KR101072668B1 - 배출제어되는 향미제를 포함하는 전기적으로 가열되는 담배 - Google Patents

배출제어되는 향미제를 포함하는 전기적으로 가열되는 담배 Download PDF

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Abstract

전기 흡연 시스템에서 사용되는 전기적으로 가열되는 담배는 하나 이상의 가스 상태의 성분을 직접 마시는 담배 연기로부터 제거하는데 효과적인 향미제-배출 첨가제와, 흡수제를 포함한다. 향미제-배출 첨가제는 적어도 하나의 향미제를 포함한다. 향미제는 향미제-배출 첨가제가 흡연시 적어도 최소 온도에 도달할 때 담배에서 배출된다. 향미제-배출 첨가제는, 예컨대 비즈, 필름 및, 봉입 복합체를 포함하는 다양한 형태를 갖는다. 전기적으로 가열되는 담배를 포함하는 전기 흡연 시스템, 담배를 제조하는 방법 및, 담배를 피우는 방법이 또한 제공된다.

Description

배출제어되는 향미제를 포함하는 전기적으로 가열되는 담배{ELECTRICALLY HEATED CIGARETTE INCLUDING CONTROLLED-RELEASE FLAVORING}
본 발명은 배출제어되는 향미제를 포함하는 전기적으로 가열되는 담배에 관한 것이다.
종래의 담배는 싸여진 담배봉의 끝에 불을 붙이고, 불이 붙은 담배의 말단을 통해 담배의 반대편 끝에서 공기를 빨아들이는 식으로 피웠다. 종래의 담배는 연소의 결과로 연기를 발생하는데, 이 때 담배는 보통 빨아들일 때 800℃를 넘는 온도에서 연소된다. 연소열은 담배로부터 다양한 가스 연소 생성물과 추출물을 방출한다. 이러한 가스 생성물이 담배를 통해 나오면서, 에어로졸을 형성하기 위해 냉각되고 응축되는데, 이것이 담배와 관련된 향미와 향기를 제공한다.
종래의 담배는 각 한번의 흡입 사이에 연기가 발생되는 동안 담배의 끝에서 나는 연기를 생성한다. 한번 불붙여지면, 담배는 보통 완전히 소모되거나 버려진다. 종래 담배를 다시 불붙이는 것은 가능하지만, 이것은 향미, 맛, 그리고 향기와 같은 이유때문에 바람직하지 않다.
종래의 담배에 대한 대안은 전기 흡연 시스템에서 사용되는 전기적으로 가열되는 담배이다. 종래의 담배와 비교하면, 전기 흡연 시스템은 담배의 끝에서 발생 하는 연기를 대폭 감소시키고, 또한 흡연자가 원하는 대로 흡연을 잠시 쉬었다가 다시 시작할 수 있게 한다. 예시적인 전기 흡연 시스템은 미국특허 제6,026,820호, 제5,988,176호, 제5,915,387호, 제5,692,526호, 제5,692,525호, 제5,666,976호, 제5,499,636호, 및 제5,388,594호에 개시되어 있다. 전기 흡연 시스템은 전기적으로 작동되는 라이터와 전기적으로 가열되는 담배를 포함하는데, 이것은 라이터와 함께 사용하도록 구성된다. 전기 흡연 시스템은, 즉시 반응성(빨자마자 즉시 연기를 내보내는 것), 원하는 레벨(FTC 타르 레벨과 관련), 빠는 것에 대한 저항성(RTD), 흡입과 흡입 및 담배와 담배 사이의 일관성을 제공함으로써, 흡연자가 종래 담배에 대해 경험했던 것과 유사한 방식으로 연기를 내보낼 수 있는 것이 바람직하다.
집적 마시는 연기와 담배의 끝에서 나는 연기에 향미와 향기를 더하기 위해, 종래의 담배에는 휘발성 향미제가 가해졌다. 예컨대, 미국특허 제3,006,347호, 제3,236,244호, 제3,344,796호, 제3,426,011호, 제3,972,335호, 제4,715,390호, 제5,137,034호, 제5,144,964호, 제6,325,859호와, 국제 공개공보 WO 01/80671을 참조하면 된다. 첨가된 향미제는 담배를 피울 경우 발산되는 것이 바람직하다. 그러나, 휘발성 향미제는 담배에서 다른 성분으로 이동하는 경향이 있고, 전체 담배를 통과하는 것도 가능하다. 휘발성 향미제는 저장이나 유통 중 일반적인 조건에서, 담배를 피우기 전에 담배로부터 사라질 수 있다. 담배에서 휘발성 향미제의 이동정도는, 향미제의 증기압, 담배의 다른 성분에의 향미의 용해성 및, 온도와 습도 조건을 포함한 다른 요소에 의존한다. 더욱이, 종래의 담배에서 첨가된 향미제의 대부분은 담배의 끝에서 나는 연기에 의해 사라질 수 있다.
종래의 담배에 첨가된 향미제는, 주변 환경 뿐만 아니라 담배의 다른 성분과 접촉 및/또는 반응함으로써 화학적 및/또는 물리적으로 저하될 수 있다. 예컨대, 종래의 담배에는 직접 마시는 연기로부터 가스 성분을 제거하기 위해 활성 탄소가 첨가되었다. 그러나, 활성 탄소와 함께 담배에 첨가된 향미제는, 활성 탄소에 의해 흡수되어, 활성 탄소의 흡수공을 막고, 결국 활성 탄소를 불활성화시키고, 따라서 담배 연기를 여과시키는 능력을 감소시킨다.
상기와 같은 이유 때문에, 종래 담배에 첨가된 향미제는 흡연자에게 완전히 만족스럽게 전달되지 못했다. 결국, 종래 담배에 첨가된 향미제는 흡연자에게 원하는 맛을 제공하지 못했고, 담배의 주관적인 질에 대한 향미의 정도가 원하는 것보다 작았다. 향미의 저하 때문에, 향미제가 첨가된 담배의 일관성은 만족스럽지 못했다. 게다가, 담배의 흡수제에 의한 향미제의 흡수가 흡수제를 불활성화키므로, 담배 연기로부터 가스 상태의 성분을 제거하는 능력을 감소시켰다.
향미제와 흡수제를 포함하는 종래의 담배에서 나타난 상기 설명된 문제를 해결하기 위해, 흡수제와 배출제어된 향미제를 포함하는 전기적으로 가열되는 담배가 제공된다. 바람직한 실시예에서, 전기적으로 가열되는 담배는 흡연 전, 예컨대 주변 환경에서, 담배에서 향미제의 배출과 이동을 최소화시키는 형태로 담배에 첨가되는 흡수제와 향미제를 포함하므로, 향미제에 의해 흡수제의 비활성화를 최소화한다. 더욱이, 향미제는 흡연 중 담배에서 제어된 방식으로 배출된다. 결국, 흡수제가 가스 상태의 성분을 직접 마시는 연기로부터 제거하는 능력을 유지하면서, 향미제는 담배의 주관적 특성을 향상시킨다.
전기적으로 가열되는 담배의 바람직한 실시예는, 적어도 하나의 흡수제와, 하나 이상의 향미제를 포함하는 향미제-배출 첨가제를 포함한다.
향미제는 담배에서 향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도로 가열될 때 배출가능한데, 이것은 담배를 피울 대 발생한다.
향미제-배출 첨가제는 전기적으로 가열된 담배에 다양한 형태로 첨가될 수 있다. 일실시예에서, 향미제-배출 첨가제는 비즈를 포함한다. 다른 실시예에서, 향미제-배출 첨가제는 필름이다. 또 다른 실시예에서, 향미제-배출 첨가제는 선택된 주 분자를 포함하는 봉입 복합체이고, 향미제는 봉입 복합체에서 객 분자이다.
다른 실시예에서, 다른 향미제 배출 온도를 갖는 2개 이상의 다른 향미제-배출 첨가제가 전기적으로 가열되는 담배에서 서로 다른 온도에 도달하는 다른 위치에 배치된다. 향미제-배출 첨가제는 전기적으로 가열되는 담배에서 향미제-배출 첨가제를 위한 향미제 배출 온도에 도달하는 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 향미제-배출 첨가제는 흡연시 향미제의 효과적이고, 제어된 배출을 제공할 수 있다.
전기적으로 가열되는 담배는 다양한 흡수제를 포함할 수 있다. 향미제-배출 첨가제가 향미제 배출 온도에 도달할 때 까지 향미제의 배출 및/또는 이동을 최소화하는 향미제-배출 첨가제에 향미제를 제공함으로써, 향미제는 흡수제에 의해 흡수되어 비활성화되는 것이 실질적으로 방지되고, 따라서 선택된 가스 상태의 성분을 직접 마시는 담배 연기로부터 제거하는 흡수제의 능력에 부정적인 영향을 끼치지 않는다. 더욱이, 향미제는 담배에서 온도에 따라 배출되므로, 흡연자에게 담배의 흡입 사이클 동안 제어된 방식으로 효과적으로 전달될 수 있다.
전기 흡연 시스템의 바람직한 실시예는, 라이터와, 적어도 하나의 흡수제와 향미제-배출 첨가제를 포함하는 적어도 하나의 전기적으로 가열되는 담배를 포함한다.
전기적으로 가열되는 담배를 제조하는 방법의 바람직한 실시예는, 흡수제와 향미제-배출 첨가제를 전기적으로 가열되는 담배에 넣는 단계를 포함한다.
도 1은 전기 흡연 시스템에서 사용되기 위한 전기적으로 가열되는 담배가 부분적으로 분해된 상태의 바람직한 실시예를 나타낸 도면,
도 2는 담배의 한쪽 말단이 전기 흡연 시스템의 전기적으로 작동된 라이터의 스톱 피스와 접촉하는 경우의 도 1에 도시된 전기적으로 가열되는 담배가 조립된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 전기 흡연 시스템에서 사용되기 위한 전기적으로 가열되는 담배가 부분적으로 분해된 상태의 다른 바람직한 실시예를 나타낸 도면,
도 4는 전기적으로 가열되는 담배가 전기적으로 작동된 라이터로 삽입된 경우의 전기 흡연 시스템의 바람직한 실시예를 나타낸 도면,
도 5는 담배가 라이터로부터 빼내어진 경우의 도 4에 도시된 전기 흡연 시스템을 나타낸 도면,
도 6은 전기 흡연 시스템의 히터 장착물을 나타낸 도면이다.
전기적으로 가열되는 담배는 하나 이상의 흡수제와, 담배 연기의 향미, 맛 및/또는 향기에 영향을 미치기 위한 적어도 하나의 향미제를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 향미제는 향미 배출 첨가제의 담배에 넣어지고, 향미 배출 첨가제는 바람직하게는 담배에 있는 향미제의 흡연 전 배출 및/또는 이동을 최소화한다. 바람직하게는, 향미제는 담배를 피우는 동안 제어된 방식으로 향미제-배출 첨가제로부터 배출된다. 향미제-배출 첨가제는, 선택된 가스 상태 성분을 직접 마시는 연기로부터 제거하는 흡수제의 효과에 대한 반대의 영향을 피하면서, 향미제가 담배의 주관적인 특성을 높일 수 있도록 한다.
전기적으로 가열되는 담배의 바람직한 실시예에서, 향미제는 향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도(향미제 배출 온도)까지 가열되면 담배에서 배출되는데, 이것은 흡연자가 담배를 통해 직접 연기를 마실 때 발생한다.
흡연자가 담배를 필 경우, 전기적으로 가열되는 담배의 다른 부분은 다른 온도에 도달한다. 바람직한 실시예에 의하면, 다른 향미제-배출 첨가제는 전기적으로 가열되는 담배에서, 각각 적어도 향미제가 그 위치에 배치된 향미제-배출 첨가제로부터 배출되는 최소 온도에 도달하는 2 이상의 위치에 선택적으로 배치된다. 하나 이상의 향미제-배출 첨가제를 담배에 선택적으로 위치시킴으로써, 담배를 피울 경우 담배는 효과적이고, 제어된 향미제의 배출을 제공할 수 있게 된다.
향미제-배출 첨가제는 다양한 구성과 조성을 가질 수 있고, 하나 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 전기적으로 가열되는 담배의 하나 이상의 성분에 결합될 수 있다. 향미제-배출 첨가제는 각각 다른 관련된 향미제 배출 온도를 갖도록 설계 될 수 있다. 따라서, 향미제-배출 첨가제는 전기적으로 가열되는 담배에서, 향미제가 특정 향미제-배출 첨가제로부터 효과적으로 배출되는데 가장 적합한 위치에 넣어질 수 있다.
전기적으로 가열되는 담배는, 선택된 가스 상태의 성분을 직접 마시는 연기로부터 제거할 수 있는 하나 이상의 흡수제를 포함할 수 있다. 담배에서 향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도에 도달할 때 까지 향미제의 배출 및/또는 이동을 최소화하는 향미제-배출 첨가제에 향미제를 제공함으로써, 향미제는 바람직하게는 흡수제가 불활성화되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 흡수제가 선택된 가스 상태의 성분을 담배의 직접 마시는 연기로부터 제거하는 능력이 유지된다. 바람직하게는, 향미제-배출 첨가제는 향미제가 흡연자에게 제어된 방식으로 효과적으로 전달되게 한다.
여기에 사용된 바와 같이, "흡수(sorption)"란 흡착 및/또는 흡수에 의한 침투를 의미한다. 흡수는 흡수제의 외부면에 대한 상호작용과 흡수제의 흡수공 및 흡수관 내의 상호작용을 모두 포함하기 위한 것이다. 즉, "흡수제"는 다른 물질의 분자를 표면에 압축하거나 고정하는 능력, 및/또는 다른 물질의 내부 구조나 흡수공으로의 침투를 통해 다른 물질을 포획하는 능력을 갖는 물질이다. 여기에서 사용된 "흡수제"라는 용어는 흡착제, 흡수제, 또는 흡착제와 흡수제 양자로서 기능하는 물질을 가리킨다.
여기에 사용된 "제거"라는 용어는 직접 마시는 담배연기 구성성분의 적어도 일부분의 흡착 및/또는 흡수를 가리킨다.
"직접 마시는 연기(mainstream smoke)"는 담배를 길이방향으로 통과하여 필터 말단을 통해 나오는 가스의 혼합물, 즉 담배를 필 때 담배의 입 닿는 쪽 말단으로부터 나오는 연기의 양을 포함한다. 직접 마시는 연기는 담배의 가열된 영역과 종이 포장부분을 통해 들어오는 공기를 포함한다.
여기에서 "분자 체(molecular sieve)"라는 용어는 무기물 및/또는 유기물로 이루어진 다공성 구조를 가리킨다. 분자 체는 자연물 및 합성물을 포함한다. 분자 체는 소정 부피의 분자를 흡수할 수 있으나, 더 큰 부피의 분자는 흡수할 수 없다.
도 1과 도 2는 전기적으로 가열되는 담배(23)의 바람직한 실시예를 나타낸다. 그러나, 전기적으로 가열되는 담배는 전기로 동작하는 라이터로 흡연하기에 적합한 다른 구성을 가질 수도 있다. 전기적으로 가열되는 담배(23)는 담배봉(60)과, 티핑지(64;tipping paper)에 의해 결합된 필터 티핑(62;filter tipping)으로 이루어진다. 담배봉(60)은 한쪽에는 자유순환 필터(74;free-flow filter)와 다른쪽에는 담배플러그(80) 주위에 관 모양으로 싸여진 담배웹(web) 또는 "매트(66;mat)" 를 포함하는 것이 바람직하다.
외피(71)는 담배가 담긴 매트(66)를 둘러 싸고, 세로의 솔기를 따라 고정된다. 외피(71)는 매트(66)가 자유순환 필터(74)와 담배플러그(80)를 싸는 상태로 유지한다.
매트(66)는 베이스웹(68;base web)과 담배물질층(70)로 이루어지는 것이 바람직하다. 담배물질(70)은 베이스웹(68)의 내부면 또는 외부면을 따라 배치될 수 있다. 담배봉(60)의 말단에서, 매트(66)와 외피(71)는 자유순환 필터(74)를 둘러싼 다. 바람직하게는, 담배 플러그(80)는 컷 필러(cut filler) 담배의 상대적으로 짧은 담배 기둥(82)으로 이루어지고, 이것은 주위의 내피(84)에 의해 유지된다.
자유순환 필터(74)와 담배 플러그(80) 사이에는 빈 공간(90)이 있다. 빈 공간(90)은 담배봉(60)의 채워지지 않은 부분이고, 자유순환 필터(74)를 통해 티핑(62)과 유동적으로 연결된다.
티핑(62)은 담배봉(60)에 인접하여 배치된 자유순환 필터(92) 및 담배봉(60)으로부터 티핑의 원심 말단에서의 마우스피스(mouthpiece) 필터 플러그(94)를 포함한다. 바람직하게는, 자유순환 필터(92)는 관모양이고, 매우 낮은 압력 하강과 함께 공기를 내보낸다. 마우스피스 필터 플러그(94)는 티핑(62)의 자유 말단을 폐쇄한다.
담배(23)는 담배(23)의 자유 말단(15)에 인접한 적어도 한 줄의 관통구멍(12)을 선택적으로 포함한다. 관통구멍은 슬릿(17)과 같이 형성될 수 있는데, 이것은 외피(71), 매트(66) 및, 내피(84)를 통해 연장되는 것이 바람직하다.
전달을 더욱 향상시키기 위해, 슬릿(17)을 포함하는 적어도 하나의 부가적인 관통구멍(14)열이 담배 플러그(80)에 따른 위치에 선택적으로 형성될 수 있다. 관통구멍(12,14)은 단일 열 또는 이중 열의 슬릿(17)으로 이루어질 수 있다. 슬릿의 수와 크기는 담배(23)의 측벽을 따라 흡입에 대한 저항(RTD)과 전달을 제어하도록 선택될 수 있다.
매트(66)에 제공된 선택적인 구멍(16)은 외피(71)에 의해 덮여진다. 관통구멍(12,14)은 담배(23)의 원하는 전달 레벨을 어림잡을 수 있도록 사용되고, 구멍 (16)은 RTD에 대해 더 작은 영향을 미치며 전달을 조절하기 위해 사용된다.
담배(23)는 길이방향을 따라 실질적으로 일정한 직경을 갖는 것이 바람직하다. 담배(23)의 직경은, 전기 담배 시스템(21)이 흡연자에게 담배를 필 때 익숙한 "구강 감각"을 제공할 수 있도록, 전통적인 담배와 같이 7.5mm에서 8.5mm 사이인 것이 바람직하다.
담배기둥(82)은, 종래의 담배 향미제를 포함하여, 밝은 벌리(Burley), 선택적으로 재구성된 담배 및 다른 성분와 함께 동양의 담배로 이루어진 혼합물 등과 같은 일반적인 담배 혼합물의 컷 필러로 이루어진다.
자유순환 필터(92)와 마우스피스 필터 플러그(94)는 플러그랩(101;plug wrap)에 의해 연결된 플러그로서 함께 결합되는 것이 바람직하다. 플러그랩(101)은 다공성이고, 경량 플러그랩인 것이 바람직하다. 연결된 플러그는 티핑지(64)에 의해 담배봉(60)에 붙여진다.
상기 설명된 바와 같이, 전기적으로 가열되는 담배(23)는 담배 연기의 가스 상태 성분을 제거하는 하나 이상의 흡수제를 포함할 수 있다. 흡수제는 담배 연기가 통과할 수 있는 하나 이상의 다공성 물질로 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 흡수제는 활성 탄소이다. 예컨대, 흡수제는 필터의 빈 공간에 위치한 활성 탄소 알갱이, 또는 섬유질 물질 또는 종이에 놓여진 활성 탄소 입자로 이루어질 수 있다. 활성 탄소는 입자, 섬유, 비즈(beads) 등을 포함하는 다양한 형태일 수 있다. 활성 탄소는 선택된 구멍 크기 및 전체 구멍 부피에서 다양한 다공성을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 흡수제는 하나 이상의 적당한 분자 체 흡수물질이다. 전기적으로 가열되는 담배(23)에서 사용되는 분자 체 흡수제는 하나 이상의 제올라이트, 메조포러스 실리케이트, 인화알루미늄, 메조포러스 알루미노실리케이트 및, 선택적으로 무기 또는 유기 이온 및/또는 금속을 더 포함하는 혼합 산화젤 등과 같은 다른 관련된 다공성 물질을 포함하고, 여기에 한정되지 않는다. 예컨대, 공개된 국제특허 공개공보 WO 01/80973호를 참조하면 된다.
바람직한 실시예에서, 흡수제는 하나 이상의 제올라이트이다. 제올라이트는 균일하고 분자 크기의 관 및/또는 공동과 같은 구멍을 갖는 크리스탈린 알루미노실리케이트를 포함한다. 다양한 크기와 모양의 구멍을 갖는 많은 알려진 유일한 제올라이트 구조가 존재하는데, 흡수와 분리 과정에 대해 이러한 물질의 특성에 많은 영향을 끼친다. 분자는 제올라이트에 의해 분자의 구멍에서의 가능한 방향과 관련된 크기와 모양 효과에 따라, 및/또는 흡수 강도의 차이에 따라 분리될 수 있다. 필터되는 것이 요망되는 하나 이상의 선택된 가스 상태의 가스성분 보다 큰 구멍을 갖는 하나 이상의 제올라이트가 전기적으로 가열되는 담배(23)에서 사용될 수 있고, 따라서 분자 체 물질의 구멍을 통과하도록 충분히 작은 선택된 분자만이 공동으로 들어갈 수 있고 제올라이트상에 흡수될 수 있다.
제올라이트는 하나 이상의 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트 K-G, 제올라이트 ZK-5, 제올라이트 BETA, 제올라이트 ZK-4 및, 제올라이트 ZSM-5일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제올라이트 ZSM-5 및/또는 제올라이트 BETA가 사용된다. 제올라이트 ZSM-5는 MFI 구조 분류과에 있 고, 크리스탈 화학 데이터 [Nan(AlnSi96-nO192)~16H2O, with n<27, orthorhombic, Pnma]에 의해 나타내어지고, 제올라이트 BETA는 BEA 구조 분류과에 있고, 크리스탈 화학 데이터 [Na7(Al7Si57O128) tetragonal, P4122]에 의해 나타내어진다. 이러한 두개의 제올라이트는 약 800℃ 까지의 온도에서 열적으로 안정적이고, 전기적으로 가열되는 담배(23)의 담배 필터 및/또는 담배봉에 결합될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 의하면, 전기적으로 가열되는 담배(23)에 넣어진 흡수제는 혼합 조성을 갖는다. 그러한 실시예에서, 흡수제는, 예컨대 상기에서 설명한 활성 탄소 및 하나 이상의 분자 체 물질로 이루어진다. 예컨대, 흡수제 섬유는 적어도 하나의 흡수제가 주입될 수 있다.
마이크로포러스, 메조포러스 및/또는 매크로포러스 분자 체는, 직접 마시는 연기에서 제거되어야 하는 선택된 성분에 따라, 전기적으로 가열되는 담배(23)에서 사용될 수 있다.
흡수제는 전기적으로 가열되는 담배(23)의 하나 이상의 위치에 삽입될 수 있다. 예컨대, 흡수제는 관상 자유순환 필터의 통로(74), 자유순환 필터(92) 및/또는 빈 공간(90)에 위치할 수 있다. 흡수제는 담배 플러그(80)에 추가적으로 또는 선택적으로 삽입될 수 있다.
도 3은 필터(150)를 구비한 전기적으로 가열되는 담배(23)의 다른 바람직한 실시예를 나타낸다. 필터(150)는 지향성(oriented) 섬유(152) 및 섬유를 둘러싸는 종이와 같은 슬리브(154) 형태의 흡수제를 포함한다. 흡수제는, 예컨대 하나 이상 의 활성 탄소, 실리카겔, 제올라이트 및, 섬유 형태의 다른 분자 체가 될 수 있다. 흡수체는 표면변형 물질, 예컨대 아미노 프로필 시릴(APS) 실리카겔과 같은 표면변형 실리카겔일 수 있다. 흡수제 혼합물은 목표로 하는 필터링된 연기 성분을 달성하기 위해 다양한 침투 특성을 제공할 수 있다.
또한, 섬유(152)는, 공개된 국제 공개공보 WO 01/80973호에 개시된 것과 같은, TRIAD™ 마이크로-공동 섬유와 같은 마이크로 공동 섬유에 주입된 탄소, 실리카, 제올라이트 등과 같은 하나 이상의 흡수제 물질로 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에 의하면, 섬유는 하나 이상의 흡수제 물질의 입자가 주입된 마이크로공동 섬유와 같은 모양이거나, 또는 연속적인 활성 탄소 섬유이다. 섬유는 약 10 마이크론에서 약 100 마이크론 까지의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 섬유는 예컨대 약 10 마이크론에서 약 200 마이크론 까지의 길이를 갖는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 실시예에 의하면, 섬유는 비연속적인 섬유의 다발인데, 이것은 전기적으로 가열되는 담배를 통해 직접 마시는 연기 흐름의 방향에 평행한 것이 바람직하다.
섬유(152)를 포함하는 필터(150)는, 예컨대 필터 제조 프로세스 동안 미리 형성되거나 인시추(in-situ) 형성된 슬리브(154;sleeve)를 통해, 바람직하게는 조절된 전체 및 각 필라멘트 데니어(denier)를 갖는 주름이 없는 흡수제 섬유 물질의 다발을 잡아 당겨서 형성할 수 있다. 형성된 필터는 원하는 길이로 잘라 만들 수 있다. 예컨대, 필터는 약 5mm에서 약 30mm 까지의 길이를 가질 수 있다.
섬유(152)를 포함하는 필터(150)는 하나 이상의 원하는 위치에서 전기적으로 가열되는 담배에 삽입될 수 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 바람직한 실시예에서, 필터(150)는 전체 자유순환 필터(92)로 대체될 수 있다. 다른 바람직한 실시예에 있어서, 자유순환 필터(150)는 자유순환 필터(92)의 일부로 대체될 수 있다. 필터(150)는 자유순환 필터(74)와 마우스피스 필터 플러그(94) 사이에 위치한 자유순환 필터(74)와 접촉(접함)할 수 있거나, 또는 마우스피스 필터 플러그(94)와 접촉(접함)할 수 있다. 필터(150)는 침투 프로세스 동안 연기의 바이패스를 최소화하기 위해 자유순환 필터(92)의 외부 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하다.
섬유질 흡수제는 섬유 사이에 평행 통로가 생성될 수 있도록 적당한 패킹 밀도와 섬유 길이와 함께 높은 로프트(loft)를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 구조는 연기로부터 미립자의 최소 양만을 제거하면서, 포름알데히드 및/또는 아크롤레인과 같은 선택된 가스 상태의 성분의 상당한 양을 효과적으로 제거할 수 있고, 따라서 가스에서 전체 미립자 물질(TPM)에 영향을 미치지 않으면서, 선택된 가스 상태의 성분의 대폭적인 제거를 달성할 수 있다. 그러한 침투 성능을 달성하기 위해서는 충분히 낮은 패킹 밀도와 충분히 짧은 섬유 길이가 바람직하다.
전기적으로 가열되는 담배(23)의 바람직한 실시예에서 사용되는 흡수제의 양은 담배 연기에서 선택된 가스 상태의 성분의 양과, 담배 연기로부터 제거되어야 하는 성분의 양에 의존한다.
상기 설명한 바와 같이, 전기적으로 가열되는 담배(23)는 적어도 하나의 향미제-배출 첨가제를 포함한다. 향미제는, 예컨대 멘솔, 페퍼민트와 스피어민트와 같은 민트, 초콜렛, 감초, 시트러스와 다른 과일향, 감마 옥타락톤, 바닐린, 에틸 바닐린, 호흡 프레쉬너(breath freshener)향, 시나몬과 같은 향신료, 메틸 살리실레이트, 리나룰, 베르가모트 오일, 제라늄 오일, 레몬 오일, 생강 오일 및 담배향을 포함하나 이에 한정되지 않는 하나 이상의 향미제일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 향미제는 멘솔 및 선택적으로 적어도 하나의 민트 향미제이다.
상기 설명한 바와 같이, 향미제-배출 첨가제는 전기적으로 가열되는 담배에서 다른 구조와 구성을 가질 수 있다. 일실시예에서, 향미제-배출 첨가제는 비즈의 형태이다. 비즈는 향미제를 싸는 것이 바람직하고, 흡입 사이클 동안 담배에서 향미제의 조절된 배출을 제공하는 것이 바람직하다.
비즈는 적어도 하나의 싸는 물질 및 적어도 하나의 향미제를 포함하는 것이 바람직하다. 싸는 물질은 바인더(binder)를 포함하는 것이 바람직하고, 이것은 예컨대 하나 이상의 팜 오일, 콘작(konjac) 검, 자일리톨, 제인(zein), 하이드록시프로필셀룰로오스, 솔비톨, 말티톨 및, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스가 될 수 있다. 싸는 물질은 비즈 형성 특성을 향상시키거나 이것의 안정성을 높이는 것으로 알려진 다른 물질도 선택적으로 비즈에 추가될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 비즈는 향미제가 균일하게 분산된 실질적으로 균질의 조성을 갖는다. 그러한 구조에 의해, 향미제는 흡연시 좀더 균일한 방식으로 비즈로부터 배출될 수 있다.
비즈의 조성에 따라, 비즈가 향미제를 배출하는 최소 온도가 조절될 수 있다. 하나 이상의 상기 언급한 바인더를 포함하는 비즈는 적어도 약 40℃, 즉 약 40℃에서 약 150℃ 까지의 향미제가 배출되는 최소 온도를 갖는 것이 바람직하다. 비 즈는 향미제가 공기중(예컨대, 주위의 공기, 패키지의 내부)에서 바람직하지 않은 물질 및, 담배의 바람직하지 않은 물질에 노출되는 것을 방지하고, 담배를 피울 때 향미제-배출 첨가제가 충분히 높은 온도로 가열될 때 까지 향미제의 배출 및/또는 이동을 최소화하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 향미제가 담배에서 이동하는 것, 담배의 다른 물질이나 주변환경과 반응하는 것 및, 담배에 존재하는 흡수제를 불활성화하는 것이 실질적으로 방지된다.
비즈는 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형, 다른 다각형 모양, 원통형, 섬유질형 등을 포함하는 다양한 규칙적 및 비규칙적인 모양과 같은 임의의 원하는 모양을 가질 수 있다. 비즈는 다양한 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 비즈는 최대 입자 크기가 약 25 마이크론보다 작은, 더욱 바람직하게는 약 1 마이크론보다 작은 마이크로 비즈이다. 비즈의 크기를 감소시키면, 비즈의 증가된 표면적을 제공함으로써 향미제의 더욱 균질 및 제어된 배출을 제공할 수 있다.
비즈는 원하는 구조, 조성 및, 크기를 갖는 비즈를 생성하는 임의의 적절한 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 예컨대, 비즈는 사출, 스프레이 드라잉, 코팅, 또는 다른 적절한 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 비즈는 바인더, 향미제 및, 비즈를 형성하며 분리되고 건조되는 선택적 첨가제를 포함하는 솔루션, 디스퍼전 또는, 에멀전을 형성함으로써 만들어질 수 있다. 향미제와 같은 활성 성분을 포함하는 비즈를 만드는 프로세스는 미국 특허등록번호 제6,325,859호에 개시되어 있다.
전기적으로 가열되는 담배(23)는 담배에 원하는 양의 향미를 제공하는 양의 비즈를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 전기적으로 가열되는 담배는, 담배내 담배잎 전체 무게에 기초하여, 약 20% 까지, 더욱 바람직하게는 약 10%에서 약 15% 까지의 비즈를 포함한다. 예컨대, 100mg의 담배잎을 포함하는 담배는 약 20mg 까지의 비즈를 포함하는 것이 바람직하다. 비즈는 약 20% 까지의 향미제를 포함한다. 담배는, 예컨대 약 1mg에서 약 15mg 까지의 향미제를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 비즈는 담배를 필 때 향미제가 비즈로부터 담배로 배출되는 적어도 최소 온도에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배(23)에서 적어도 하나의 위치에 배치된다. 예컨대, 비즈는 담배봉(60), 담배 플러그(80)와 자유순환 필터(74) 사이의 빈 공간(90), 하나 이상의 자유순환 필터(74)의 표면, 매트(66), 및/또는 담배 플러그(80)를 둘러싸는 내피(84)에 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, 2개 이상의 다른 최소 향미제-배출 온도를 갖는 다른 비즈 조성이 흡연시 그러한 위치에서 다른 온도에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배에서 둘 이상의 위치에 넣어질 수 있다. 예컨대, 제1향미제 배출 온도를 갖는 비즈는 제1향미제-배출 온도에 도달하는 담배에서 제1위치에 배치될 수 있고, 제1향미제-배출 온도보다 높은 제2향미제-배출 온도를 갖는 비즈는 제2향미제-배출 온도에 도달하는 담배의 제2위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 2개의 향미제 배출 온도는 약 100℃ 까지 변한다. 예컨대, 이러한 2개의 온도는 약 10℃, 20℃, 30℃, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100 ℃까지 변한다.
다른 바람직한 실시예에서, 향미제-배출 첨가제는 필름을 포함한다. 필름은 향미제를 둘러싸고, 흡연시 향미제의 제어된 온도 배출을 가능하게 한다. 바람직한 실시예에서, 필름은 무게로 20%까지, 더욱 바람직하게는 약 10%에서 약 15%까지의 향미제를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 필름은 멘솔과 선택적으로 다른 민트를 둘러싼다.
필름 타입 향미제-배출 첨가제는 적어도 하나의 싸는 물질과 적어도 하나의 향미제를 포함하는 것이 바람직하다. 싸는 물질은 바인더를 포함하는 것이 바람직한데, 이것은 하나 이상의 카라지난, 젤라틴, 아가, 젤라틴 검, 검 아라빅, 구아 검, 산텀 검, 및 펙틴이다. 싸여진 물질의 필름-형성 특성을 향상시키거나 그것의 안정성을 높이는 것으로 알려진 다른 물질이 선택적으로 필름에 첨가될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 필름은 향미제가 균일하게 분산되는 실질적으로 균질의 조성을 갖는다. 그러한 구조에 의해, 담배를 필 때 향미제는 더 바람직한 방식으로 필름으로부터 배출된다. 필름을 싸는 물질은 향미제의 배출에 대해 장벽을 제공한다.
필름의 조성에 따라, 필름이 향미제를 배출하는 최소 온도는 조절/선택될 수 있다. 하나 이상의 상기 언급한 바인더를 포함하는 필름은 향미제가 배출되는 최소 온도인 적어도 약 50℃, 즉 약 120℃ 까지의 온도를 갖는다. 필름은 향미제가 담배와 주변환경에서 바람직하지 않은 물질에 노출되지 않도록 보호하고, 담배를 필 경우 필름이 향미제 배출 온도로 가열될 때 까지 향미제가 배출되는 것을 실질적으로 방지한다.
필름은 전기적으로 가열되는 담배의 하나 이상의 구성요소에 필름으로 건조되는 액체 코팅으로서 적용된다. 건조된 필름의 크기는 한정되지 않는다. 바람직하게는, 건조된 필름은 약 50 마이크론에서 약 150 마이크론까지, 더욱 바람직하게는 약 75 마이크론의 최대 두께를 갖는다.
필름은 원하는 구조, 조성, 크기를 갖는 필름을 생성하는 임의의 적절한 프로세스로 제조될 수 있다. 예컨대, 필름은 스프레이 코팅과 같은 코팅 프로세스, 디핑 프로세스, 정전기 디포지션(deposition), 프린팅 휠 응용, 그라비어 프린팅, 잉크젯 응용 등에 의해 응용될 수 있다. 바람직한 실시예에 의하면, 에멀전, 바인더를 포함하는 서스펜션 또는 슬러리, 향미제 및, 선택적 첨가제가 전기적으로 가열되는 담배의 하나 이상의 선택된 성분의 하나 이상의 선택된 표면에 대해 코팅으로서 준비되고 적용된다. 코팅은 물 및/또는 다른 흡수제를 제거하고, 원하는 크기를 갖는 고체 필름을 형성하기 위해 건조되는 것이 바람직하다. 필름을 준비하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 프로세스가 미국 특허등록 제3,006,347호와 제4,715,390호에 기재되어 있다.
전기적으로 가열되는 담배(23)는 담배를 필 때 원하는 향미제의 양을 배출하는 필름의 양을 구비하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 전기적으로 가열되는 담배는 필름이 적용되는 담배내 담배잎 전체 무게에 기초하여, 약 20% 까지, 더욱 바람직하게는 약 10%에서 약 15% 까지의 필름을 포함한다. 예컨대, 만일 필름이 매트에 적용되면, 매트에 포함된 담배잎의 무게는 필름 양을 위한 무게 기초인 것이 바람직하다. 필름이 매트와 담배 플러그에 적용되면, 매트와 담배 플러그에 포함된 담배잎의 전체 무게는 담배에 적용된 필름 양을 위한 무게 기초인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 매트에 포함된 담배의 무게는 매트에 적용된 필름의 양을 위한 무게 기초이고, 담배 플러그에 포함된 담배잎의 무게는 담배 플러그에 적용된 필름의 양을 위한 무게 기초인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 담배는 약 1mg에서 약 15mg 까지의 향미제를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 필름은 적어도 향미제 배출 온도에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배(23)에서 적어도 하나의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 필름이 담배 플러그(80)상, 담배 플러그(80)를 둘러싸는 내피(84)상, 매트(66)상, 및/또는 매트를 둘러싸는 외피(71)상에 배치되는 것이 바람직하다. 필름이 내피(84) 및/또는 외피(71)상에 배치된 경우, 내피(84) 및/또는 외피(71)의 무게는 필름의 양을 위한 무게 기초이다. 다른 실시예에서, 필름은 담배 플러그(80), 및/또는 향미제 배출 온도에 도달하는 다른 선택된 위치에 미리 형성되고, 조각으로 만들어지고, 삽입될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 2개 이상의 다른 최소 향미제-배출 온도를 갖는 다양하게 향미가 곁들여진 필름은 전기적으로 가열되는 담배에서 다양한 위치에 삽입될 수 있고, 담배를 피는 동안, 다양한 위치에서의 온도는 다양한 필름의 최소 배출 온도를 넘는다.
다른 실시예에서, 향미제-배출 첨가제는 봉입 복합체(inclusion complex)이다. 봉입 복합체는 "주(host) 분자"를 포함하고, 향미제는 봉입 복합체에서 "객(guest) 분자"이다. 봉입 복합체는 흡연시 담배의 조절된 배출을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 향미제는 친유성 유기물 향미제이고, 이것은 주 분자의 소수성 공동 내에 집중되는 것이 바람직하다. 적당한 향미제는, 멘솔, 페퍼민트와 스피어민트와 같은 민트, 초콜렛, 감초, 시트러스와 다른 과일향, 감마 옥타락톤, 바닐린, 에틸 바닐린, 호흡 프레쉬너(breath freshener)향, 시나몬과 같은 향신료, 메틸 살리실레이트, 리나룰, 베르가모트 오일, 제라늄 오일, 레몬 오일, 생강 오일 및 담배향을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 바람직한 실시예에서, 향미제는 바닐린 및 감마 옥타락톤을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 봉입 복합체는 무게로 약 20% 까지, 더욱 바람직하게는 약 10%에서 약 15% 까지의 향미제를 포함한다.
봉입 복합체의 주 분자는 사이클로덱스트린인 것이 바람직하다. 예컨대 미국 특허 제3,426,011호 및 제5,144,964호에 기재된 것 처럼, 사이클로덱스트린은 글루코피라노즈 서브유닛을 포함하는 올리고사카라이드이다. 봉입 복합체는 향미제 물질이 선택된 사이클로덱스트린과 솔루션에서 혼합될 때 형성된다. 향미제는 사이클로덱스트린 링 구조 내에 존재한다. 사이클로덱스트린과 향미제는 보통 같이 침전되고, 필터되고, 건조된다.
알파-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린 및, 감마-사이클로덱스트린은 6, 7, 8개의 글루코피라노즈 서브유닛을 각각 포함한다. 바람직한 실시예에서, 봉입 복합체는 베타-사이클로덱스트린을 포함하는데, 이것은 매우 다양한 객 분자를 수용할 수 있고 쉽게 사용가능하다. 베타-사이클로덱스트린은 7.5Å 직경의 소수성 공동과 친수성 상부 및 하부 에지를 포함하며 3차원 토러스(torus) 구성을 가지고 연결된 서브유닛의 링 구조를 갖는다.
사이클로덱스트린을 포함하는 봉입 복합체가 향미제를 배출하는 최소 온도는 바람직하게는 약 60℃에서 약 125℃ 까지와 같은, 적어도 약 60℃이다. 향미제를 봉입 복합체에 삽입함으로써, 향미제는 담배와 주변환경에서 원치 않는 물질에 대 한 노출로부터 보호될 수 있고, 담배를 피울 때 향미제-배출 첨가제가 충분히 높은 온도로 가열될 때 까지 향미제의 배출 및/또는 이동을 최소화하는 것이 바람직하다.
봉입 복합체는 분말 형태인 것이 바람직하다. 분말은 약 200 마이크론보다 작은 최대 크기를 갖는 것이 바람직하다.
봉입 복합체는 베타-사이클로덱스트린의 수성 솔루션과 향미제를 형성함으로써 만들어질 수 있다. 봉입 복합체는 분말 형태의 솔루션으로부터 복구될 수 있다. 그러나, 솔루션은 임의의 적절한 프로세스에 의해 전기적으로 가열되는 담배의 하나 이상의 구성성분의 하나 이상의 선택된 위치에 직접적으로 적용된다. 봉입 복합체 분말은 솔루션이나 서스펜션을 형성하기 위해서도 사용될 수 있다. 봉입 복합체는 슬러리 코팅과 같은 코팅 프로세스, 스프레잉, 디핑 프로세스, 정전기 디포지션(deposition), 프린팅 휠 응용, 그라비어 프린팅, 잉크젯 응용 등에 의해 응용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 사이클로덱스트린과 향미제를 포함하는 솔루션, 서스펜션 또는 슬러리가 준비되고 전기적으로 가열되는 담배의 선택된 성분의 선택 면에 대한 코팅으로서 적용된다. 전기적으로 가열되는 담배에서 봉입 복합체를 적용하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 프로세스는 미국특허 제5,144,964호에 개시되어 있다.
전기적으로 가열되는 담배(23)는 담배에서 원하는 양의 향미제를 제공하는 봉입 복합체의 양을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 전기적으로 가열되는 담배는 외피나 매트의 무게에 기초하여, 약 15% 까지, 더욱 바람직하게는 약 8%보다 작은 봉입 복합체를 포함한다. 예컨대, 만일 봉입 복합체가 매트에 적용되면, 매트의 무게는 매트에 적용된 봉입 복합체 양을 위한 무게 기초인 것이 바람직하다. 봉입 복합체가 매트와 외피에 적용되면, 매트와 외피의 전체 무게는 매트와 외피에 적용된 봉입 복합체 양을 위한 무게 기초인 것이 바람직하다. 매트 및/또는 외피에 적용된 봉입 복합체의 무게 퍼센트는 동일하거나 다를 수 있다. 바람직한 실시예에서, 담배는 약 1mg에서 약 15mg 까지의 향미제를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 봉입 복합체는 향미제가 흡연시 담배의 봉입 복합체로부터 배출되는 적어도 최소 온도에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배에서 적어도 하나의 위치에 배치된다. 예컨대, 봉입 복합체는 내피(84), 매트(66), 및/또는 외피(71)에 배치된다.
다른 바람직한 실시예에서, 전기적으로 가열되는 담배는, 예컨대 비즈와 필름 및/또는 봉입 복합체의 2개 이상의 다른 타입의 향미제-배출 첨가제를 포함하고, 각 향미제-배출 첨가제는 다른 향미제 배출 온도를 갖는다. 다른 향미제-배출 첨가제는, 흡연시 더욱 조절된 향미제 배출을 제공하기 위해, 흡연시 다른 온도에 도달하는 동일한 전기적으로 가열되는 담배에서 2개 이상의 위치에 삽입될 수 있다.
도 4와 도 5는 전기적으로 가열되는 담배의 바람직한 실시예가 사용될 수 있는 전기 흡연 시스템의 바람직한 실시예를 나타낸다. 그러나, 전기적으로 가열되는 담배의 바람직한 실시예는, 다른 전기로 작동하는 라이터 구성을 갖는 것과 같은 다른 구성을 갖는 전기 흡연 시스템에 사용될 수 있다. 전기 흡연 시스템(21)은 전기적으로 가열되는 담배(23)와 재사용 가능한 라이터(25)를 구비한다. 담배(23)는 담배 리시버(27;receiver)로 삽입되고 제거되도록 구성되고, 이것은 라이터(25)의 앞 말단 부분(29)에 개방되어 있다. 일단 담배(23)가 삽입되면, 흡연 시스템(21)은 불을 붙이거나 담배의 연기를 내는 것은 아니지만, 종래 담배와 동일한 방식으로 사용된다. 담배(23)는 흡연 후 버려진다.
바람직하게는, 각 담배(23)는 담배당 적어도 전체 8번의 흡입(흡입 사이클)을 제공한다. 그러나, 담배(23)는 더 많은 또는 더 적은 흡입을 제공하도록 만들어질 수 있다.
라이터(25)는 각각 앞 및 뒤의 하우징 부분(33,35)을 갖는 하우징(31)을 구비한다. 하나 이상의 배터리와 같은 전원(35a)은 뒤 하우징 부분(35) 내에 배치되고, 히터 장착물(39)에 에너지를 공급한다. 히터 장착물(39)은 복수의 전기적으로 저항성인 히팅 요소(37;도 6)를 포함한다. 히팅 요소(37)는 담배를 미끄러지게 수용하기 위해 앞 하우징 부분(33)내에 배열된다. 히터 장착물(39)에 배치된 중지부(183)는 담배 리시버(27;도 2)의 말단을 정의한다.
앞 하우징 부분(33)에서의 제어회로(41)는 각 흡입 사이클 동안 분말 소스(35a)와 하나 이상의 히팅 요소(37) 사이의 전기통신을 선택적으로 확립한다.
하우징(31)의 뒤 하우징 부분(35)은 분말 소스(35a)의 교체를 촉진하기 위해 개방되고 폐쇄되도록 만들어진다. 바람직하게는, 앞 하우징 부분(33)은 기계적 결합에 의해 뒤 하우징 부분(35)에 제거가능하게 부착된다.
도 5를 참조하면, 바람직한 실시예에 있어서, 제어회로(41)는 흡입-가동 센서(45)에 의해 활성화되는데, 이것은 흡연자에 의해 담배를 빨아들임으로써 발생하는 압력의 변화나 공기 흐름의 속도의 변화에 모두 민감하다. 흡입-가동 센서(45)는 라이터(25)의 앞 하우징 부분(33)에 위치하고, 히터 장착물(39)의 측벽 부분(182)을 통해 연장된 포트(45a)를 매개로 히터 장착물(39) 내의 공간과 통신한다. 일단 센서(45)에 의해 동작되면, 제어회로(41)는 전류를 히팅 요소(37) 중 적당한 하나로 보낸다.
바람직한 실시예에서, 표시기(51)는 담배(23)에 남아있는 흡입 수나, 또는 다른 선택된 정보를 시각적으로 나타내기 위해 라이터(25)의 외부에 따른 위치에 제공된다. 표시기(51)는 액정 디스플레이를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 표시기(51)는 담배 탐지기(57)가 히터 장착물(39)에서 담배의 존재를 탐지할 때 선택된 이미지를 나타낸다. 탐지기(57)는 전기적으로 가열되는 담배의 존재를 감지하는 임의의 배열로 이루어질 수 있다. 예컨대, 탐지기는 히터 장착물(39)의 담배 리시버(27)에 인접한 유도성 코일(1102)과 제어회로(41) 내의 오실레이터 회로와 코일(1102)을 연결하는 전기 리드(1102)로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 담배(23)는 금속 요소(미도시)를 포함할 수 있는데, 이것은 적절한 담배(23)가 리시버(27)내에 삽입될 때, 탐지기(57)가 회로(41)에 대해 담배가 존재한다는 것을 나타내는 신호를 생성하도록, 코일 권선(1102)의 인덕턴스에 영향을 미칠 수 있다. 제어회로(41)는 표시기(51)에게 신호를 제공한다. 담배(23)가 라이터(25)로부터 제거되면, 담배 탐지기)는 담배(23)의 존재를 더 이상 탐지하지 않고, 표시기(51)는 꺼진다.
히터 장착물(39)은, 히팅 요소(37)가 각 새로이 삽입된 담배(23)에 대해 거의 동일한 위치에서 담배(23)와 나란히 위치하도록, 삽입된 담배(23)를 히팅 요소(37)에 대해 고정된 관계로 지지한다. 바람직한 실시예에서, 히터 장착물(39)은 8개의 상호 평행한 히터 요소(37)를 포함하는데, 이들은 담배 리시버(27)의 대칭축 주위에 동심원적으로 배치된다. 각 히팅 요소(37)가 완전히 삽입된 담배(23)와 접촉하는 위치는 히터 접촉범위 또는 차존(42;char zone)이라고 언급된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 히팅 요소(37)는 팁(54)에 접한 적어도 첫번째 및 둘번째의 꾸불꾸불한, 연장된 부재(53a,53b)를 포함하는 것이 바람직하다. 히터 부분(53a,53b,54)은 히터 블레이드(120;blade)를 형성한다. 팁(54)은 담배 리시버(27)의 개구(55)에 접해 있다. 각 히팅 요소(37)의 반대편 말단(56a,56b)은 제어기(41)에 의해 선택적으로 확립된 전원(35a)의 반대편 극에 전기적으로 접속된다. 각 히팅 요소(37)를 통하는 전기적 경로는 터미널 핀(104), 핀(104)과 꾸불꾸불한 부재(53a) 중 하나의 자유말단 부분(56a) 사이의 접속(121)을 통해, 다른 꾸불꾸불한 부재(53b)에 대한 적어도 팁(54)의 한 부분과 말단 부분(56b)을 통해 각각 만들어진다. 바람직하게는, 접속링(110)은 각 말단 부분(56b)에 대해 공통의 전기적 접속을 제공한다. 바람직한 실시예에 있어서, 링(110)은 링(110)과 핀(105) 사이의 접속(123)을 통해 전원(35a)의 양의 전극에 접속된다.
바람직하게는, 히팅 요소(37)는 담배(23) 주위의 공간에서 여덟번 담배(23)에 열을 가하기 위해 제어회로(41)의 제어 하에서 전원(35a)에 의해 개별적으로 통전된다. 히팅은 담배(23)로부터 여덟번의 흡입을 가능하게 하는데, 이것은 종래 담 배에서 보통 가능한 것이다. 하나 이상의 또는 전체의 흡입에 대해 동시에 하나 이상의 히팅 요소를 활성화하는 것이 바람직하다.
히터 장착물(39)은 공기가 라이터로 들어오는 공기흡입 포트(1200)를 구비한다. 흡입 센서(45)가 흡입의 시작을 인식하기 위해 동작되도록, 라이터로 들어오는 공기에 대해 압력의 저하가 야기된다. 야기된 압력 저하의 범위는 압력 센서(45)에 의해 탐지가능한 압력 저하의 범위 내에 있도록 선택된다.
담배 플러그(80)의 길이와 담배봉(60)에 따른 이것의 상대적인 위치는 전기 흡연 시스템(21)의 히팅 요소(37)의 구성과 위치에 기초하여 선택되는 것이 바람직하다. 담배(23)가 전기 흡연 시스템의 라이터 내의 중지부(182)에 대해 적절히 위치된 경우, 각 히팅 요소의 일부분은 담배봉(60)과 접촉한다. 이러한 접촉 영역은 히터 접촉범위(95)라고 불리는데, 이것은 담배봉(60)에서 히팅 요소(37)가 담배지, 매트 또는 담배잎의 연소 없이 담배를 피울 수 있을 만큼 높은 온도에 도달하도록 예상되는 그러한 영역이다. 히터 접촉범위(95)는 라이터(25)에 완전히 삽입되는 모든 담배(23)에 대해 담배봉(60)의 자유말단(78)으로부터 동일한 소정 거리(96)에서 담배봉(60)을 따라 위치할 수 있다.
바람직하게는, 담배(23)의 담배 플러그(80)의 길이, 히터 접촉범위(95)의 길이, 및 히터 접촉범위(95)와 중지부(182) 사이의 거리는, 히터 접촉범위(95)가 담배 플러그(80)를 넘어 연장되고 거리(98) 만큼 빈 공간(91) 부분과 겹치도록 선택된다. 거리(98)는 "히터-공간 중첩(98)"이라고 불린다. 히터 접촉범위(95)의 나머지가 담배 플러그(80)와 겹치는 거리는 "히터-필러 중첩(99)"이라고 불린다.
공간(91)의 길이, 담배 플러그(80), 관통구멍(263)의 분포는, 맛, 흡입, 전달에서의 조절을 포함하는 담배(23)의 흡연 특성을 조절하기 위해 조절될 수 있다. 구멍(263)의 패턴, 공간(90)의 길이 및, 히터-필러 중첩(99)(과 히터-공간 중첩(98))의 양은 응답의 즉시성을 조절하고 전달의 일정성을 촉진하기 위해 조작될 수 있다.
본 발명은 발명의 핵심을 벗어나지 않고 다른 특별한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 다양한 바람직한 실시예에 따라 발명이 도시되고 설명되었지만, 발명의 범위를 벗어나지 않고 변화가 가능하다.
바람직한 실시예에 따른 전기적으로 가열되는 담배는 장점을 갖는다. 하나 이상의 첨가된 향미제, 특히 휘발성 향미제를 싸는 것에 의해, 향미제는 피울 때 까지 담배에 유지될 수 있다. 더욱이, 향미제는 흡연시 제어된 방식으로 배출되므로, 흡연자에게 담배의 향상된 주관적 특성을 제공한다. 향미제가 담배가 피워질 때 까지 향미제-배출 첨가제에 유지될 수 있기 때문에, 담배의 흡수제의 비활성화가 최소화된다. 결국, 흡수제는 선택된 가스 상태의 성분을 직접 마시는 연기로부터 제거하는 능력을 유지한다.

Claims (37)

  1. 전기 흡연 시스템을 위한 전기적으로 가열되는 담배에 있어서,
    적어도 하나의 흡수제 및;
    향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도로 가열될 때 전기적으로 가열되는 담배에서 배출가능한 적어도 하나의 향미제를 포함하는 향미제-배출 첨가제를 구비한 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  2. 제1항에 있어서, 흡수제는 활성 탄소인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  3. 제1항에 있어서, 흡수제는 제올라이트인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  4. 제1항에 있어서, 향미제는 1) 멘솔, 또는 2) 바닐린 및 감마 옥타락톤인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  5. 제1항에 있어서, 향미제는 멘솔, 민트, 초콜렛, 감초, 과일향, 감마 옥타락톤, 바닐린, 에틸 바닐린, 호흡 프레쉬너향, 향신료, 메틸 살리실레이트, 리나룰, 베르가모트 오일, 제라늄 오일, 레몬 오일, 생강 오일 및 담배향으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 향미제인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  6. 제1항에 있어서, 향미제-배출 첨가제는 비즈의 형태인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  7. 제6항에 있어서, 비즈는 팜 오일, 콘작 검, 하이드록시프로필셀룰로스, 자일리톨, 제인, 솔비톨, 말티톨 및, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  8. 제6항에 있어서, 비즈는 25 마이크론 보다 작은 최대 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  9. 제8항에 있어서, 비즈는 1 마이크론 보다 작은 최대 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  10. 제6항에 있어서, 전기적으로 가열되는 담배에서 담배잎의 전체 무게에 기초하여, 비즈 무게를 20% 까지 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  11. 제6항에 있어서, 비즈는 무게로 20% 까지 향미제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  12. 제6항에 있어서, 최소 온도는 40 ℃이고, 비즈가, 담배를 필 때 적어도 40 ℃에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배의 적어도 하나의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  13. 제6항에 있어서, 비즈가 담배봉, 담배 플러그와 자유순환 필터 사이의 빈 공간, 자유순환 필터상, 담배를 포함하는 매트상, 또는 담배 플러그를 둘러싸는 내피상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  14. 제1항에 있어서, 향미제-배출 첨가제는 필름인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  15. 제14항에 있어서, 필름이 카라지난(carraghenan), 젤라틴, 아가(agar), 젤란 검(gellan gum), 검 아라빅, 구아 검, 산텀 검(xanthum) 및, 펙틴으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  16. 제14항에 있어서, 필름이 150 마이크론 보다 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  17. 제14항에 있어서, 전기적으로 가열되는 담배에서 담배잎의 전체 무게에 기초하여, 필름 무게를 20% 까지 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  18. 제14항에 있어서, 필름이 무게로 20% 까지 향미제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  19. 제14항에 있어서, 필름이 조각 모양인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  20. 제14항에 있어서, 최소 온도는 50 ℃이고, 필름이, 담배를 필 때 적어도 50 ℃에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배의 적어도 하나의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  21. 제14항에 있어서, 필름이 담배 플러그, 담배 플러그를 둘러싸는 내피상, 담배를 포함하는 매트상, 또는 매트를 둘러싸는 외피상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  22. 제1항에 있어서, 향미제-배출 첨가제는 주 분자를 포함하는 봉입 복합체이고, 향미제는 봉입 복합체의 객 분자인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  23. 제22항에 있어서, 주 분자는 베타-사이클로덱스트린인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  24. 제22항에 있어서, 외피 또는 매트의 무게에 기초하여, 무게가 15% 보다 작은 봉입 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  25. 제22항에 있어서, 봉입 복합체는 20% 까지의 향미제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  26. 제22항에 있어서, 최소 온도는 60 ℃이고, 봉입 복합체가, 담배를 필 때 적어도 60 ℃에 도달하는 전기적으로 가열되는 담배의 적어도 하나의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  27. 제22항에 있어서, 향미제-배출 첨가제가 담배 플러그를 둘러싸는 내피상, 담배를 포함하는 매트상, 또는 매트를 둘러싸는 외피상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  28. 제1항에 있어서, 흡수제는 섬유인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  29. 제28항에 있어서, 섬유는 연속적 또는 비연속적인 섬유인 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  30. 제28항에 있어서, 섬유가 적어도 하나의 흡수제를 함유하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  31. 제1항에 의한 전기적으로 가열되는 담배를 제조하는 방법에 있어서,
    전기적으로 가열되는 담배에, (a) 적어도 하나의 흡수제 및, (b) 향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도로 가열될 때 전기적으로 가열되는 담배에서 배출가능한 적어도 하나의 향미제를 포함하는 향미제-배출 첨가제를 넣는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배를 제조하는 방법.
  32. 라이터 및;
    적어도 하나의 전기적으로 가열되는 담배를 구비하고,
    적어도 하나의 전기적으로 가열되는 담배는,
    적어도 하나의 흡수제와,
    향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도로 가열될 때 전기적으로 가열되는 담배에서 배출가능한 적어도 하나의 향미제를 포함하는 향미제-배출 첨가제를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 흡연 시스템.
  33. 적어도 하나의 흡수제 및;
    비즈, 필름 및, 봉입 복합체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 형태의 적어도 하나의 향미제-배출 첨가제를 구비하고,
    각 향미제-배출 첨가제는, 향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도까지 가열될 때, 전기적으로 가열되는 담배에서 배출가능한 적어도 하나의 향미제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  34. 제33항에 있어서,
    향미제-배출 첨가제는, 비즈, 필름, 또는 봉입 복합체 형태의 적어도 2개의 향미제-배출 첨가제를 포함하고,
    향미제-배출 첨가제는, 전기적으로 가열되는 담배를 피우는 동안 향미제가 배출되는 각각 다른 최소 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배.
  35. 제33항에 의한 전기적으로 가열되는 담배를 제조하는 방법에 있어서,
    전기적으로 가열되는 담배에, (a) 적어도 하나의 흡수제 및, (b) 비즈, 필름, 또는 봉입 복합체 형태의 적어도 하나의 향미제-배출 첨가제를 넣는 단계를 구비하고,
    향미제-배출 첨가제는, 향미제-배출 첨가제가 적어도 최소 온도까지 가열될 때, 전기적으로 가열되는 담배에서 배출가능한 적어도 하나의 향미제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 가열되는 담배를 제조하는 방법.
  36. 삭제
  37. 삭제
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