 용어는 주로 단열체로서 작용하는 모든 재료에 적용되는 것이다. 바람직하게는 이들 재료가 사용중 연소되지 않으나, 이들은 서서히 연소되는 탄소 및 유사한 재료를 비롯하여 저온 등급의 유리섬유처럼 사용중 융합되는 재료를 포함할 수 있다. 여기서 사용된 바람직한 단열 재료는 섬유상 재료, 예컨대 유리섬유, 탄소섬유 등이다. 적합한 단열체는 g-cal(초)(cm²)(℃/cm) 단위로 약 0.05 미만, 바람직하게는 약 0.02 미만, 가장 바람직하게는 약 0.005 미만의 열전도성을 갖는다. 다음 문헌을 참조할 수 있다:

Hackh's Chemical Dictionary 672(제4판, 1969) 및 Lange's Handbook of Chemistry 10, 272-274(제11판, 1973).

담배-함유라는 말은 담배 추출물, 분무 건조된 담배 추출물, 밀링된(milling) 담배 엽편, 담배 미분 또는 분진, 조각낸 또는 분쇄된 담배 엽편 또는 줄기, 부피팽창 담배 및 기타 다른 형태의 가공 담배 등을 비롯한 각종 형태중 어떤 형태의 담배를 어떤 양으로든 함유하는 재료를 묘사 하고자 사용된 말이다.

본 발명의 단열 포장재를 사용하는 바람직한 끽연용구는, 2초간 35m1을 빨아들이고 58초간은 연기가 나는 상태로 그대로 두는 FTC 끽연 조건하에 흡연할 때 처음 세모금에서 최소한 0.6mg의 에어로솔[전체 습윤 미립물질(WTPM)로서 측정]이 뿜어질 수 있다. 보다 더 바람직하게는 본 발명의 실시형태에서 처음 세모금에 1.5mg 이상의 에어로솔이 뿜어질 수 있다. 가장 바람직하게는 본 발명의 실시형태에 있어, FTC 끽연 조건하에 흡연할 때 처음 세모금에서 2mg 이상의 에어로솔이 뿜어질 수 있다. 더우기 바람직한 본 발명의 실시형태에서는 FTC 끽연 조건하에 흡연할 때 최소한 약 여섯, 바람직하게는 최소한 약 열모금에서, 한 모금당 평균 약 0.2mg 이상의 WTPM이 뿜어진다.

첨부 도면 제1도를 참고로 하자면, 궐련 끽연 용구(10)는 세로로 뻗은 다수의 통로(11)를 갖는 연료 요소(12)(제 1A도와 1B도 참조); 1종 이상의 에어로솔 형성물질을 함유하고 연료 요소 뒤에 배치되어 있으며 열전도성 캡슐(16)에 둘러싸여있는 물리적으로 분리된 에어로솔 발생 수단(14)을 포함한다. 캡슐(16)은 연료 요소의 후방 주변과 겹쳐진다. 캡슐(16)은 최소한 부분적으로 담배-함유 외피(20)에 의해 둘러싸여있다. 예시된 바와 같이, 입에 무는 부분(22)은 두개의 구획, 즉 1) 에어로솔에 향미를 더해주는, 느슨하게 주름잡힌 담배 종이의 웨브(26)로 된 구획 및 2) 필터 요소(28)로 작용하는 부직 폴리프로필렌의 웨브로 구성된다. 임의에 따라서는 캡슐과 담배종이 사이에서 혹은 그 밖의 위치에서 입에 무는 부분에 빈 공간(도시되어 있지 않음)을 포함시킬 수 있다.

본 발명의 전형적인 궐련은 일반적으로 고리형의 횡단면을 가지며 원주가 약 23mm 내지 약 28mm, 길이가 약 70mm 내지 약 100mm이다.

제1도를 자세히 살펴보자면, 연료 요소(12)는 열전도성 캡슐 또는 용기(16)가 연료 요소 둘레의 대략 후방 2mm와 겹쳐지는 덕분에 상기 캡슐 또는 용기에 의하여 제자리에 지탱된다. 캡슐은 연료 요소를 아늑하게 수용하고 이것을 예컨대 마찰 접합에 의해서 지탱하기에 꼭 충분할 정도로 큰 직경을 갖는다.

캡슐은 얇은 금속(예컨대, 알루미늄) 쉬이트와 같은 내열성 재료로 만드는 것이 유리하다. 이러한 식으로, 연소되는 연료 요소로부터 캡슐 또는 용기의 벽을 통해 그 안에 보유된 에어로솔 형성 물질로 열이 효과적으로 전도된다. 캡슐은 일반적으로 원통형 관이며, 그의 전방 단부는 연료 후방 부위를 수용하도록 열려있고 입에 무는 부분에서는 닫혀있다. 캡슐의 닫혀진 단부는 연료 요소로부터의 열에 의해 발생된 기화 에어로솔 형성 물질이 입에 무는 부분속으로 통과되도록 하기 위하여 하나 이상의 작은 구멍을 갖는다.

제1도와 제1A도를 살펴보면, 연료 요소(12)가 담배-함유 재료와 섬유상의 단열재료, 바람직하게는 유리섬유로된 다수의 동심 고리로 둘러 싸여있다. 제1A도에 예시된 바와 같이 바람직한 실시형태에서는, (1) 연료 요소(12)의 바깥 둘레에 근접해 있는 제1 유리섬유층(100); (2) 제1 담배-함유 쉬이트 재료(102); (3) 제1 담배-함유 쉬이트(102)에 근접해 있는 제2유리섬유층(104); (4) 제2 담배-함유 쉬이트 재료(106)를 갖는 4-고리 시스템; 및 외부종이 포장재(108)를 포함한다.

본 발명의 궐련에 관한 실시형태에서 섬유상의 단열 재료는 두께가 전형적으로 약 0.6 내지 약 1.5mm이고 바람직하게는 약 1.2mm이다.

담배--함유 쉬이트 재료의 두께는 전형적으로 약 0.09 내지 약 0.17mm이고, 바람직하게는 약 0.13mm이다. 다른 끽연용구의 경우, 각 성분의 두께를 필요에 따라 변화시킬 수 있으며 이는 당업자들에 의해 행해질 수 있다.

다시 제 1도로 돌아가서, 에어로솔 발생 수단(14)은 바람직하게 막대, 두루말이 또는 그 밖의 다른 형태의 담배(20)(일반적으로 절단 충전재 형태)로 둘러싸인다. 이러한 담배 구획은 연료 요소로부터 나온 열에 의해 가열되고 (그러나 반드시 연소되는 것은 아님), 그로 인해서 끽연 용구 사용중 담배 향미 성분이 주류연 에어로솔 속에 분비되는 결과를 낳는다.

또한 이같은 담배 구획은 최신 고속 궐련 제조장치를 사용하는 제조법에 도움이 되는 탄력성을 궐련에 제공해준다.

에어로솔 발생 수단내의 에어로솔 형성 물질을 지탱 또는 보유시키는 기재(基材)(18)는 여러가지 형태를 가질 수 있다. 하나 또는 그 이상 유형의 기재 재료가 캡슐 또는 용기(16)의 일부분에 혼입될 수 있다. 예컨대 기재는 (i) 바람직하게는 글리세린 및 담배추출물을 보유하며 연료 요소의 배면에 근접하여 위치하는 알루미나 비이드; (ii) 밀집화되어 있고 1종 이상의 향미 물질 및/또는 담배 추출물과 글리세린을 함유하는 담배, 탄소, 및/또는 알루미나; 및/또는 (iii) 글리세린과 담배 추출물을 보유하며, 둘레의 선을 정하는 종이 포장재에 싸인 주름잡힌 담배 종이를 포함할 수 있다. 기재로서 유용한 기타 재료는 당업자들에게 잘 알려져 있다.

전술한 바와 같이 연료 요소와 에어로솔 발생 캡슐 또는 용기의 조합체는 빈 공간(24)에 의해 입에 무는 부분(22)으로부터 떨어져 있을 수 있다. 이러한 빈 공간은 입에 무는 부분의 다른 성분들의 크기를 원하는 정도로 조절해가면서 약 5mm 내지 약 30mm, 바람직하게는 약 10mm 내지 15mm의 크기를 가질 수 있다. 빈 공간은 다음과 같은 두가지 기능을 갖는다. 즉, (1) 에어로솔 발생수단에서 나가는 뜨거운 가스가 흡연자에게 도달하기 전에 식혀지도록 하는 기능과, (2) 에어로솔용 성핵실로 작용함으로써 눈에 보이는 연기의 형성에 도움을 주는 기능을 갖는다. 이와는 달리 빈 공간을 빼버릴 수도 있다. 즉, 도시된 공간을 예컨대 향미 첨가 재료, 저효율 충전 재료등으로 채울 수 있다.

입에 무는 부분(22)은 단순한 종이 겉포장에 의하여 외피에 싸인 연료 요소와 캡슐의 전단 조립체에 접촉될 수 있도록하는 형태 및 치수를 갖는 것이 바람직하다. 대안으로서, 입에 무는 부분의 바깥층을 예컨대 금속 호일이 라이닝된 종이 관, 성형 플라스틱, 중량지등의 구입가능한 어떤 재료로도 제조할 수가 있다.

입에 무는 부분(22)속에는, 메탄올 또는 그밖의 향미 공급원과 같은 향미 물질을 함유하는 탄소-충전 쉬이트 재료 또는 담배-함유 쉬이트 재료로 되어있고 바람직하게는 종이 포장재에 둘러싸인 두루말이(26)가 빈 공간(24) 근처에 위치해 있다. 또한 입에 무는 부분안에는 부직 폴리 프로필렌 섬유의 주름잡힌 웨브와 같은 필터 재료와 그 주위를 둘러싸는 플러그 랩을 포함하는 저효율 필터 요소(28)가 궐련의 입에 무는 부분 맨끝에 위치해 있다. 원한다면 경우엔, 끝마무리 종이로 궐련의 입에 무는 부분을 둘러싸고 입에 무는 부분을 전단 조립체에 연결시킬 수 있다. 또 원한다면 공지의 레이저 또는 기계적 천공 기술을 이용하여 궐련의 입에 무는 부분 맨끝 부위 근처에 공기 희석 구멍들로 된 고리를 만들어 줄수 있다.

사용시 흡연자는 연료 요소(12)에 점화를 하게 되고, 이 연료 요소는 연소하여 열을 생성하게 된다. 발생된 열은 전도 및/또는 대류에 의해, 연료 요소의 한쪽 끝을 둘러싸는 캡슐(16)에 전달된다. 기재(18) 및 에어로솔 형성 물질과 접촉하고 있는 캡슐로부터의 열은 에어로솔 형성 물질의 휘발을 도와준다. 흡연자가 궐련을 빨아들이는 동안, 가열된 공기는 캡슐속으로 통과하고, 여기서 기재(18)와 접촉하게 된다. 이처럼 에어로솔 형성 물질에 적용된 부가열은 에어로솔 형성 물질을 휘발시킨다. 휘발된 물질은 캡슐 말단 벽에 있는 구멍들(도시되어 있지 않음)을 통하여 캡슐 밖으로 나가게 된다. 빨아들인 공기와 휘발된 물질은 입에 무는 부분을 통과하는 중에 식는다. 특정 에어로솔 형성 물질에 따라서, 눈에 보이는 연기같은 에어로솔이 형성되기도 한다. 유리하게는, 빨아들인 공기와 휘발된 물질이 입에 무는 부분속에 위치한 향미 재료를 통과하여 그로부터 향미 성분들을 픽업하고, 끝으로 흡연자의 입으로 통과하게 된다.

연료 요소용 담배-함유/섬유상 단열재료 포장재는 당업자들에게 공지된 통상의 기술에 의하여 제조될 수 있다. 한가지 바람직한 방법은 연료 요소/캡슐 조립체 또는 카트리지를 길이 약 15mm의 담배-함유/섬유상 단열재료 외피로 포장하는 것을 포함한다. 한가지 바람직한 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 외피는 유리층들 사이에 끼여있는 재구성 담배 종이의 쉬이트 하나와 바깥 유리층을 싸게되는 제 2의 재구성 담배 종이 쉬이트를 갖는 오웬즈-코닝 C-유리 매트 두층으로 구성된다. 한가지 바람직한 재구성 담배 쉬이트(P2674-157; 킴벌리-클라크 코포레이숀)는 혼합 담배 추출물을 함유하는 종이 쉬이트이다. 바람직한 재구성 담배 쉬이트의 성형전의 폭은 19mm(내부) 및 26.5mm(외부)이다. 외피로 덮힌 이같은 바람직한 카트리지의 최종 직경은 약 7.5mm 이다.

바람직한 동심 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 외피는 본 발명에 참고로 한 미합중국 특허 제4,893,637호(한콕 일행)에 기재된 장치의 개조된 변형법을 사용하여 제조될 수 있다. 개조된 장치에는 양쪽 섬유상 단열재료 및 섬유상 단열재료층들 사이에 삽입되도록 배열된 담배-함유 재료를 갖는 다수의 보빈이 포함되어있다. 당업자라면, 단순히 보빈의 배열 및/또는 내용물을 변화시킴으로써 이같은 장치를 사용하여 섬유상 단열재료 및/또는 담배-함유 재료로 된 각기 다른 교대층을 여러개 제조할 수 있다는 것을 잘 알고 있을 것이다.

한가지 대안으로서, 담배-함유 재료와 섬유상 단열재료를 습식퇴적 공정(wet laid process) 또는 공기 퇴적 공정에 의하여 공통 단위로 결합시킬 수 있다. 담배-함유 재료가 혼합물에 포함되어 있을 경우엔 담배 향미 성분들이 습식 퇴적 공정에서 소실될 수 있어서, 이 경우에는 공기 퇴적 공정이 바람직하다. 일원식 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 매트의 형성은 주변 공기가 재료를 통해 연료 요소로 유입되는 것을 조절할 수 있게끔 해준다. 이러한 일원식 매트는 연료 요소를 둘러싸는 것 외에도 에어로솔 발생 수단용 열전도성 캡슐을 둘러싸줄 수 있다.

그와같은 일원식 외피내에서 담배-함유 재료의 양은 약 1 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 40 내지 70중량%, 가장 바람직하게는 약 50 내지 60중량%일 수 있다. 일원식 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 포장재를 형성하는데 사용되는 바람직한 유리는 오웬즈 코닝으로부터 입수 가능한 E-유리이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 단열 외피는 당업자들에 의해 알 수 있는 통상의 제지 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 그러한 방법에는 습식 퇴적 공정과 공기 퇴적 공정이 포함된다.

습식 퇴적 공정에서는 일반적으로 절단 충전재 형태인 담배-함유 재료를 백수속에서 유리섬유와 혼합한다. 혼합물중 담배-함유 재료:유리섬유의 비율은 약 4:1 내지 약 1:1일 수 있다. 이 혼합물을 헤드 박스에 통과시키고 수분을 짜버리면 담배-함유 재료와 유리섬유를 포함하는 매트 유형의 종이 쉬이트가 이 헤드박스에서 생기게 된다.

일반적으로는 담배-함유 재료와 섬유상 단열재료 성분들을 물과 혼합하고, 슬러리를 제지 와이어에 적용하고, 여기서 물을 제거한 후, 가열된 롤위와 그 사이 쉬이트를 통과시켜 건조시킬 수 있다. 외피의 강도를 증가시키기 위하여 습윤 강도제를 사용할 수 있다.

공기 퇴적 공정에서는 담배 절단 충전재와 유리섬유를 먼저 작은 입자 크기로 연마하여, 공기에 의한 이동을 촉진시킨다. 연마 입자들을 공기 공급기에 의해 분쇄기로 운반하여 입자들을 그 속에서 혼합한다.

이후, 이러한 균질 혼합물을 습식 퇴적 헤드 박스에 상당하게 작용하는 주형속에 공급하고 진공을 적용하여 그속에서 공기 퇴적 매트를 형성시킨다. 그런다음, 구조적 일체성을 제공하기 위하여 공기 퇴적 매트를 SCMC 등의 결합제로 처리한다. 그 대안으로서, 공기 퇴적 공정을 분리된 각각의 단계로 실시하여 원하는만큼의 각기 다른 많은 층들로 이루어진 섬유상 단열재료와 담배-함유 재료의 적층 매트를 만들 수 있다.

공기 퇴적 및/또는 습식 퇴적 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 외피를 끽연용구의 전단부 전 길이에 걸쳐, 즉 연료 요소와 에어로솔 발생 수단 양쪽에 걸쳐 사용할 수 있다. 그와는 달리, 이같은 외피를 전단부 조립체의 일부분에만 걸쳐 사용할 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 끽연용구는 에어로솔 발생 수단내의 에어로솔 형성 물질을 휘발시키기에 충분한 열을 발생하는 연료 요소를 포함하고 있다. 바람직한 연료 요소는 그 밀도가 약 0.5g/cc 이상, 때로는 약 0.8g/cc 이상, 하지만 전형적으로는 약 1.5g/cc 이하가 되게하는 방식으로 연소성 재료를 원료로 하여 제조될 수 있다. 또한 연료 요소는 일반적으로 약 20mm 미만, 때로는 약 15mm 미만, 전형적으로는 약 9mm의 길이를 갖는다.

연료 요소의 연소성 재료의 조성은 여러가지로 다양하다. 바람직한 연료 요소는 탄소를 함유하며, 더욱 바람직한 연료 요소는 주로 탄소질의 재료로 구성된다. 바람직한 탄소질의 연료 요소는 탄소 함량이 약 60중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 약 70중량% 이상이다. 탄소질 연료 요소에 관한 몇가지 바람직한 실시형태에 있어, 연료 요소는 탄소, 담배 및 결합제의 혼합물을 포함한다(예컨대 실시예 1 참조). 탄소질 연료 요소에 관한 그밖의 바람직한 실시형태에서는 담배가 연료에 혼입되지 않는다(예컨대 미합중국 특허 제4,854,331호 및 제4,917,128호 참조).

연료 요소안에는 담배-함유 재료 외에도 향미, 담배 추출물, 충전재(예컨대, 점토 또는 탄산칼슘), 연소 첨가제(예컨대 연기나는 것을 개선시키고 글로우 지연제로 작용하는 염화나트륨), 연소 개조제(예컨대 인화성을 조절하긴 위한 탄산칼륨), 결합제 등의 기타 성분이 혼입될 수 있다.

탄소질 연료 요소의 조성에 관한 예는 미합중국 특허 제 4,714,082호(베너지 일행) 및 제 4,756,318호(클리어만 일행)에 기술되어 있다.

그 외의 다른 연소성 연료 요소들은 분쇄 담배 재료, 재구성 담배 재료, 열처리된 또는 열분해된 담배 재료, 셀룰로스성 재료, 개조된 셀룰로스성 재료 등으로부터 제공될 수 있다. 연소성 재료에 관한 예가 미합중국특허 제4,347,855호(란찌로티 일행), 제3,931,824호(미아노 일행), 제 3,885,574호(보쓰윅 일행) 및 제4,008,723호(보쓰윅 일행)와 문헌(Sittig, Tobacco Substitutes, Noyes Data Corp.(1976))에 기술되어 있다.

본 발명의 끽연용구에 사용되는 연료 요소는 원하는 형태로 성형, 기계가공, 압축성형 또는 압출시키는 것이 유익하다. 바람직한 압출 탄소질 연료 요소는 약 95부 이하의 탄소질 재료, 약 20부 이하의 결합제 및 약 20부 이하의 담배(예컨대 담배 분진 및/또는 담배 추출물)를 끈적끈적한 반죽형 점도의 페이스트를 제공하기에 충분한 물과 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이후, 램 또는 피스톤 유형의 압출기를 사용하여 페이스트를 원하는 수의 통로 또는 빈 공간을 갖는 원하는 형태로 압출시킬 수 있다.

압출된 페이스트는 약 2 내지 약 7 중량%의 수분 함량에 이르기까지 건조시킬 수 있다. 그런다음, 압출물의 연속 길이를 일정 간격으로 잘라서 여러개의 각 연료 요소들을 제공한다.

본 발명의 끽연용구는 연료 요소와 물리적으로 분리되어 있는 에어로솔 발생 수단도 포함한다. 에어로솔 발생 수단 그 자체는 연료 요소와 섞이지도 않고 그의 일부도 아니다. 에어로솔 발생 수단은, 에어로솔 형성 물질을 가열시키고 그로인해 에어로솔을 형성시키기 위하여 에어로솔 발생 수단에다 연료 요소의 연소에 의해 발생된 열을 전달하도록 연료요소와 열교환 관계에 있다.

바람직한 에어로솔 발생 수단은 에어로솔 형성 물질을 지니고 있기 위한 기재를 포함하고 있다. 바람직한 기재는 다공성이며, 사용하지 않을때엔 에어로솔 형성 물질을 보유하고 있을 수 있으며, 흡연자가 끽연용구를 빨아들이는 기간중엔 에어로솔 형성 물질을 방출할 수 있는 것이다.

본 발명에서 유용한 한가지 유형의 기재 재료는 열안정성 재료(예컨대, 분해 또는 연소 현상없이 약 400℃ 내지 약 600℃의 온도를 견뎌낼 수 있는 재료)이다. 그러한 재료의 예로는 다공성 등급의 탄소, 흑연, 탄소사, 활성화 및 불활성화 탄소, 그리고 세라믹이 있다. 적합한 탄소 기재 재료중에는 유니온 카바이드 코포레이숀으로부터 입수가능한 PC-25 및 PG-60, 캘곤 카본 코포레이숀(팬실베니아주 피츠버그시)으로부터 입수 가능한 SGL 및 아메리칸 카이놀 인코포레이티드로부터 입수가능한 카탈로그 Nos. CFY-0204-1, CN-157(HC), CN-210(HC), ACN-211-10 및 ACN-157-10이 포함된다. 또한 기재로서, 유니온 카바이드 코포레이숀으로부터 입수가능한 Smellrite^TM과 같은 분자체를 부분적으로 또는 전체적으로 사용할 수가 있다. 그밖의 적합한 기재 재료로는 W. R. 그레이스 앤드 컴파니에서 D2-2600 소결 알파 알루미늄으로 입수가능한 알파 알루미나 비이드 등이 있다.

또다른 유용한 타입의 기재는 탄소, 담배, 알루미나 또는 그 혼합물로부터 형성되는 밀집화된 펠릿의 형태를 갖는다. 바람직한 밀집화 펠릿은 후지 파우달 KK(일본)로부터 입수가능한 마루머라이저(Marumerizer)를 사용하여 제조될 수 있다. 예컨대 본 발명에 참고로한 미합중국 특허 제 4,893,639호(화이트)를 참조할 수 있다.

본 발명에 유용한 또다른 유형의 기재는 종이 또는 담배 종이와 같은 셀루로스 재료의 형태를 갖는다. 그러한 기재는 주위를 둘러싸는 외부 포장재안의 주름잡힌 종이 웨브를 포함한 원통형 구획으로서 제공되는 것이 전형적이다. 그러한 원통형 구획은 미합중국 특허 제4,807,809호(프라이어 일행)에 기재된 장치 및 기술을 사용하여 제조된 막대로부터 제공 될 수 있다. 주름을 잡아 기재를 형성시키는 종이는 예컨대 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P144-B로서 입수가 가능하다.

앞서 거론된 고형 기재에 대한 또다른 대안책은 담배 입자, 보습제 및 에어로솔 형성 물질을 결합하여 포획하고 캡슐화시킨 응결된 얇은 필름 재료를 사용하는 것이다. 그와 같은 재료는 담배, 향미 및 그 밖의 다른 성분들을 젤라틴, 알기네이트, 알부민, 한천-한천, 카제인, 아라비아검, 펙틴 등의 겔 형성 물질과 결합시킴으로써 만들어질 수 있다. 가열시 이러한 재료들은 파괴되어 캡슐에 싸인 성분들을 방출함으로써 연기같은 에어로솔에 부가되거나 그같은 에어로솔을 형성시킨다.

1종 이상의 기재 재료를 에어로솔 발생 수단에 사용할 수 있다. 예컨대 하나 이상의 에어로솔 형성 물질을 갖는 알루미나 비이드가 연료 요소 뒤에 위치할 수 있으며 추가의 에어로솔 형성 물질을 갖는 주름잡힌 종이의 원통형 구획이 알루미나 비이드 뒤에 위치할 수 있다.

에어로솔 발생 수단은 에어로솔 형성 물질을 포함한다. 에어로솔 형성 물질은 액체, 반고체 또는 고체 형태를 가질 수 있으며, 일반적으로 기재에 의하여 받쳐진다. 바람직한 에어로솔 형성물질의 예로는 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌글리콜 및 트리에틸렌글리콜), 모노-, 디- 또는 폴리카르복시산의 지방족 에스테르(예컨대, 스테아르산메틸, 도데칸디오산디메틸 및 테트라데칸디오산디메틸) 등이 있다. 적합한 에어로솔 형성 물질에 관한 그밖의 예로는 휘발성 향미제 및 담배향 개조제가 있다. 휘발성 향미제의 예로는 바닐린, 코코아, 리코라이스, 유기산, 당 및 그와 유사한 것들이 포함된다. 담배 향미 개조제의 예로는 아스파라긴, 레불린산, 글루코스 펜타아세테이트 등이 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 연료 요소와 에어로솔 발생수단 사이의 열교환 관계를 촉진시키기 위하여 열전도성 캡슐 또는 용기가 유익하게 사용된다. 열전도성 캡슐은 바람직하게는 금속 쉬이트 조각 또는 호일을 원료로 하여 만들어진다. 전형적으로, 캡슐 또는 용기의 두께는 약 0.01mm 내지 약 0.2mm일 것이다. 캡슐을 제조하기 위해 사용되는 재료의 두께, 모양 및/또는 유형은 원하는 정도의 열전달을 제공하기 위해 여러가지로 다양할 수 있다. 바람직한 열전도 부재는 길이 약 30mm, 외경 약 4.6mm의 원통형 캡슐을 형성하도록 디이프 드로잉시킨 얇은 알루미늄 쉬이트를 원료로하여 제조된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서 기재와 에어로솔 형성 물질을 함유하는 열전도성 캡슐은 입에 무는 부분에 부착되어 있으나, 이와 달리 입에 무는 부분이 궐련 물부리처럼 따로 구비되어 있을 수도 있다. 입에 무는 부분은 기화된 에어로솔 형성 물질을 흡연자의 입으로 보내는 통로를 제공하며, 또한 기화된 에어로솔 형성 물질에 향미를 더 제공할 수도 있다. 바람직하게는 입에 무는 부분의 길이가 30mm 내지 약 85mm이지만, 이러한 길이는 제품의 필요 또는 요구에 따라 변할 수 있다(더 길거나 더 짧게), 입에 무는 부분의 길이는 (i) 연료 요소의 연소 부위와 뜨거운 열전도 부재를 흡연자의 입과 손바락으로부터 멀리 떨어져 있도록, 그리고 (ii) 기화된 뜨거운 에어로솔 형성 물질이 흡연자의 입에 닿기 전에 충분히 식혀질 시간을 갖도록 하는 그러한 길이인 것이 바람직하다.

입에 무는 부분은 통상 에어로솔 형성 물질에 대해 비활성이고, 여과 농축 결과 최소의 에어로솔 손실율을 제공하며, 끽연용구의 사용도중 겪게되는 온도를 견뎌낼 수 있는 것이 적합하다. 입에 무는 부분의 예로는 아메리칸 필트로나 코포레이숀으로부터 SCS-1로 입수 가능한 것과 같은 가소화된 셀룰로스 아세테이트 관 ; 이. 아이. 듀폰 드 네모아로부터 Kapton으로 입수가능한 폴리이미드 관; 판지 또는 중질 종이 관; 및 알루미늄 호일로 라이닝된 종이 관이 있다.

매우 느슨하게 주름잡힌 담배 종이 구획을 입에 무는 부분에 넣어줄 수 있다. 그러한 구획은 에어로솔 형성 물질을 함유하는 열전도 부재 바로 뒤에 위치할 수 있다. 필요에 따라서는, 특히 에어로솔에 멘톨 향미를 도입하기 위하여, 주름잡힌 탄소지 구획을 입에 무는 부분에 넣어줄 수 있다. 주름잡힌 탄소지 구획으로 적합한 것들은 유럽 특허출원 제 342,538호에 기재되어 있다.

끽연용구의 입에 무는 부분 맨끝에는 특히 미적인 이유로 인해 필터 요소 또는 필터 팁이 포함되는 것이 바람직하다. 바람직한 필터 요소는 에어로솔 수율을 감지가능할 정도로 간섭하지 않는 저효율 필터 요소이다. 적합한 필터 재료로는 저효율 셀룰로스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 토우, 배플(baffled) 또는 중공 성형폴리프로필렌 재료가 있다. 적합한 필터 요소는 미합중국 특허 제4,807,809호(프라이어 일행)의 실시예1에 기재된 필터 막대 성형 장치를 사용하여, 킴벌리-클라크 코포레이숀으로 부터 PP-100-F로서 구입가능한 부직 폴리에틸렌 웨브에 주름을 잡아넣음으로써 제공될 수 있다. 유용한 기타 필터 재료는 테네시 이스트만으로부터 구입가능한 고 데니어(저밀도) 셀룰로스 아세테이트이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 끽연 용구에는 많은 형태의 담배가 혼입된다. 담배의 형태는 다양할 수 있으며, 특정 실시형태에서는 종종 한가지 이상 형태의 담배가 혼입된다. 예컨대 연료 요소를 둘러싸는 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 포장재 외에도 연료 요소 그 자체에 담배가 혼입될 수 있다. 전술한 바와 같이 담배는 또한 여러가지의 향미의 담배 성분들이 입에 무는 부분을 통해 통과하는 흡입 에어로솔로 전달되게 하는 방식을 에어로솔 발생 수단내에 위치하고/하거나 입에 무는 부분 내에 위치할 수 있다. 담배의 유형은 여러가지로 다양할 수 있으며, 연도 처리된 벌레이 담배, 매릴랜드 담배 및 오리엔탈 담배, 희귀 및 특제 담배를 비롯하여 그의 혼합물이 포함된다.

담배의 한가지 형태는 담배 절단 충전재, 예컨대 넓이가 약 0.12 내지 약 0.06cm(약 1/20 내지 약 1/40 인치)이고 길이가 약 0.63 내지 약 7.62cm(약 1/4 내지 약 3인치)인 담배 충전재의 가닥 또는 조각이다. 담배 절단 충전재는 담배 엽편, 절단-를 또는 절단-퍼프 줄기를 비롯한 가공 담배 줄기, 또는 재구성 담배 재료로부터 제공될 수 있다. 절단 충전재는 통상 주위의 경계를 짓는 종이 포장재안에 싸인 담배 재료 충전물 또는 원통형 두루말이 형태로 궐련에 혼입된다. 절단 충전재의 막대 또는 두루말이는 당업자들에게 잘 알려진 궐련 막대 제조 기술 및 장치를 사용하여 제공될 수 있다. 또한 담배 절단 충전재를 필요에 따라 에어로솔 발생 수단에 혼입시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 이러한 유형의 절단 충전재는 전형적으로 본 발명의 바람직한 궐련내의 에어로솔 발생 수단을 둘러싸는데 사용된다.

본 발명에서 광범위하게 사용되는 또다른 형태의 담배는 담배 종이이다. 연료 요소용 담배/용기 포장재에 사용되는 이외에, 예컨대 킴벌리-클라크 코포레이숀으로 부터 P144-B로서 구입가능한 담배 종이 웨브와 같은 담배 종이를 미합중국 특허 제4,807,809호(프라이어 일행)의 실시예 2에 기재된 방식으로 느슨하게 주름잡아 원통형 구획으로 만들 수 있다.

이와같은 주름잡힌 담배 종이의 원통형 구획을, (i) 에어로솔 형성 물질에 대한 기재로서 작용하도록 궐련의 캡슐 또는 용기에 집어넣고/넣거나 (ii) 궐련의 입에 무는 부분안에 집어넣을 수 있다. 필요하다면 담배 종이로 끽연 용구의 입에 무는 부분의 안을 댈 수 있다.

본 발명에 유용한 또다른 형태의 담배는 미분 담배 재료이다. 그러한 형태의 담배에는 담배 분진 및 미분 담배 엽편이 포함된다. 전형적으로 미분 담배 재료는 궐련의 캡슐 또는 용기안에 위치한 기재에 의해 보유된다. 하지만 미분 담배 재료는 연료 요소에 혼입될 수도 있다.

본 발명에 유용한 또다른 형태의 담배는 담배 추출물이다. 담배 추출물은 당업자들에게 공지된 어떠한 방법에 의해서도 얻어질 수 있다.

담배 추출물은 전형적으로 물, 이산화탄소, 헥사플루오르화황, 에탄을 또는 헥산 등의 탄화수소, 시중에서 구입가능한 프레온과 같은 할로카본, 또는 기타 유기 및 무기 용매와 같은 용매를 사용하여 담배 재료를 추출시킴으로써 제공된다. 담배 추출물은 분무 건조된 담배 추출물, 동결 건조된 담배 추출물, 담배 방향 오일 및 담배 엣센스클 포함할 수 있다. 적합한 담배 추출물을 제공하기 위한 방법은 본 발명에 참고로 한 미합중국 특허 제4,506,682호(뮤엘러), 유럽 특허 공보 제326,370호 및 제338,831호; 그리고 미합중국 특허출원 일련 번호 제346,042호(출원일: 1989. 5.2)에 기재되어 있다.

전형적으로, 담배 절단 충전재, 담배 종이 및 필터 재료가 궐련내 어디엔가 위치할 수 있을지라도, 최소한 한가지의 담배 추출물이 본 발명에 따른 궐련의 기재에 의해 보유된다. 더 나아가, 담배 추출물은 연료 요소안에 혼입될 수 있다.

끽연 용구의 전체 길이 또는 그의 일부분을 궐련 마는 종이로 포장할 수 있다. 열전도 부재의 둘레를 두르는 바람직한 종이는 끽연 용구 사용중 공공연히 타오르지 않아야 하며 조절가능한 연기 성질을 가져야하고 회색 재를 만들어야 한다. 궐련 종이의 예는 미합중국 특허 제4,779,631호 (듀로쳐 일행) 및 유럽 특허 공보 제304,766호에 기재되어 있다. 적합한 종이 포장재는 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P1981-152, P1981-124 및 P1224-63으로 입수가능하다. 끝마무리 종이로 끽연 용구의 입에 무는 부분 맨끝을 둘러쌀 수 있다. 끝마무리 종이로서 적합한 것에는 입술에 달라붙지 않는 물질로 처리된 비공질의 끝마무리 종이 및 당업자들이 입수가능한 그 밖의 종이가 포함된다.

본 발명에 따른 바람직한 궐련의 연료 요소를 위해 특히 바람직한 포장재는 1990. 8. 28일자 바네스 일행의 동시 출원(서류 번호: 39,160, 명칭 : 개선된 포장재를 갖는 끽연 용구)에 기재되어 있다. 상기 출원에 기재된 포장재는 연료 요소 주위의 단열 재료의 최소한 일부분을 둘러싸며, 종이에 함유된 상당량의 셀룰로스성 성분이 끽연중 타버리는 것을 방지하게 충분한 양만큼의 연소 지연제로 처리된 높은 기공도의 종이를 포함한다. 이러한 포장재는 사용중 궐련 전단부의 일체성을 유지시켜준다.

상기 출원의 기술내용을 본 발명에 참고로 하였다.

본 발명의 이해를 돕고자 하기의 비제한적 실시예를 따라서 본 발명을 상세히 예증하려고 한다. 여기에 나와있는 모든 퍼센트는 다른 언급이 없는 한 중량기준이다. 모든 온도는 셀시우스도로 표시된다.

[실시예1]

제1도에 도시된 바와 같은 궐련을 다음과 같이 제조한다:

[연료원 제조]

직경 12미크론의 평균균 입경을 갖는 경질 펄프 탄소 약 72부, 벌레이, 연도처리 및 오리엔탈 담배를 포함하는 혼합 담배 분진 약 20부(분진은 약 200(Tyler 메쉬) 및 헤르쿨레스 7HF SCMC 결합제 8부로부터 길이가 9mm이고 직경이 4.5mm이며 겉보기(부피) 밀도가 약 1.02g/cc인 일반적으로 원통형인 연료 요소를 제조한다.

질소 충전하에, 종이의 산화를 최소화시키기에 충분한 단계적 방식으로 최종 탄소화 온도(750℃ 이상)까지 온도를 증가시키면서 Grand Prairie Canadian Kraft 등급의 경질 종이를 함유하는 비활석을 탄소화시킴으로써 경질 펄프 탄소를 제조한다. 생성된 탄소 재료를 질소하에 35℃ 미만까지 냉각시킨 후 직경 약 12미크론의 평균 입경을 갖는 미세한 분말로 분쇄한다.

미세하게 분말화된 경질 목재 탄소를 담배 분진, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스 결합제 및 충분한 물과 혼합하여 끈적이는 반죽 같은 페이스트 형태를 갖는 혼합물을 제조한다.

램 압출기를 이용하여 페이스트로부터 연료 요소를 압출함으로써 슬롯 또는 홈 형태인 동일한 간격의 가장자리 통로(이들은 각각 깊이가 약 0.032인치이고 폭이 약 0.016인치임)를 5개 갖도록 한다. 연료 요소를 통해 종방향으로 뻗어있는 통로의 형태는 제1B도에 도시되어 있다. 생성된 압출물을 공기에 건조시켜 탄성 압출물을 제공하고 이 압출물을 9mm 길이로 절단함으로써 연료 요소를 제공한다.

[기재 제조]

기재는 직경 15미크론의 평균 입경을 갖는 분말화된 형태의 D2-2600 소결 알파 알루미나(W. R. 그레이스 컴파니 제품) 45부, 직경 15미크론의 입경을 갖는 탄소 분말 15부, 약 200 Tyler 메쉬의 혼합 담배 분진 10부, 약 200 Tyler 메쉬의 포장된 혼합 담배 분진 10부, 글리세린 19부 및 향미제 1부로 이루어진 밀집된 미립 재료이다. 상기 조성의 페이스트를 급속 회전판에서 압출하여 기재 재료의 작고 거의 구형인 볼을 형성함으로써 기재를 제조한다. 이 방법은 일반적으로 설명되어 있으며, 장치는 미합중국 특허 제 4,893,639호(화이트)에 나타나 있다.

[카트리지 조립체]

금속 드로오잉 방법을 이용하여 알루미늄으로부터 중공 금속 용기를 제조한다. 용기는 길이가 약 30mm, 외경이 약 4.6mm, 내경이 약 4.4mm이다. 용기의 한쪽 단부는 개방되어 있고, 다른쪽 단부는 2개의 슬롯형 개구(이것들은 크기가 약 0.65mm x 3.45mm이고 약 1.14mm 떨어져 있음)를 제외하고는 밀봉되어 있다. 기재 약 340mg을 용기에 담는다. 이어, 연료 요소를 용기의 개방 단부에 깊이 약 2mm까지 삽입한다. 이렇게 하여, 연료 요소는 용기의 개방 단부에서 7mm 뻗어있다.

[단열 외피]

길이가 15mm이고 직경이 4.5mm인 플라스틱 관을 길이 약 15mm의 단열 외피 재료로 포장한다. 이러한 궐련의 실시형태에 있어, 단열 외피는 외피 성형기계에 의해 압축되기 이전의 두께가 각기 약 1mm 이고 성형후의 두께가 각기 약 0.6mm인 오웬즈-코닝 C-유리 매트 두 층으로 구성된다. C-유리의 두개의 층 사이에는 두께가 약 0.13mm인 재구성 담배 종이 쉬이트 하나가 끼워져 있으며, 두께가 약 0.13mm인 제 2의 재구성 담배 종이 쉬이트가 유리의 바깥층을 둘러싼다. 재구성 담배 종이 쉬이트(P2674-157, 제조원: 킴벌리-클라크 코포레이숀)는 혼합 담배 추출물을 함유하는 종이 모양의 쉬이트이다. 성형 이전의 재구성 담배 쉬이트의 폭은 내부 쉬이트의 경우 19mm이고 외부 쉬이트의 경우 26.5mm이다. 외피로 싸인 플라스틱관의 최종 직경은 약 7.5mm이다.

[담배 두루말이]

벌레이, 연도 처리 및 오리엔탈 담배 절단 충전재의 부피 팽창된 혼합물로 이루어진 담배 두루말이를 P1487-125로 명명한 종이(킴벌리-클라크 코포레이숀)에 포장함으로써 직경이 약 7.5mm이고 길이가 약 22mm인 담배 두루말이를 형성한다. 바람직한 부피 팽창 담배 공정에 대한 미합중국 특허출원 일련번호 07/505,339호 (1990. 4. 5)를 참고할 수 있다.

[전단부 조립체]

담배-함유 재료/섬유상 단열재료 외피의 길이 및 담배 두루말이의 길이를 둘러싸는 P2674-190 종이 포장재(킴벌리-클라크 코포레이숀)로 단열 외피 구획과 담배 막대를 함께 연결시킨다. 담배 두루말이의 입에 무는 단부에 구멍을 뚫어 직경이 약 4.6mm인 종방향 통로를 만든다. 드릴의 끝은 플라스틱 관이 단열 외피에 들어가서 맞물리도록 성형되어 있다. 드릴 및 맞물려진 플라스틱 관이 두루말이의 입에 무는 단부로부터 방출됨과 동시에, 카트리지 조립체를 연결된 단열 외피와 담배 두루말이 전단부로부터 삽입한다. 연료 요소의 점화 단부가 단열 외피의 전단부에 들어갈 때까지 카트리지 조립체를 삽입한다. 생성된 전단부 조립체의 총 길이는 약 37mm이다.

[입에 무는 부분]

입에 무는 부분은 느슨하게 주름진 담배 종이의 기다란 원통형 구획(길이: 20mm) 및 부직 용융-취입 폴리프로필렌의 주름진 웨브의 원통형 구획(길이: 20mm)을 포함한다. 이들 각각은 바깥쪽에 종이 포장재를 포함한다. 미합중국 특허 제4,807,809호(프라이어 일행)에 기재되어 있는 장치를 사용하여 제조한 막대를 다시 분할함으로써 각 구획을 제공한다.

제1 구획은 직경이 약 7.5mm이고, 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P1440-GNA로서 구입할 수 있는 담배 종이의 느슨하게 주름진 웨브로부터 제조된다. 이 구획은 킴벌리 클라크 코포레이숀으로부터 P1487-184-2로서 구입할 수 있는 종이 플러그 랩에 의해 둘러싸여진다.

제2 구획은 직경이 약 7.5mm이고 킴벌리-클라크 코포레이숀으로 부터 PP100으로서 구입할 수 있는 부직 폴리프로필렌의 주름잡힌 웨브로 부터 제조된다. 이 구획은 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P1487-184-2로서 구입할 수 있는 종이 플러그 랩에 의해 둘러싸여진다.

2개의 구획은 단부끼리 접촉하는 관계로 축방향으로 배열되고 심프슨 페이퍼 컴파니(Vicksburg, Michigan)로부터 L-1377-l96F로서 구입할 수 있는 포장지로 각 구획의 길이를 둘러쌈으로써 합쳐진다. 입에 무는 부분의 길이는 약 40mm이다

[궐련의 최종 조립체]

전단부 조립체를 단부끼리 접촉하는 관계로 입에 무는 부분과 축방향으로 배열하여 전단부 조립체의 용기 단부가 입에 무는 부분의 주름잡힌 담배 종이 구획에 인접하도록 한다. 입에 무는 부분의 길이 및 입에 무는 부분에 인접한 전단부 조립체의 길이 5mm를 끝마무리 종이로 둘러쌈으로써 전단부 조립체를 입에 무는 부분에 연결시킨다.

[사용]

사용시, 흡연자가 연료 요소를 궐련 라이터로 점화하면 연료 요소가 연소한다. 흡연자는 궐련의 입에 무는 부분을 입에 물고 궐련을 들이마신다. 담배 향미를 갖는 눈에 보이는 에어로솔이 흡연자의 입으로 흡입된다.

[실시예 2]

제1도에 도시되어 있는 형태의 궐련을 하기 방식으로 제조한다:

[연료원 제조]

연료원을 실시예 1에서처럼 제조한다.

[기재 제조]

기재를 실시예 1에서처럼 제조한다.

[카트리지 조립체]

카트리지 조립체를 실시예 1에서처럼 제조한다.

[단열 외피]

조립된 연료요소/캡슐 조립체 조합물을 연료 요소의 단부에서 길이 15mm의 단열 외피 재료로 포장한다. 단열 외피는 오웬즈-코닝 C-유리매트로 된 제1층과 재구성 담배 종이로 된 제2층, 이렇게 두 층으로 시작된다. C-유리 매트를 담배 종이 위에 올려놓고 카트리지 조립체를 그 위에 놓는다. 외피는 젤리 롤과 유사한 나선형 방식으로 카트리지 조립체 주위에 두 쉬이트를 나선형으로 감음으로써 형성된다. 외피로 싸인 연료 요소의 최종 직경은 약 7.5mm이다.

[담배 두루말이]

벌레이, 연도 처리 및 오리엔탈 담배 절단 충전재의 부피 팽창 혼합물로 구성된 담배 두루말이를 P1487-125라 명명된 종이(킴벌리-클라크 코포레이숀)에 포장함으로써 직경이 약 7.5mm이고 길이가 약 22mm인 담배 막대를 형성시킨다. 담배 막대의 한쪽 단부 속에 탐침을 삽입하여서, 직경이 약 4.5mm인 세로방향의 통로가 담배 막대를 통해 형성되도록 한다.

[전단부 조립체]

단열된 카트리지 조립체의 용기 부분을, 단열 외피가 담배 막대의 한쪽 단부에 접촉될 때까지 담배 두루말이 안의 통로속에 삽입한다.

포장된 단열 외피 구획과 담배 막대를 P2674-190이라 명명된 종이 포장재(킴벌리-클라크 코포레이숀)에 의해 함께 연결시킨다. 이때 상기 포장재는 담배-함유 재료/섬유상 단열재료 외피 구획의 길이뿐 아니라 담배 막대의 길이를 둘러싼다. 생성된 전단부 조립체의 길이는 약 37mm이다.

[입에 무는 부분]

입에 무는 부분은 느슨하게 주름진 담배 종이의 기다란 원통형 구획(길이 : 20mm) 및 부직 용융-취입 폴리프로필렌의 주름진 웨브의 기다란 원통형 구획(길이: 20mm)을 포함한다. 이들 각각은 바깥에 종이 포장재를 포함한다. 미합중국 특허 제4,807,809호(프라이어 일행)에 기재되어 있는 장치를 사용하여 제조한 막대를 다시 분할함으로써 각 구획을 제공한다.

제1구획은 직경이 약 7.5mm이고, 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P1440-GNA로서 구입할 수 있는 담배종이의 주름잡힌 웨브로부터 제조되며, 이것은 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P1487-184-2로서 구입할 수 있는 종이 플러그 랩에 의해 둘러싸여 있다.

제2구획은 직경이 약 7.5mm이고 킴벌리-클라크 코포레이숀으로 부터 PP100으로서 구입할 수 있는 부직 폴리프로필렌의 주름잡힌 웨브로 부터 제조되며, 이것은 킴벌리-클라크 코포레이숀으로부터 P1487-184-2 로서 구입할 수 있는 종이 플러그 램에 의해 둘러싸여진다.

2개의 구획은 단부끼리 접촉하는 관계로 축방향으로 배열되며, 심프슨 페이퍼 컴파니(Vicksburg, Michigan)로부터 L-1377-l96F로서 구입할 수 있는 포장지로 각 구획의 길이를 둘러쌈으로써 합쳐져 있다. 입에 무는 부분의 길이는 약 40mm이다.

[궐련의 최종조립체]

전단부 조립체를 단부끼리 접촉하는 관계로 입에 무는 부분과 축방향으로 배열하여 전단부 조립체의 용기 단부가 입에 무는 부분의 주름 잡힌 담배 종이 구획에 인접하도록 한다. 입에 무는 부분의 길이 및 입에 무는 부분에 인접한 전단부 조립체의 5mm의 길이를 끝마무리 종이로 둘러쌈으로써 전단부 조립체를 입에 무는 부분에 연결시킨다.

[사용]

사용시, 흡연자가 연료 요소를 궐련 라이터로 점화하면 연료 요소가 연소한다. 흡연자는 궐련의 입에 무는 부분을 입에 물고 궐련을 들이 마신다. 담배 향미를 갖는 눈에 보이는 에어로솔이 흡연자의 입으로 흡입 된다.

본 발명을 그의 바람직한 실시형태를 포함하여 상세히 기술하였으나, 당업자라면 본 발명의 기술내용을 고려하여 하기 청구범위에 기술된 바와 같은 본 발명의 범주내에서 수정 및/또는 개선이 가능하다는 것을 잘 알 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 연소성 연료요소(12) 및 연료 요소(12)의 바깥 가장자리의 최소한 일부분을 둘러싸는 단열 포장재(100, 102, 104, 106)를 포함하며, 상기 단열 포장재는 비연소성 섬유상 재료 및 담배-함유 재료를 포함하며 두 개 이상의 별도의 층(100, 102, 104, 106)으로 제조되며, 상기 단열 포장재는 (a) 비연소성 섬유상 단열재료를 포함하는 최내층(100), 및 (b) 담배 또는 담배 향미 재료를 포함하는 하나 이상의 추가의 층(102, 106)을 포함하는 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
2. 제1항에 있어서, 상기 단열 포장재(100, 102, 104, 106)가 비연소성 섬유상 단열 재료를 포함하는 둘 이상의 층(100, 104)을 포함하는 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
3. 제2항에 있어서, 비연소성의 섬유상 단열 재료(100, 104)를 포함하는 층이 담배를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
4. 제2항에 있어서, 단열 포장재(100, 102, 104, 106)가 담배-함유 재료로된 제2의 층(106)을 포함하는 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서, 담배-함유 층(102, 106) 중 적어도 하나가 쉬이트 형태인 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
6. 제5항에 있어서, 담배-함유 쉬이트 재료(102)가 섬유상 단열 재료를 포함하는 2개 층(100, 104) 사이에 끼어 있음을 특징으로 하는 끽연 용구.
7. 제6항에 있어서, 담배-함유 재료의 층(102, 106)이 둘다 쉬이트 형태인 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
8. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항 또는 제6항에 있어서, 섬유상의 단열 재료가 유리 섬유 재료인 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 단열 포장재(100, 102, 104, 106)가 연료요소(12)로 부터 바깥을 향해 방사 방향으로 비연소성 섬유상 단열재료(100, 104) 및 담배 재료(102, 106)층을 교대로 연속해서 포함하는 것을 특징으로 하는 끽연 용구.
10. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항 또는 제7항에 있어서, 연소성 연료 요소(12)가 탄소질인 것을 특징으로 하는 끽연 용구.