KR102007599B1 - 독립된 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품 - Google Patents
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Abstract
흡연 물품(2, 32, 34, 36, 38, 42, 56)은: 마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원(4, 40); 가연성 열원(4, 40)의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질(6); 에어로졸 형성 기질 및 적어도 가연성 열원의 후면부를 둘러싸는 외부 포장재(12); 및 사용자가 공기를 흡입하기 위해 흡연 물품(2, 32, 34, 36, 38, 42, 56)을 통해서 흡입될 수 있는 하나 이상의 기류 경로를 포함한다. 가연성 열원(4, 40)은 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품(2, 32, 34, 36, 38, 42, 56)을 통해서 흡입된 공기가 가연성 열원(4, 40)과 직접적으로 접촉하지 않도록 가연성 열원(4, 40)을 하나 이상의 기류 경로로부터 분리시킨다.
Description
본 발명은 가연성 열원 및 가연성 열원의 하류에 에어로졸 형성 기질을 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
담배가 연소되기 보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 기술분야에 제시되어 왔다. 이러한 '가열되는 흡연 물품'의 한가지 목적은 종래 궐련 중 담배의 연소 및 열분해 열화에 의해 생성되는 유형의 공지의 해로운 연기 성분을 감소시키는 것이다. 가열되는 흡연 물품의 한가지 공지의 유형에 있어서, 에어로졸은 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로 열의 전달에 의해 발생된다. 에어로졸 형성 기질은 가연성 열원의 내부, 그 주위 또는 하류에 위치될 수 있다. 흡연 중, 휘발성 화합물은 가연성 열원으로부터 열 전달에 의해 에어로졸 형성 기질로부터 방출되어 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기에 혼입된다. 방출되는 화합물이 냉각됨에 따라, 그것들은 응축되어서 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성한다. 통상적으로, 공기는 가연성 열원을 통해서 제공된 하나 이상의 기류 채널을 통해서 이러한 공지의 가열되는 흡연 물품으로 빨아들여지고, 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로의 열 전달은 대류 및 연소에 의해 일어난다.
예를 들면, WO-A2-2009/022232는 가연성 열원, 가연성 열원의 하류에 에어로졸 형성 기질, 및 가연성 열원의 후면부 주위와 직접 접촉하고 에어로졸 형성 기질의 전면부와 인접한 열 전도성 요소를 포함하는 흡연 물품이 개시되어 있다. 에어로졸 형성 기질의 조절된 양의 대류 가열을 제공하기 위해서, 적어도 하나의 종 방향의 기류 채널은 가연성 열원을 통해서 제공된다. WO-A2-2009/022232의 흡연 물품에 있어서, 에어로졸 형성 기질의 표면은 가연성 열원과 인접해 있고, 사용시 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기는 가연성 열원의 후면 말단과 직접 접촉해서 들어온다.
가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로 주로 대류에 의해 일어나는 공지의 가열되는 흡연 물품에 있어서, 대류 열 전달로 인한 에어로졸 형성 기질의 온도는 사용자의 퍼핑 행동 방식에 따라 상당하게 달라질 수 있다. 결과적으로, 조성물로 인한 사용자가 흡입한 주류 에어로졸의 관능 특성은 불리하게 사용자의 퍼핑 규정에 대해서 매우 민감할 수 있다.
가열되는 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기가 가열되는 흡연 물품의 가연성 열원과 직접 접촉해서 들어오는 공지의 가열되는 흡연 물품에 있어서, 사용자에 의한 퍼핑은 가연성 열원의 연소 활성을 야기한다. 강한 퍼핑 규정은 충분하게 높은 대류 열 전달을 유도해서 불리하게 에어로졸 형성 기질의 열분해 및 잠재적으로 훨씬 국소적인 연소를 유도하여 에어로졸 형성 기질 온도에 스파이크를 야기한다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 '스파이크'는 에어로졸 형성 기질 온도가 단수명으로 증가되는 것을 설명하는데 사용된다.
이러한 공지의 가열되는 흡연 물품에 의해 발생되는 주류 에어로졸의 바람직하지 않은 열분해 및 연소 부생성물의 레벨은 불리하게 사용자가 채택한 특정한 퍼핑 규정에 따라 상당하게 달라질 수 있다.
가연성 열원의 점화 및 연소 특성을 개선시키기 위해서 가열되는 흡연 물품의 가연성 열원에 첨가제를 포함하는 것이 알려져 있다. 그러나, 점화 및 연소 첨가제의 포함은 분해물 및 반응물을 생성시킬 수 있고, 이것은 불리하게 그 사용 중에 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 통해 빨아들인 공기에 유입된다.
다수의 이전 시도들은 그 사용 중에 가연성 열원을 가진 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 통해서 빨아들인 공기로부터 바람직하지 않은 연기 성분을 감소시키거나 제거하는 것으로 이루어져 왔다. 예를 들면, 다수의 이전 시도들은 탄소질 열원의 연소 중에 생성되는 일산화탄소를 이산화탄소로 변환시키기 위해서 탄소질 열원에 촉매를 사용함으로써 가열되는 흡연 물품용 탄소질 열원의 연소 중에 생성되는 일산화탄소의 양을 감소시키는 것으로 이루어져 왔다.
US-A-5,040,551에는 에어로졸 발생 수단을 포함하는 가열되는 흡연 물품용 탄소질 연료 요소의 연소 중에 생성되는 일산화탄소의 양을 감소시키기 위한 방법이 개시되어 있다. 탄소질 연료 요소가 연소하기 시작할 때의 온도에서 실질적으로 비가연성인 얇은 미세다공층의 고체 입자상 물질로 탄소질 연료 요소의 노출된 표면의 일부 또는 모두를 코팅하는 방법을 포함한다. 코팅은 추가적으로 촉매 성분을 포함할 수 있다. US-A-5,040,551에 의해서, 탄소질 연료가 과도하게 연소되는 것을 방지하기 위해서 미세다공층은 충분하게 얇아서 공기를 투과시킬 수 있다. 결과적으로, US-A-5,040,551의 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기를 바람직하지 않은 연기 성분의 증가된 레벨로 이끌어서 탄소질 연료 요소의 표면과 직접 접촉해서 들어온다.
US-A-5,060,667은 가연성 연료 요소, 연료 요소를 둘러싸는 중공 열 전달 튜브, 열 전달 튜브를 둘러싸는 풍미 근원의 재료, 및 흡연 물품을 둘러싸는 다공질 포장재를 포함하는 흡연 물품이 개시되어 있다. 열 전달 튜브는 그것의 상류 말단에서 개방되고 그것의 하류 말단에서 닫히며 흡연 물품의 외부 직경과 실질적으로 같은 외부 직경을 갖는 그것의 상류 말단에 환상 플랜지 및 가연성 말단 요소와 일직선이 되는 중앙으로 배치된 개구부를 갖는다. 열 전달 튜브 및 열 전달 튜브의 상류 말단에 환상 플랜지의 닫힌 하류 말단은 연료 요소로부터의 연기가 흡연자의 구강으로 들어가는 것을 방지한다.
에어로졸 형성을 용이하게 하기 위해서, 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질은 통상적으로 글리세린, 또는 다른 공지의 에어로졸 형성제와 같은 다가 알콜을 포함한다. 저장 및 흡연 중에, 이러한 에어로졸 형성제는 공지의 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질에서 그 가연성 열원으로 이동할 수 있다. 공지의 가열되는 흡연 물품의 가연성 열원으로 에어로졸 형성제의 이동은 특히 가열되는 흡연 물품의 흡연 중에 에어로졸 형성제의 분해를 불리하게 유도한다.
다수의 이전 시도들이 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질에서 그 가연성 열원으로 에어로졸 형성제의 이동을 억제하는 것으로 이루어져 왔다. 일반적으로, 이러한 이전 시도들은 저장 및 사용 중에 에어로졸 형성 기질에서 가열성 열원으로 에어로졸 형성제의 이동을 감소시키기 위해서 금속성 케이지와 같은 비가연성 캡슐 내에 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 포위하는 것이 수반되었다. 그러나, 가연성 열원은 저장 및 사용 중에 에어로졸 형성 기질로부터 에어로졸 형성제와 직접 접촉해서 들어오도록 여전히 허용하고 사용자가 흡입하기 위해 에어로졸 형성 기질을 통해서 빨아들인 공기는 가연성 열원의 표면과 직접 접촉해서 여전히 들어올 수 있다. 이것은 가연성 열원으로부터 발생되는 분해 가스 및 연소 가스가 이러한 공지의 가열되는 흡연 물품의 주류 에어로졸로 불리하게 빨아들이도록 허용한다.
마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원 및 강한 퍼핑 규정 하에서 에어로졸 형성 기질 온도의 스파크를 방지하는 가연성 열원의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질을 포함하는 가열되는 흡연 물품에 대한 요구가 남아있다. 특히, 마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원 및 강한 퍼핑 규정 하에서 에어로졸 형성 기질의 연소 또는 열분해가 실질적으로 일어나지 않는 가연성 열원의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질을 포함하는 가열되는 흡연 물품에 대한 요구가 남아있다.
마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원 및 가연성 열원의 점화 및 연소 중에 형성되는 연소물 및 분해물이 가열되는 흡연 물품의 사용 중에 에어로졸 형성 기질을 통해서 빨아들인 공기가 들어가는 것을 방지하거나 억제하는 가연성 열원의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질을 포함하는 가열되는 흡연 물품에 대한 요구가 더 남아있다.
마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기질에서 가연성 열원으로 에어로졸 형성제의 이동을 실질적으로 방지하거나 억제하는 가연성 열원의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질을 포함하는 가열되는 흡연 물품에 대한 요구가 더 남아있다.
본 발명에 의해서, 마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원; 가연성 열원의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질; 에어로졸 형성 기질 및 적어도 가연성 열원의 후면부를 둘러싸는 외부 포장재; 및 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품을 통해서 공기를 빨아들일 수 있는 하나 이상의 기류 경로를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이다. 사용시, 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 열원과 직접적으로 접촉하지 않도록 가연성 열원을 하나 이상의 기류 경로로부터 분리시킨다.
본 발명에 의해서, 본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원을 제공하는 것이고, 여기서 가연성 열원은 적어도 실질적으로 가연성 열원의 전체 후면에 제공되는 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성 제1 배리어를 갖는다. 특정 바람직한 구현예에 있어서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함한다. 이러한 구현예에 있어서, 제1 배리어는 적어도 실질적으로 가연성 열원의 전체 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 배리어는 가연성 열원의 전체 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 의해서, 퍼핑 중에 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질 온도의 증가를 감소시키거나 제거하는 방법을 더 제공하는 것이다. 상기 방법은: 마주보는 전면과 후면을 가진 가연성 열원; 가연성 열원의 후면의 하류에 에어로졸 형성 기질; 에어로졸 형성 기질과 적어도 가연성 열원의 후면부를 둘러싸는 외부 포장재; 및 사용자가 공기를 흡입하기 위해 흡연 물품을 통해서 빨아들일 수 있는 하나 이상의 기류 경로를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것을 포함하되, 여기서 사용시 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 열원과 직접적으로 접촉하지 않도록 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원을 분리시킨다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 실시예로서 더 기재될 것이다:
도 1a)는 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1b)는 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제 2 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1c)는 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1d)는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제4 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1e)는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제5 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타내다;
도 2는 도 1a),에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품의 도식적인 종단면을 나타낸다;
도 3은 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제6 구현예에 의한 흡연 물품의 도식적인 종단면을 나타낸다;
도 4는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제7 구현예에 의한 흡연 물품의 도식적인 종단면을 나타낸다.
도 1a)는 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1b)는 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제 2 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1c)는 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1d)는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제4 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타낸다;
도 1e)는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제5 구현예에 의한 흡연 물품의 분해도를 나타내다;
도 2는 도 1a),에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품의 도식적인 종단면을 나타낸다;
도 3은 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제6 구현예에 의한 흡연 물품의 도식적인 종단면을 나타낸다;
도 4는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제7 구현예에 의한 흡연 물품의 도식적인 종단면을 나타낸다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '기류 경로'는 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품을 통해서 공기를 빨아들일 수 있는 루트를 설명하는데 사용된다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성 기질'은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 가열하자마자 방출될 수 있는 기질을 설명하는데 사용된다. 본 발명에 의한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로부터 발생되는 에어로졸은 가시적이거나 비가시적일 수 있고 가스 및 응축된 증기의 물방울뿐만 아니라 증기(예를 들면, 가스 상태, 평상시에는 실온에서 액체 또는 고체인 물질의 미립자)를 포함할 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '상류'와 '전', 및 '하류'와 '후'는 사용자가 그것의 사용 중에 흡연 물품으로 빨아들이는 방향과 관련해서 흡연 물품 부품의 상대적인 배치, 또는 흡연 물품 부품의 부분을 설명하는데 사용된다. 본 발명에 의한 흡연 물품은 구강 말단 및 마주보는 말단부를 포함한다. 사용시, 사용자는 흡연 물품의 구강 말단으로 빨아들인다. 구강 말단은 말단부의 하류에 있다. 가연성 열원은 말단부에 또는 그것에 가깝게 위치되어 있다.
가연성 열원의 전면은 가연성 열원의 상류 말단에 있다. 가연성 열원의 상류 말단은 흡연 물품의 구강 말단으로부터 가장 먼 가연성 열원의 말단이다. 가연성 열원의 후면은 가연성 열원의 하류 말단에 있다. 가연성 열원의 하류 말단은 흡연 물품의 구강 말단과 가장 가까운 가연성 열원의 말단이다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '길이'는 흡연 물품의 종 방향으로 크기를 설명하는데 사용된다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '직접 접촉'은 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기와 가연성 열원의 표면 사이에 접촉을 설명하는데 사용된다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '독립된 가연성 열원'은 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기와 직접 접촉해서 들어오지 않는 가연성 열원을 설명하는데 사용된다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '코팅'은 피복되고 가연성 열원과 점착된 재료층을 설명하는데 사용된다.
더 후술하는 바와 같이, 본 발명에 의한 흡연 물품은 블라인드 또는 비블라인드인 가연성 열원을 포함할 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '블라인드'는 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 열원을 따라 어느 기류 채널을 통해서 지나가지 않는 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원을 설명하는데 사용된다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '비블라인드'는 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 통과하는 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원을 설명하는데 사용된다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '기류 채널'은 사용자가 흡입하기 위해 하류로 공기를 빨아들일 수 있는 가연성 열원의 길이를 따라 연장되는 채널을 설명하는데 사용된다.
본 발명에 의한 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원의 분리는 사용자가 퍼핑 중에 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원의 연소 활성을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제한다. 이것은 실질적으로 사용자가 퍼핑 중에 에어로졸 형성 기질 온도에 스파이크를 방지하거나 억제한다.
가연성 열원의 연소 활성을 방지하거나 억제해서 에어로졸 형성 기질의 과도한 온도 증가를 방지하거나 억제함으로써, 강한 퍼핑 규정 하의 본 발명에 의한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 연소 또는 열분해를 유리하게 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성물에 대한 사용자의 퍼핑 규정의 영향은 유리하게 최소화되거나 감소될 수 있다.
하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원의 분리는 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원의 점화 및 연소 중에 형성되는 연소물 및 분해물 및 다른 재료를 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기를 들어가지 못하게 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제한다. 더 후술하는 바와 같이, 이것은 가연성 열원이 가연성 열원의 점화 또는 연소를 돕기 위한 하나 이상의 첨가제를 포함할 경우 특히 유리하다.
하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원의 분리는 에어로졸 형성 기질로부터 가연성 열원을 분리시킨다. 에어로졸 형성 기질로부터 가연성 열원의 분리는 본 발명에 의한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 부품을 흡연 물품의 저장 중에 가연성 열원으로 이동하는 것을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수 있다.
대체적으로 또는 또한, 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원의 분리는 본 발명에 의한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 부품을 흡연 물품의 사용 중에 가연성 열원으로 이동하는 것을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수 있다.
더 후술하는 바와 같이, 하나 이상의 기류 경로 및 에어로졸 형성 기질로부터 가연성 열원의 분리는 에어로졸 형성 기질이 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 경우 특히 유리하다.
하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원을 분리시키기 위해서, 본 발명에 의한 흡연 물품은 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어를 포함할 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '비가연성'은 그 연소 또는 점화 중에 가연성 열원에 의해 도달되는 온도에서 실질적으로 비가연성인 배리어를 설명하는데 사용된다.
제1 배리어는 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 중 하나 또는 모두와 인접해 있다.
제1 배리어는 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 중 하나 또는 모두에 점착되거나 달리 부착될 수 있다.
몇몇 구현예에 있어서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함한다. 이러한 구현예에 있어서, 제1 배리어는 적어도 실질적으로 가연성 열원의 전체 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 배리어는 가연성 열원의 전체 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
제1 배리어는 에어로졸 형성 기질이 가연성 열원의 점화 또는 연소 중에 노출되는 온도를 유리하게 제한시킬 수 있고, 흡연 물품의 사용 중에 에어로졸 형성 기질의 열분해 또는 연소를 방지하거나 감소시키는데 도움이 된다. 더 후술하는 바와 같이, 이것은 가연성 열원이 가연성 열원의 점화를 돕기 위해 하나 이상의 첨가제를 포함할 경우 특히 유리하다.
흡연 물품의 바람직한 특징 및 성능에 따라, 제1 배리어는 낮은 열 전도성 또는 높은 열 전도성을 가질 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 제1 배리어는 개질된 비정상 평면 열원(MTPS)법을 사용하여 측정한 대로 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 약 0.1 W/(m·K)와 약 200 W/(m·K) 사이의 벌크 열 전도성을 갖는 재료로 형성될 수 있다.
제1 배리어의 두께는 양호한 흡연 성능을 달성하기 위해 적절하게 조정될 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 제1 배리어는 약 10 미크론과 약 500 미크론 사이의 두께를 가질 수 있다.
제1 배리어는 점화 및 연소 중에 가연성 열원에 의해 달성되는 온도에서 실질적으로 열적으로 안정하고 비가연성인 하나 이상의 적당한 재료로 형성될 수 있다. 적당한 재료는 공지의 기술분야에 있고, 점토(예를 들면, 벤토나이트 및 카올리나이트와 같음), 유리, 미네랄, 세라믹 재료, 수지, 금속 및 그 조합을 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
제1 배리어를 형성할 수 있는 바람직한 재료는 점토 및 유리를 들 수 있다. 제1 배리어를 형성할 수 있는 보다 바람직한 재료는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 합금, 알루미나(Al2O3), 수지, 및 미네랄 글루를 들 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후면에 제공되는 벤토나이트 및 카올리나이트의 50/50 혼합물을 포함하는 점토 코팅을 포함한다. 하나의 보다 바람직한 구현예에 있어서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후면에 제공되는 알루미늄 코팅을 포함한다. 또 다른 구현예에 있어서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후면에 제공되는 유리 코팅, 보다 바람직하게는 신터드 유리 코팅을 포함한다.
제1 배리어는 적어도 약 10 미크론의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 공기에 대한 점토의 약간의 투과성으로 인해, 제1 배리어가 가연성 열원의 후면에 제공되는 점토 코팅을 포함할 경우의 구현예에 있어서, 점토 코팅은 적어도 약 50 미크론의 두께를 갖는 것이 보다 바람직하고, 약 50 미크론과 약 350 미크론 사이가 가장 바람직하다. 제1 배리어가 공기에 대해서 보다 불투과성인 알루미늄과 같은 하나 이상의 재료로 형성될 경우의 구현예에 있어서, 제1 배리어는 희석제일 수 있고, 일반적으로 약 100 미크론 이하의 두께를 갖는 것이 바람직할 것이며, 약 20 미크론이 보다 바람직할 것이다. 제1 배리어가 가연성 열원의 후면에 제공되는 유리 코팅을 포함할 경우의 구현예에 있어서, 유리 코팅은 약 200 미크론 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 제1 배리어의 두께는 현미경, 주사 전자 현미경(SEM) 또는 공지의 기술분야에서 어느 다른 적당한 측정방법을 사용하여 측정될 수 있다.
제1 배리어가 가연성 열원의 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함할 경우, 제1 배리어 코팅은 분무 코팅, 증기 증착, 침지, 재료 전달(예를 들면, 솔질 또는 풀칠), 정전기 증착 또는 어느 그 조합을 포함하는 공지의 기술분야에서 어느 적당한 방법에 의해 가연성 열원의 후면에 피복되고 그것과 점착되도록 도포될 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 제1 배리어 코팅은 가연성 열원의 후면의 근사치의 크기 및 형상으로 배리어를 예비 성형하고, 적어도 실질적으로 가연성 열원의 전체 후면에 피복되고 그것과 점착되도록 가연성 열원의 후면에 그것을 도포함으로써 제조될 수 있다. 또한, 제1 배리어 코팅은 그것이 가연성 열원의 후면에 도포된 후에 절단되거나 달리 가공될 수 있다. 하나의 바람직한 구현예에 있어서, 알루미늄 포일은 가연성 열원에 그것을 접착시키거나 가압함으로써 가연성 열원의 후면에 도포되고, 알루미늄 포일이 적어도 실질적으로 가연성 열원의 전체 후면, 바람직하게는 가연성 열원의 전체 후면에 피복되고 점착되도록 절단되거나 달리 가공된다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 제1 배리어 코팅은 가연성 열원의 후면에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액을 도포함으로써 형성된다. 예를 들면, 제1 배리어 코팅은 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액으로 가연성 열원의 후면을 침지하거나 용액 또는 현탁액을 솔질하거나 스프레이 코팅하거나 가연성 열원의 후면 상에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 분말 또는 분말 혼합물을 정전기적으로 증착함으로써 가연성 열원의 후면에 도포될 수 있다. 제1 배리어 코팅이 가연성 열원의 후면 상에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 분말 또는 분말 혼합물을 정전기적으로 증착함으로써 가연성 열원의 후면에 도포될 경우, 가연성 열원의 후면은 정전기 증착 전에 물유리로 미리 처리되는 것이 바람직하다. 제1 배리어 코팅은 스프레이 코팅에 의해 도포되는 것이 바람직하다.
제1 배리어 코팅은 가연성 열원의 후면에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 단일 도포를 통해서 형성될 수 있다. 또한, 제1 배리어 코팅은 가연성 열원의 후면에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 복수 도포를 통해서 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 배리어 코팅은 가연성 열원의 후면에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8번의 연속 도포를 통해서 형성될 수 있다.
제1 배리어 코팅은 가연성 열원의 후면에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 1번 내지 10번의 도포를 통해서 형성되는 것이 바람직하다.
그것의 후면에 하나 이상의 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 도포 후, 가연성 열원은 건조되어서 제1 배리어 코팅을 형성할 수 있다.
제1 배리어 코팅이 그것의 후면에 하나 이상의 적당한 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 다수 도포를 통해서 형성될 경우, 가연성 열원은 용액 또는 현탁액의 연속 도포 사이에서 건조될 필요가 있다.
대체적으로 또는 건조에 추가해서, 가연성 열원의 후면에 하나 이상의 코팅 재료의 용액 또는 현탁액의 도포 후, 가연성 열원 상에 코팅 재료는 제1 배리어 코팅을 형성하기 위해서 소결될 수 있다. 제1 배리어 코팅의 소결은 제1 배리어 코팅이 유리 또는 세라믹 코팅일 경우 특히 바람직하다. 제1 배리어 코팅은 약 500℃ 내지 약 900℃의 온도에서 소결되는 것이 바람직하고, 약 700℃가 보다 바람직하다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 공기가 흡연 물품을 통해서 빨아들일 수 있는 하나 이상의 기류 경로를 포함한다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명에 의한 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에 의한 흡연 물품의 가연성 열원은 비블라인드 가연성 열원으로서 여기에 나타내어진다.
비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품에 있어서, 에어로졸 형성 기질의 가열은 연소 및 대류에 의해 일어난다. 사용시, 사용자가 비블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품을 퍼프할 경우, 공기는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 통해 하류로 빨아들인다. 빨아들인 공기는 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로를 통해 하류로 더 빨아들이면서 에어로졸 형성 기질을 통해 지나간다.
비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 에워싸인 기류 채널을 포함할 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '에워싸인'은 그들의 길이를 따라 가연성 열원에 의해 둘러싸인 기류 채널을 설명하는데 사용된다.
예를 들면, 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원의 전체 길이를 따라 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되는 하나 이상의 에워싸인 기류 채널을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에 있어서, 하나 이상의 기류 채널은 가연성 열원의 마주보는 전면과 후면 사이에 연장된다.
대체적으로 또는 또한, 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 에워싸이지 않은 기류 채널을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원의 길이의 적어도 하류 부분을 따라 가연성 열원의 외부를 따라 연장되는 하나 이상의 홈 또는 다른 에워싸이지 않은 기류 채널을 포함할 수 있다.
하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 에워싸인 기류 채널 또는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 에워싸이지 않은 기류 채널 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 하나 이상의 기류 경로는 1, 2 또는 3개의 기류 채널을 포함할 수 있다. 하나의 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되는 단일 기류 채널을 포함한다. 하나의 특히 바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되는 단일의 실질적으로 중앙 또는 축을 이루는 기류 채널을 포함한다. 단일의 기류 채널의 직경은 약 1.5 ㎜ 내지 약 3 ㎜가 바람직하다.
본 발명에 의한 흡연 물품이 가연성 열원의 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 제1 배리어 및 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 포함하는 하나 이상의 기류 경로를 포함할 경우, 제1 배리어 코팅은 공기가 하나 이상의 기류 채널을 통해서 하류로 빨아들여지도록 허용한다.
하나 이상의 기류 경로가 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 포함할 경우, 본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원을 분리시키기 위해서 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이에 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제2 배리어를 더 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에 있어서, 제2 배리어는 가연성 열원에 점착되거나 달리 부착될 수 있다.
제2 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공되는 제2 배리어 코팅을 포함하는 것이 바람직하다. 제2 배리어는 적어도 실질적으로 하나 이상의 기류 채널의 전체의 내부 표면에 제공되는 제2 배리어를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 제2 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 전체의 내부 표면에 제공되는 제2 배리어 코팅을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 제2 배리어 코팅은 하나 이상의 기류 채널로 라이너의 삽입에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 경로가 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되는 하나 이상의 기류 채널을 포함할 경우, 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성 중공 튜브는 하나 이상의 기류 채널 각각에 삽입될 수 있다.
제2 배리어는 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원의 점화 및 연소 중에 형성되는 연소물 및 분해물이 하나 이상의 기류 채널을 따라 하류에 빨아들인 공기가 들어가는 것을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수 있다.
제2 배리어는 사용자가 퍼핑 중에 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원의 연소 활성을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수 있다.
흡연 물품의 바람직한 특징 및 성능에 따라, 제2 배리어는 낮은 열 전도성 또는 높은 열 전도성을 가질 수 있다. 제2 배리어는 낮은 열 전도성을 갖는 것이 바람직하다.
제2 배리어의 두께는 양호한 흡연 성능을 달성하기 위해서 적절하게 조정될 수 있다. 특정 구현예에 있어서, 제2 배리어는 약 30 미크론 내지 약 20 미크론의 두께를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에 있어서, 제2 배리어는 약 30 미크론 내지 약 100 미크론의 두께를 갖는다.
제2 배리어는 점화 및 연소 중에 가연성 열원에 의해 달성되는 온도에서 실질적으로 열적으로 안정하고 비가연성인 하나 이상의 적당한 재료로 형성될 수 있다. 적당한 재료는, 예를 들면: 산화철, 알루미나, 티타니아, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아 및 세리아와 같은 금속 산화물; 제올라이트; 인산 지르코늄; 및 다른 세라믹 재료 또는 그 조합을 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
제2 배리어를 형성할 수 있는 바람직한 재료는 점토, 유리, 알루미늄, 산화철 및 그 조합을 들 수 있다. 필요에 따라, 일산화탄소에서 이산화탄소로의 산화를 촉진시키는 성분과 같은 촉매 성분이 제2 배리어에 포함될 수 있다. 적당한 촉매 성분은, 예를 들면 백금, 팔라듐, 전이 금속 및 그들의 산화물을 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 흡연 물품이 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이의 제1 배리어 및 가연성 열원과 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널 사이의 제2 배리어를 포함할 경우, 제2 배리어는 제1 배리어와 같거나 상이한 재료 또는 재료들로 형성될 수 있다.
제2 배리어가 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공되는 제2 배리어 코팅을 포함할 경우, 제2 배리어 코팅은 US-A-5,040,551에 기재된 방법과 같은 어느 적당한 방법에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 도포될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면은 제2 배리어 코팅의 용액 또는 현탁액으로 분무, 습윤 또는 도포될 수 있다. 바람직한 구현예에 있어서, 제2 배리어 코팅은 가연성 열원이 압출되는 것과 같이 WO-A2-2009/074870에 기재된 공정에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 도포된다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명에 의한 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원을 따라 어느 기류 채널을 포함할 수 없다.
이러한 구현예에 의한 흡연 물품의 가연성 열원은 블라인드 가연성 열원으로서 여기에 나타내어진다.
블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품에 있어서, 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로의 열 전달은 전도에 의해 주로 발생하고 대류에 의한 에어로졸 형성 기질의 가열은 최소화되거나 감소된다. 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성물에 대한 사용자의 퍼핑 규정의 영향을 최소화하거나 감소시키는데 유리하게 도움이 된다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 사용자가 흡입하기 위해 공기를 빨아들일 수 없는 하나 이상의 닫히거나 차단된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 이러한 닫힌 통로는 본 발명에 의한 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로의 일부를 형성할 수 없다. 사용자가 흡입하기 위해 공기를 빨아들일 수 있는 하나 이상의 기류 채널에 추가해서, 본 발명에 의한 흡연 물품의 비블라인드 가연성 열원은 사용자가 흡입하기 위해 공기를 빨아들일 수 없는 하나 이상의 닫힌 통로를 포함할 수 있다.
예를 들면, 본 발명에 의한 흡연 물품은 가연성 열원의 길이를 따르는 도중에만 가연성 열원의 상류 말단에서 전면으로 연장되는 하나 이상의 닫힌 통로를 포함하는 가연성 열원을 포함할 수 있다.
하나 이상의 닫힌 공기 통로의 포함은 공기로부터 산소에 노출되는 가연성 열원의 표면적을 증가시키고 가연성 열원의 점화를 용이하게 하여 연소를 유리하게 지속시킨다.
블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해 가연성 열원의 후면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 포함한다. 비블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 가연성 열원의 후면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다.
사용자가 퍼핑 중에, 가연성 열원의 후면의 하류에 공기 유입구를 통해서 하나 이상의 기류 경로로 빨아들인 냉각 공기는 에어로졸 형성 기질의 온도를 유리하게 감소시킨다. 이것은 실질적으로 사용자가 퍼핑 중에 에어로졸 형성 기질 온도의 스파이크를 방지하거나 억제한다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '냉각 공기'는 사용자가 퍼핑시 가연성 열원에 의해 상당하게 가열되지 않는 주변 공기를 설명하는데 사용된다.
에어로졸 형성 기질 온도의 스파이크를 방지하거나 억제함으로써, 가연성 열원의 후면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구의 포함은 강한 퍼핑 규정 하에 본 발명에 의한 흡연 물품의 에어로졸 기질의 연소 또는 열분해를 방지하거나 감소시키는데 유리하게 도움이 된다. 또한, 가연성 열원의 후면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구의 포함은 본 발명에 의한 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성물에 대한 사용자의 퍼핑 규정의 영향을 최소화하거나 감소시키는데 유리하게 도움이 된다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 적어도 가연성 열원의 후면, 에어로졸 형성 기질 및 에어로졸 형성 기질의 하류에 흡연 물품의 어느 다른 구성 부품을 둘러싸는 외부 포장재를 포함한다. 본 발명에 의한 흡연 물품은 어느 적당한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성되는 외부 포장재를 포함할 수 있다. 적당한 재료는 기술분야에 잘 알려져 있고 궐련 페이퍼를 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 흡연 물품이 조립될 경우 외부 포장재는 가연성 열원 및 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 꽉 잡아야 한다.
필요에 따라, 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해 가연성 열원의 후면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구는 공기가 하나 이상의 기류 경로로 빨아들일 수 있는 본 발명에 의한 흡연 물품의 구성 부품을 둘러싸는 외부 포장재 및 어느 다른 재료로 제공된다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 '공기 유입구'는 공기가 하나 이상의 기류 경로로 빨아들일 수 있는 본 발명에 의한 흡연 물품의 구성 부품을 둘러싸는 외부 포장재 및 어느 다른 재료에서 하나 이상의 홀, 슬릿, 슬롯 또는 다른 구멍을 설명하는데 사용된다.
공기 유입구의 수, 형상, 크기 및 위치는 양호한 흡연 성능을 달성하기 위해서 적절하게 조정될 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 위치되는 공기 유입구는 제1 공기 유입구로서 여기에 나타내어진다.
사용시, 이러한 흡연 물품을 사용자가 퍼프할 경우, 공기는 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 하나 이상의 제1 공기 유입구를 통해서 흡연 물품으로 빨아들여 질 수 있다. 빨아들여진 공기는 에어로졸 형성 기질을 통과한 다음 사용자에 의한 흡입을 위해 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로를 통해서 하류로 빨아들여진다.
본 발명에 의한 흡연 물품이 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 제1 배리어를 포함할 경우, 하나 이상의 제1 공기 유입구는 제1 배리어의 하류에 위치된다.
대체적으로 또는 하나 이상의 공기 유입구에 추가해서, 본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 에어로졸 형성 기질의 주변부 주위에 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질의 주변부 주위에 위치된 공기 유입구는 제2 공기 유입구로서 여기에 나타내어진다.
사용시, 이러한 흡연 물품을 사용자가 퍼프할 경우, 공기는 하나 이상의 제2 공기 유입구를 통해서 에어로졸 형성 기질로 빨아들여 질 수 있다. 빨아들여진 공기는 에어로졸 형성 기질을 통과한 다음 사용자에 의한 흡입을 위해 흡연 물품의 하나 이상의 기류 경로를 통해서 하류로 빨아들여진다.
대체적으로 또는 하나 이상의 제1 공기 유입구 또는 하나 이상의 제2 공기 유입구에 추가해서, 본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질의 하류에 위치된 공기 유입구는 제3 공기 유입구로서 여기에 나타내어진다.
사용시, 이러한 흡연 물품을 사용자가 퍼프할 경우, 공기는 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 제3 공기 유입구를 통해서 흡연 물품으로 빨아 들여질 수 있다.
특정 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 의한 흡연 물품은 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 제3 공기 유입구와 흡연 물품의 구강 말단 사이에서 연장되는 기류 경로를 포함할 수 있고, 여기서 기류 경로는 에어로졸 형성 기질 쪽으로 하나 이상의 제3 공기 유입구로부터 상류에 종 방향으로 연장되는 제1 부분 및 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 제1 부분으로부터 하류에 종 방향으로 연장되는 제2 부분을 포함한다.
사용시, 이러한 흡연 물품을 퍼프할 경우, 공기는 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 제3 공기 유입구를 통해서 흡연 물품으로 빨아 들여지고 에어로졸 형성 기질 쪽으로 기류 경로의 제1 부분을 통해서 상류로 지나간다. 빨아들여진 공기는 사용자에 의한 흡입을 위해 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 기류 경로의 제2 부분을 통해서 하류로 지나간다.
기류 경로의 제1 부분은 하나 이상의 공기 유입구에서 에어로졸 형성 기질로 상류에 연장되고 기류 경로의 제2 부분은 에어로졸 형성 기질에서 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 하류에 연장된다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 에어로졸 형성 기질의 하류에 기류 지시 요소를 포함할 수 있다. 기류 지시 요소는 에어로졸 형성 기질의 하나 이상의 제3 공기 유입구와 흡연 물품의 구강 말단 사이에서 연장되는 기류 경로의 제1 부분 및 제2 부분을 정의한다. 하나 이상의 제3 공기 유입구는 에어로졸 형성 기질의 하류 말단과 기류 지시 요소의 하류 말단 사이에 제공된다. 기류 지시 요소는 에어로졸 형성 기질과 인접해 있다. 또한, 기류 지시 요소는 에어로졸 형성 기질로 연장될 수 있다. 예를 들면, 특정 구현예에 있어서, L이 에어로졸 형성 기질의 길이일 경우 기류 지시 요소는 에어로졸 형성 기질에서 0.5 L까지의 거리를 연장할 수 있다.
기류 지시 요소는 약 7 ㎜ 내지 약 50 ㎜의 길이를 가질 수 있고, 예를 들면 약 10 ㎜ 내지 약 45 ㎜의 길이 또는 약 15 ㎜ 내지 약 30 ㎜의 길이를 가질 수 있다. 기류 지시 요소는 흡연 물품의 바람직한 전체 길이, 및 흡연 물품 내에 다른 구성 부품의 존재 및 길이에 따라 다른 길이를 가질 수 있다.
기류 지시 요소는 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에 있어서, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 외부는 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분 중 하나를 정의하고, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 내부는 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분 중 다른 것을 정의한다.
실질적으로 공기 불투과성 중공체는 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로 열의 전달에 의해 발생되는 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정한 하나 이상의 적당한 공기 불투과성 재료로 형성될 수 있다. 적당한 재료는 기술분야에 알려져 있고 판지, 플라스틱, 세라믹 및 그 조합을 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 외부는 기류 경로의 제1 부분을 정의하고, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 내부는 기류 경로의 제2 부분을 정의하는 것이 바람직하다.
하나의 바람직한 구현예에 있어서, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 원통, 바람직하게는 직원기둥인 것이 바람직하다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 원뿔대, 바람직하게는 직원뿔대인 것이 바람직하다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 약 7 ㎜ 내지 약 50 ㎜의 길이를 가질 수 있고, 예를 들면 약 10 ㎜ 내지 약 45 ㎜의 길이 또는 약 15 ㎜ 내지 약 30 ㎜의 길이를 가질 수 있다. 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 흡연 물품의 바람직한 전체 길이, 및 흡연 물품 내에 다른 구성 부품의 존재 및 길이에 따라 다른 길이를 가질 수 있다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 원통이고, 원통은 약 2 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 직경을 가질 수 있고, 예를 들면 약 2.5 ㎜ 내지 약 4.5 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 원통은 흡연 물품의 바람직한 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수 있다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 원뿔대이고, 원뿔대의 상류 말단은 약 2 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 직경을 가질 수 있고, 예를 들면 약 2.5 ㎜ 내지 약 4.5 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 원뿔대의 상류 말단은 흡연 물품의 바람직한 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수 있다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 원뿔대이고, 원뿔대의 하류 말단은 약 5 ㎜ 내지 약 9 ㎜의 직경을 가질 수 있고, 예를 들면 약 7 ㎜ 내지 약 8 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 원뿔대의 하류 말단은 흡연 물품의 바람직한 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수 있다. 원뿔대의 하류 말단은 실질적으로 에어로졸 형성 기질과 같은 직경인 것이 바람직하다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기질과 인접해 있다. 대체적으로, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기질로 연장될 수 있다. 예를 들면, 특정 구현예에 있어서, 열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 L이 에어로졸 형성 기질의 길이인 경우 에어로졸 형성 기질에서 0.5 L까지의 거리를 연장할 수 있다.
실질적으로 공기 불투과성 중공체의 상류 말단은 에어로졸 형성 기질과 비교해서 감소된 직경이다.
특정 구현예에 있어서, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 에어로졸 형성 기질과 비교해서 감소된 직경이다.
다른 구현예에 있어서, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 실질적으로 에어로졸 형성 기질과 같은 직경이다.
실질적으로 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 에어로졸 형성 기질과 비교해서 감소된 직경일 경우, 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 실질적으로 공기 불투과성 씰에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 구현예에 있어서, 실질적으로 공기 불투과성 씰은 하나 이상의 제3 유입구의 하류에 위치된다. 실질적으로 공기 불투과성 씰은 실질적으로 에어로졸 형성 기질과 같은 직경일 수 있다. 예를 들면, 몇몇 구현예에 있어서, 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 실질적으로 에어로졸 형성 기질과 같은 직경의 실질적으로 불투과성 플러그 또는 워셔에 의해 둘러싸여 있다.
실질적으로 공기 불투과성 씰은 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로 열 전달에 의해 발생되는 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정한 하나 이상의 적당한 공기 불투과성 재료로 형성될 수 있다. 적당한 재료는 기술분야에 알려져 있고 판지, 플라스틱, 왁스, 규소 및 그 조합을 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
열린 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공체 길이의 적어도 일부는 공기 투과성 확산기에 의해 둘러싸여 있다. 공기 투과성 확산기는 실질적으로 에어로졸 형성 기질과 같은 직경일 수 있다. 공기 투과성 확산기는 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로 열의 전달에 의해 발생되는 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정한 하나 이상의 적당한 공기 투과성 재료로 형성될 수 있다. 적당한 공기 투과성 재료는 기술분야에 알려져 있고, 예를 들면 셀룰로오스 아세테이트 토우, 코튼, 개방셀 세라믹 및 폴리머 폼과 같은 다공성 재료, 담배 재료 및 그 조합을 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 특정 바람직한 구현예에 있어서, 공기 투과성 확산기는 실질적으로 균질한, 공기 투과성 다공질 재료를 포함한다.
하나의 바람직한 구현예에 있어서, 기류 지시 요소는 개방 말단, 실질적으로 공기 불투과성, 에어로졸 형성 기질과 비교해서 감소된 직경의 중공 튜브 및 하나 이상의 제3 공기 유입구의 하류에 중공 튜브를 둘러싸는 에어로졸 형성 기질과 실질적으로 동일한 외부 직경의 관형 실질적으로 공기 불투과성 씰을 포함한다.
이 구현예에 있어서, 중공 튜브의 외부와 흡연 물품의 외부 포장재에 의해 방사상으로 접하고 있는 부피는 에어로졸 형성 기질 쪽으로 하나 이상의 제3 공기 유입구로부터 상류에 종 방향으로 연장되는 기류 경로의 제1 부분을 정의하고 중공 튜브의 내부에 의해 방사상으로 접하고 있는 부피는 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 하류에 종 방향으로 연장되는 기류 경로의 제2 부분을 정의한다.
기류 지시 요소는 중공 튜브와 관형 실질적으로 공기 불투과성 씰을 둘러싸는 내부 포장재를 더 포함할 수 있다.
이 구현예에 있어서, 중공 튜브의 외부와 기류 지시 요소의 내부 포장재에 의해 방사상으로 접하고 있는 부피는 에어로졸 형성 기질 쪽으로 하나 이상의 공기 유입구로부터 상류에 종 방향으로 연장되는 기류 경로의 제1 부분을 정의하고 중공 튜브의 내부에 의해 접하고 있는 부피는 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 하류에 종 방향으로 연장되는 기류 경로의 제2 부분을 정의한다.
중공 튜브의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기질의 하류 말단과 인접해 있다. 대체적으로, 중공 튜브의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기질의 하류 말단으로 삽입되거나 달리 연장될 수 있다.
기류 지시 요소는 환상 실질적으로 공기 불투과성 씰의 상류에 중공 튜브의 길이의 적어도 일부를 둘러싸는 에어로졸 형성 기질과 실질적으로 같은 외부 직경의 환상 공기 불투과성 확산기를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 중공 튜브는 셀룰로오스 아세테이트 토우의 플러그에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다.
기류 지시 요소가 내부 포장재를 더 포함할 경우, 내부 포장재는 중공 튜브, 환상 공기 불투과성 씰 및 환상 공기 투과성 확산기를 둘러쌀 수 있다.
사용시, 사용자가 흡연 물품의 구강 말단으로 빨아들일 경우, 냉각 공기는 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 통해서 흡연 물품으로 빨아들인다. 빨아들인 공기는 중공 튜브의 외부와 흡연 물품의 외부 포장재 또는 기류 지시 요소의 내부 포장재 사이에 기류 경로의 제1 부분을 따라 에어로졸 형성 기질에 대하여 상류로 지나간다. 빨아들인 공기는 에어로졸 형성 기질을 통해서 지나간 다음, 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 중공 튜브의 내부를 통해서 기류 경로의 제2 부분을 따라 하류로 지나간다.
기류 지시 요소가 환상 공기 투과성 확산기를 포함할 경우, 빨아들인 공기는 에어로졸 형성 기질 쪽으로 기류 경로의 제1 부분을 따라 상류로 지나가면서 환상 공기 투과성 확산기를 통해서 지나간다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 기류 지시 요소는 에어로졸 형성 기질과 에어로졸 형성 기질과 실질적으로 같은 직경의 하류 말단과 비교해서 감소된 직경의 상류 말단을 갖는 개방 말단, 실질적으로 공기 불투과성, 중공형 원뿔대를 포함한다.
이 구현예에 있어서, 중공형 원뿔대의 외부와 흡연 물품의 외부 포장재에 의해 방사상으로 접하고 있는 부피는 에어로졸 형성 기질 쪽으로 하나 이상의 공기 유입구로부터 상류에 종 방향으로 연장되는 기류 경로의 제1 부분을 정의하고 중공형 원뿔대의 내부에 의해 방사상으로 제한되는 부피는 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 하류에 종 방향으로 연장되는 기류 경로의 제2 부분을 정의한다.
중공형 원뿔대의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기질의 하류 말단과 인접해 있다. 대체적으로, 중공형 원뿔대의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기질의 하류 말단으로 삽입되거나 달리 연장될 수 있다.
기류 지시 요소는 중공형 원뿔대의 길이의 적어도 일부를 둘싸는 에어로졸 형성 기질과 실질적으로 같은 외부 직경의 환상 공기 투과성 확산기를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 중공 원뿔대는 셀룰로오스 아세테이트 토우의 플러그에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다.
사용시, 사용자가 흡연 물품의 구강 말단으로 빨아들일 경우, 냉각 공기는 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 통해서 흡연 물품으로 빨아들인다. 빨아들인 공기는 흡연 물품의 외부 포장재와 기류 지시 요소의 중공형 원뿔대의 외부 사이에 기류 경로의 제1 부분을 따라 에어로졸 형성 기질에 대하여 상류로 지나간다. 빨아들인 공기는 에어로졸 형성 기질을 통해서 지나간 다음, 사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품의 구강 말단 쪽으로 중공 원뿔대의 내부를 통해서 기류 경로의 제2 부분을 따라 하류로 지나간다.
기류 지시 요소가 환상 공기 투과성 확산기를 포함할 경우, 빨아들인 공기는 에어로졸 형성 기질 쪽으로 기류 경로의 제1 부분을 따라 상류로 지나가면서 환상 공기 투과성 확산기를 통해서 지나간다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 하나 이상의 제1 공기 유입구, 또는 에어로졸 형성 기질의 주변부 주위에 하나 이상의 제2 공기 유입구, 또는 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 제3 공기 유입구, 또는 그 어느 조합을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
가연성 열원은 탄소질 열원인 것이 바람직하다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 '탄소질'은 탄소를 포함하는 가연성 열원을 설명하는데 사용된다.
본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 가연성 탄소질 열원은 가연성 열원의 건조 중량에 기초해서 적어도 약 35%의 탄소 함량을 갖는 것이 바람직하고, 적어도 약 40%가 보다 바람직하며, 적어도 약 45%가 가장 바람직하다.
몇몇 구현예에 있어서, 본 발명에 의한 가연성 열원은 가연성 탄소계 열원이다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 '탄소계 열원'은 주로 탄소가 포함된 열원을 설명하는데 사용된다.
본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 가연성 탄소계 열원은 가연성 탄소계 열원의 건조 중량을 기초해서 적어도 약 50%의 탄소 함량을 가질 수 있고, 적어도 약 60%가 바람직하며, 적어도 약 70%가 보다 바람직하고, 적어도 약 80%가 가장 바람직하다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 적당한 탄소 함유 재료로 형성된 가연성 탄소질 열원을 포함할 수 있다.
필요에 따라, 하나 이상의 결합제는 하나 이상의 탄소 함유 재료와 결합될 수 있다. 하나 이상의 결합제는 유기 결합제가 바람직하다. 적당한 공지의 유기 결합제는 검(예를 들면, 구아검), 개질된 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체(예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스), 밀가루, 전분, 당, 식물유 및 그 조합을 들 수 있지만, 그것에 제한되는 것은 아니다.
하나의 바람직한 구현예에 있어서, 가연성 열원은 탄소 분말, 개질된 셀룰로오스, 밀가루 및 당류의 혼합물로 형성된다.
하나 이상의 결합제 대신 또는 추가해서, 본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 가연성 열원은 가연성 열원의 특성을 개선시키기 위해서 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 적당한 첨가제는 가연성 열원의 강화를 촉진시키기 위한 첨가제(예를 들면, 소결 조제), 가연성 열원의 점화를 촉진시키기 위한 첨가제(예를 들면, 과염소산염, 염소산염, 질산염, 과산화물, 과망간산염, 지르코늄 및 그 조합과 같은 산화제), 가연성 열원의 연소를 촉진시키기 위한 첨가제(예를 들면, 구연산 칼륨과 같은 칼륨 및 칼륨염) 및 가연성 열원의 연소에 의해 생성되는 하나 이상의 가스들의 분해를 촉진시키기 위한 첨가제(CuO, Fe2O3 및 Al2O3와 같은 촉매)를 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 흡연 물품이 가연성 열원의 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 제1 배리어를 포함할 경우, 이러한 첨가제는 가연성 열원의 후면에 제1 배리어 코팅의 도포 전 또는 도포 후에 가연성 열원에 포함될 수 있다.
하나의 바람직한 구현예에 있어서, 가연성 열원은 탄소 및 적어도 하나의 점화 보조제를 포함하는 원통형의 가연성 열원이고, 원통형의 가연성 열원은 전면 말단(즉, 상류 말단면) 및 마주보는 후면(즉, 하류 말단면)을 가지며, 여기서 전면과 후면 사이에 원통형의 가연성 열원의 적어도 일부가 내연성 포장재로 포장되어 있고 여기서 원통형의 가연성 열원의 전면의 점화시 원통형의 가연성 열원의 후면의 온도는 제1 온도로 증가하며 여기서 원통형의 가연성 열원의 그 다음 연소 중에 원통형의 가연성 열원의 후면은 제1 온도보다 낮은 제2 온도를 유지한다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '점화 보조제'는 재료에 의해 에너지와 산소 중 하나 또는 모두의 방출 속도가 주위의 산소 확산 제한이 없을 경우 가연성 열원의 점화 중에 에너지와 산소 중 하나 또는 모두를 방출하는 재료를 나타내는데 사용된다. 즉, 가연성 열원의 점화 중에 재료에 의해 에너지와 산소 중 하나 또는 모두의 방출 속도는 주위의 산소가 재료에 도달할 수 있는 속도와 주로 무관하다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 '점화 보조제'는 가연성 열원의 점화 중에 에너지를 방출하는 원소 금속을 나타내는데 사용되고, 여기서 원소 금소긔 점화 온도는 약 500℃ 이하이며 원소 금속의 연소열은 적어도 약 5 kJ/g이다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 '점화 보조제'는 카르복실산의 알칼리 금속염(예를 들면, 알칼리 금속 구연산염, 알칼리 금속 아세트산염 및 알칼리 금속 숙신산염), 알칼리 금속 탄산염 또는 알칼리 금속 인산염을 포함하지 않고, 이것은 탄소 연소를 변경한다고 믿어진다. 가연성 열원의 총 중량과 비교해서 대량으로 존재할 경우라도, 이러한 알칼리 금속 연소염은 초기 퍼프 중에 허용 가능한 에어로졸을 생성하기 위해서 가연성 열원의 점화 중에 충분한 에너지를 방출하지 않는다.
적당한 산화제의 예로는: 예를 들면 질산 칼륨, 질산 칼슘, 질산 스트론튬, 질산 나트륨, 질산 바륨, 질산 리튬, 질산 알루미늄 및 질산 철과 같은 질산염; 아질산염; 다른 유기 및 무기 니트로 화합물; 예를 들면 염소산 나트륨 및 연소산 칼륨과 같은 염소산염; 예를 들면 과염소산 나트륨과 같은 과염소산염; 아염소산염; 예를 들면 브롬산 나트륨 및 브롬산 칼륨과 같은 브롬산염; 과브롬산염; 브로마이트; 예를 들면 붕산 나트륨 및 붕산 칼륨과 같은 붕산염; 예를 들면 철산 바륨과 같은 철산염; 아철산염; 예를 들면 망간산 칼륨과 같은 망간산염; 예를 들면 과망간산 칼륨과 같은 과망간산염; 예를 들면 과산화 벤조일 및 과산화 아세톤과 같은 유기 과산화물; 예를 들면 과산화수소, 과산화 스트론튬, 과산화 칼슘, 과산화 바륨, 과산화 아연 및 과산화 리튬과 같은 무기 과산화물; 예를 들면 초과산화 칼륨 및 초과산화 나트륨과 같은 초과산화물; 요오드산염; 과요오드산염; 아이오다이트; 황산염; 다른 황산화물; 인산염; 인산화물; 아인산염; 및 포스파나이트를 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
가연성 열원의 점화 특성 및 연소 특성을 유리하게 개선시키지만, 점화 첨가제 및 연소 첨가제의 포함은 흡연 물품의 사용 중에 바람직하지 않은 분해물 및 반응물이 생기게 할 수 있다. 예를 들면, 그것의 점화를 돕기 위해서 가연성 열원에 포함되는 질산염의 분해는 질소 산화물의 형성을 야기할 수 있다. 흡연 물품을 통해서 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원을 분리시키는 것은 이러한 분해물 및 반응물이 그것의 사용 중에 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기를 들어가는 것을 유리하게 방지하거나 억제한다.
또한, 점화를 돕기 위한 질산염 또는 다른 첨가제와 같은 산화제의 포함은 고온 가스 및 가연성 열원의 점화 중에 가연성 열원의 고온을 발생시킬 수 있다. 흡연 물품을 통해서 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원을 분리시키는 것은 에어로졸 형성 기질이 노출되는 온도를 유리하게 제한해서 가연성 열원의 점화 중에 에어로졸 형성 기질의 열분해 또는 연소를 방지하거나 감소시키는데 도움이 된다.
본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 가연성 탄소질 열원은 하나 이상의 결합제 및 다른 첨가제로 하나 이상의 탄소 함유 재료를 혼합하고, 포함할 경우 바람직한 형상으로 혼합물을 예비 형성됨으로써 형성되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 탄소 함유 재료, 하나 이상의 결합제 및 선택적인 다른 첨가제의 혼합물은, 예를 들면 슬립 주입, 압출, 사출 성형 및 금형 압축과 같은 어느 적당한 공지의 세라믹 형성방법을 사용하여 바람직한 형상으로 예비 형성될 수 있다. 특정 바람직한 구현예에 있어서, 혼합물은 압출에 의해 바람직한 형상으로 예비 형성된다.
하나 이상의 탄소 함유 재료, 하나 이상의 결합제 및 다른 첨가제의 혼합물은 장형 로드로 예비 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 그것은 하나 이상의 탄소 함유 재료, 하나 이상의 결합제 및 다른 첨가제의 혼합물이 다른 바람직한 형상으로 예비 형성될 수 있다고 이해해야 할 것이다.
형성 후, 특히 압출 후, 장형 로드 또는 다른 바람직한 형상은 그것의 수분 함량을 감소시키기 위해서 건조시킨 다음 하나 이상의 결합제를 탄화시키기에 충분한 온도에서 비산화 분위기 하에 열분해하고, 존재할 경우 실질적으로 장형 로드 또는 다른 형상으로 어느 휘발성을 제거하는 것이 바람직하다. 장형 로드 또는 다른 바람직한 형상은 약 700℃ 내지 약 900℃의 온도에서 질소 분위기 하에 열분해되는 것이 바람직하다.
하나의 구현예에 있어서, 적어도 하나의 금속 질산염은 하나 이상의 탄소 함유 재료, 하나 이상의 결합제 및 다른 첨가제의 혼합물에 적어도 하나의 금속 질산 전구체를 포함함으로써 가연성 열원에 포함된다. 적어도 하나의 금속 질산 전구체는 나중에 열분해된 예비 형성된 원통형의 로드 또는 다른 형상을 질산 수용액으로 처리함으로써 적어도 하나의 금속 질산염으로 제자리에서 전환된다. 하나의 구현예에 있어서, 가연성 열원은 약 600℃ 미만, 보다 바람직하게는 약 400℃ 미만의 열분해 온도를 갖는 적어도 하나의 금속 질산염을 포함한다. 적어도 하나의 금속 질산염은 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 600℃, 보다 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 400℃의 분해 온도를 갖는다.
바람직한 구현예에 있어서, 종래 노란 불꽃 라이터 또는 다른 점화 수단에 대하여 가연성 열원의 노출은 적어도 하나의 질산염을 분해되게 해서 산소 및 에너지를 방출시킨다. 이 분해는 가연성 열원의 온도에서 초기 부스트를 야기하고 가연성 열원의 점화를 돕는다. 적어도 하나의 금속 질산염의 분해에 이어서, 가연성 열원은 저온에서 연소를 지속시키는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 금속 질산염의 포함은 내부적으로, 뿐만 아니라 그 표면에 한 지점에서 시작되는 가연성 열원의 점화를 야기한다. 적어도 하나의 금속 질산염은 가연성 열원의 약 20 건조 중량% 내지 약 50 건조 중량%의 양으로 가연성 열운에 존재하는 것이 바람직하다.
또 다른 구현예에 있어서, 가연성 열원은 약 600℃ 미만의 온도, 보다 바람직하게는 약 400℃ 미만의 온도에서 산소를 활발히 진화시키는 적어도 하나의 과산화물 또는 초과산화물을 포함한다.
적어도 하나의 과산화물 또는 초과산화물은 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 600℃의 온도, 보다 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 400℃의 온도, 가장 바람직하게는 약 350℃의 온도에서 산소를 활발히 진화시킨다.
사용시, 종래 노란 불꽃의 라이터 또는 다른 점화 수단에 가연성 열원의 노출은 적어도 하나의 과산화물 또는 초과산화물이 분해되도록 해서 산소를 방출한다. 이것은 가연성 열원 온도의 초기 부스트를 야기하고 가연성 열원의 점화를 돕는다. 적어도 하나의 과산화물 또는 초과산화물에 이어서, 가연성 열원은 저온에서 연소를 지속시키는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 과산화물 또는 초과산화물의 포함은 내부적으로, 뿐만 아니라 그 표면에 한 지점에서 시작되는 가연성 열원의 점화를 유리하게 야기한다.
가연성 열원은 바람직하게는 약 20% 내지 약 80%, 보다 바람직하게는 약 20% 내지 60%의 다공성을 갖는다. 가연성 열원이 적어도 하나의 금속 질산염을 포함할 경우, 적어도 하나의 금속 질산염이 분해되고 연소가 진행되는 것과 같이 이것은 연소를 유지하기 위한 충분한 속도에서 가연성 열원의 질량으로 산소를 분산시키도록 유리하게 허용한다. 예를 들면 수은 압입법 또는 헬륨 비중 측정법에 의해 측정된 바와 같이, 가연성 열원은 더욱 바람직하게는 약 50% 내지 약 70%, 보다 바람직하게는 약 50% 내지 약 60%의 다공성을 갖는다. 요구되는 다공성은 종래 방법 및 기술을 사용하여 가연성 열원의 생성 중에 용이하게 달성될 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 가연성 탄소질 열원은 약 0.6 g/㎤ 내지 약 1 g/㎤의 겉보기 밀도를 갖는 것이 유리하다.
가연성 열원은 바람직하게는 약 300 ㎎ 내지 약 500 ㎎, 보다 바람직하게는 약 400 ㎎ 내지 약 450 ㎎의 질량을 갖는다.
가연성 열원은 바람직하게는 약 7 ㎜ 내지 약 17 ㎜, 보다 바람직하게는 약 7 ㎜ 내지 약 15 ㎜, 가장 바람직하게는 약 7 ㎜ 내지 약 13 ㎜의 길이를 갖는다.
가연성 열원은 바람직하게는 약 5 ㎜ 내지 약 9 ㎜, 보다 바람직하게는 약 7 ㎜ 내지 약 8 ㎜의 직경을 갖는다.
가연성 열원은 실질적으로 균일한 직경인 것이 바람직하다. 그러나, 가연성 열원의 후면부의 직경이 그것의 전면부의 직경보다 크기 위해서 가연성 열원은 대체적으로 테이퍼드될 수 있다. 실질적으로 원통형인 가연성 열원이 특히 바람직하다. 가연성 열원은, 예를 들면 실질적으로 원형 횡단면의 원통 또는 테이퍼드된 원통 또는 실질적으로 타원형 횡단면의 원통 또는 테이퍼드된 원통일 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함하는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구현예에 있어서, 에어로졸 형성 기질로부터 가연성 열원의 분리는 흡연 물품의 저장 중에 에어로졸 형성 기질에서 가연성 열원으로 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 이동을 유리하게 방지하거나 억제한다. 이러한 구현예에 있어서, 하나 이상의 기류 경로로부터 가연성 열원의 분리는 흡연 물품의 사용 중에 에어로졸 형성 기질에서 가연성 열원으로 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 이동을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수 있다. 따라서, 흡연 물품의 사용 중에 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 분해는 실질적으로 유리하게 방지되거나 감소된다.
적어도 하나의 에어로졸 형성제는 사용시 진하고 안정한 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 실질적으로 흡연 물품의 작동 온도에서 열 분해에 대하여 내성인 어느 적당한 공지의 화합물 또는 화합물들의 혼합물일 수 있다. 적당한 에어로졸 형성제는 기술분야에 잘 알려져 있고, 예를 들면 다가 알콜, 글리세롤 노노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알콜의 에스테르, 및 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 들 수 있다. 본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 바람직한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콘, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알콜 또는 그 혼합물, 및 가장 바람직하게는 글리세린이다.
본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 서로 인접해 있다. 대체적으로, 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기질은 서로서로 종 방향으로 이격될 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 가연성 열원의 후면 주위와 직접 접촉하고 에어로졸 형성 기질의 전면과 인접한 열 전도성 요소를 더 포함하는 것이 바람직하다. 열 전도성 요소는 연소 내성 및 산소 제한인 것이 바람직하다.
열 전도성 요소는 가연성 열원의 후면과 에어로졸 형성 기질의 전면 모두의 주변부 주위와 직접 접촉하고 있다. 열 전도성 요소는 본 발명에 의한 흡연 물품의 이들 2개의 부품 사이에 열 링크를 제공한다.
본 발명에 의한 흡연 물품에 사용되는 적당한 열 전도성 요소는, 예를 들면 알루미늄 포일 포장재, 강철 포장재, 철 포일 포장재 및 구리 포일 포장재와 같은 금속 포일 포장재; 및 금속 합금 포일 포장재를 들 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
열 전도성 요소에 의해 둘러싸인 가연성 열원의 후면부의 길이는 약 2 ㎜ 내지 약 8 ㎜가 바람직하고, 약 3 ㎜ 내지 약 5 ㎜가 보다 바람직하다.
열 전도성 요소로 둘러싸여 있지 않은 가연성 열원의 전면부의 길이는 약 4 ㎜ 내지 약 15 ㎜가 바람직하고, 약 4 ㎜ 내지 약 8 ㎜가 보다 바람직하다.
에어로졸 형성 기질은 바람직하게는 약 5 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 보다 바람직하게는 약 8 ㎜ 내지 약 12 ㎜의 길이를 갖는다.
특정 바람직한 구현예에 있어서, 에어로졸 형성 기질은 열 전도성 요소를 지나 하류로 적어도 약 3 ㎜를 연장한다.
열 전도성 요소에 의해 둘러싸인 에어로졸 형성 기질의 전면부의 길이는 약 2 ㎜ 내지 약 10 ㎜가 바람직하고, 약 3 ㎜ 내지 약 8 ㎜가 보다 바람직하며, 약 4 ㎜ 내지 약 6 ㎜가 가장 바람직하다. 열 전도성 요소에 의해 둘러싸여 있지 않은 에어로졸 형성 기질의 후면부의 길이는 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜가 바람직하다. 즉, 에어로졸 형성 기질은 열 전도성 요소를 지나 하류로 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜를 연장하는 것이 바람직하다. 에어로졸 형성 기질은 열 전도성 요소를 지나 하류로 적어도 약 4 ㎜를 연장하는 것이 보다 바람직하다.
다른 구현예에 있어서, 에어로졸 형성 기질은 열 전도성 요소를 지나 하류로 3 ㎜ 미만을 연장할 수 있다.
추가 구현예에 있어서, 에어로졸 형성 기질의 전체 길이는 열 전도성 요소에 의해 둘러싸일 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 적어도 하나의 에어로졸 형성제 및 가열에 응답하여 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 재료를 포함하는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 것이 바람직하다. 가열에 응답하여 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 재료는 식물계 재료의 원인인 것이 바람직하고, 균질화된 식물계 재료의 원인인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 에어로졸 형성 기질은: 담배; 차, 예를 들면 녹차; 페퍼민트; 월계수; 유칼립투스; 바질; 세이지; 버베나; 및 타라곤을 포함하는 식물로부터 유래된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 식물계 재료는 습윤제, 풍미제, 결합제 및 그 혼합물을 포함하는 첨가제를 포함할 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 식물계 재료는 주로 담배 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 균질화된 담배 재료이다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 에어로졸 형성 기질의 하류, 및 존재할 경우 기류 지시 요소의 하류에 연장실을 더 포함하는 것이 바람직하다. 연장실의 포함은 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기질로 열 전달에 의해 발생되는 에어로졸을 더 냉각하도록 유리하게 허용한다. 연장실은 본 발명에 의한 흡연 물품의 전체 길이를 바람직한 값, 예를 들면 연장실의 길이의 적절한 선택을 통해서 종해 궐련의 것과 유사한 길이로 조정하도록 허용한다. 연장실은 장형 중공 튜브인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 에어로졸 형성 기질이 하류, 및 존재할 경우 기류 지시 요소 및 연장실의 하류에 마우스피스를 더 포함할 수 있다. 마우스피스는 낮은 여과 효율인 것이 바람직하고, 매우 낮은 여과 효율인 것이 보다 바람직하다. 마우스피스는 단일 세그먼트 또는 부품 마우스피스일 수 있다. 대체적으로, 마우스피스는 다수 세그먼트 또는 다수 부품 마우스피스일 수 있다.
마우스피스는, 예를 들면 셀룰로오스 아세테이트, 페이퍼 또는 다른 적당한 공지의 여과 재료로 제조된 필터를 포함할 수 있다. 대체적으로 또는 추가해서, 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 풍미제, 및 다른 에어로졸 개질제 및 첨가제 또는 그 조합을 포함하는 하나 이상의 세그먼트를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 태양과 관련해서 기재된 특징은 본 발명의 다른 태양에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 의한 흡연 물품 및 가연성 열원과 관련해서 기재된 특징은 본 발명에 의한 방법에 적용될 수 있다.
도 1a) 및 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품(2)은 동축 정렬로 인접한 가연성 탄소질 열원(4), 에어로졸 형성 기질(6), 장형 신장실(8) 및 마우스피스(10)를 포함한다. 가연성 탄소질 열원(4), 에어로졸 형성 기질(6), 장형 신장실(8) 및 마우스피스(10)는 낮은 통기성의 궐련 페이퍼(12)의 외부 포장재로 겉포장되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 가연성 탄소질 열원(4)의 전체의 후면에 제공된다.
가연성 탄소질 열원(4)은 가연성 탄소질 열원(4) 및 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)을 통해서 종 방향으로 연장되는 중앙 기류 채널(16)을 포함한다. 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성의 제2 배리어 코팅(18)은 중앙 기류 채널(16)의 전체의 내면에 제공된다.
에어로졸 형성 기질(6)은 가연성 탄소질 열원(4)의 후면 바로 하류에 위치되어 있고 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하는 담배 재료(20)의 원통 플러그를 포함하며 필터 플러그 랩(22)에 의해 둘러싸여 있다.
열 전도성 요소(24)는 알루미늄 포일로 둘러싸인 튜브로 이루어지고 가연성 탄소질 열원(4)의 후면부(4b)와 직접 접촉하고 있으며 에어로졸 형성 기질(6)의 전면부(6a)와 인접하고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 에어로졸 형성 기질(6)의 후면부는 열 전도성 요소(24)에 의해 둘러싸여 있지 않다.
장형 신장실(8)은 에어로졸 형성 기질(6)의 하류에 위치되고 에어로졸 형성 기질(6)과 실질적으로 동일한 직경인 판지의 원통 개방 말단 중공 튜브(26)를 포함한다. 흡연 물품(2)의 마우스피스(10)는 신장실(8)의 하류에 위치되고 필터 플러그 랩(30)에 의해 둘러싸인 매우 낮은 여과 효율의 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통 플러그(28)를 포함한다. 마우스피스(10)는 티핑 페이퍼(도시하지 않음)에 의해 둘러싸여 있다.
사용시, 사용자는 가연성 탄소질 열원(4)을 점화시킨 다음, 가연성 탄소질 열원(4)의 중앙 기류 채널(16)을 통해서 하류의 공기를 흡입하기 위한 마우스피스(10)에 흡입된다. 에어로졸 형성 기질(6)의 전면부(6a)는 가연성 탄소질 열원(4)의 인접한 후면부(4b) 및 열 전도성 요소(24)를 통해서 연소에 의해 주로 가열된다. 흡입된 공기는 가연성 탄소질 열원(4)의 중앙 기류 채널(16)을 통과하면서 가열된 다음, 대류에 의해 에어로졸 형성 기질(6)을 가열시킨다. 연소 및 대류에 의한 에어로졸 형성 기질(6)의 가열은 휘발성 및 반휘발성 화합물 및 담배 재료(20)의 플러그로부터 글리세린을 방출하고, 이것은 에어로졸 형성 기질(6)을 통해서 흐르면서 가열된 흡입 공기에 혼입된다. 가열된 공기 및 혼입된 화합물은 신장실(8)의 하류로 통과하고, 냉각 및 응축되어서 사용자의 구강으로 마우스피스(10)를 통과하는 에어로졸을 형성한다.
본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품(2)을 통하는 기류 경로는 도 1a)에 점음표의 화살표로 표시되어 있다. 가연성 탄소질 열원(4)의 후면에 제공되는 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14) 및 중앙 기류 채널(16)의 내부 표면에 제공되는 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성 제2 배리어 코팅(18)은 사용시 기류 경로를 따라 흡연 물품(2)을 통해서 흡입되는 공기가 가연성 탄소질 열원(4)과 직접적으로 접촉하지 않도록 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(4)을 분리시킨다.
표 1에 나타낸 크기를 갖는 도 1a) 및 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품은 이하 실시예 1 및 실시예 6에 의해 생성되는 가연성 탄소질 열원을 사용해서 조립된다.
도 1b)에 나타낸 본 발명의 제2 구현예에 의한 흡연 물품(32)은 도 1a) 및 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품의 구성과 거의 동일하다. 그러나, 본 발명의 제2 구현예에 의한 흡연 물품(32)에 있어서, 가연성 탄소질 열원(4) 및 에어로졸 형성 기질(6)은 흡연 물품의 길이를 따라서 서로 이격되어 있다. 제1 공기 유입구의 둘레 배치를 궐련 페이퍼(12) 및 가연성 탄소질 열원(4)의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질(6)의 상류 말단 사이에 열 전도성 요소(24) 내에 제공해서 가연성 탄소질 열원(4)과 에어로졸 형성 기질(6) 사이의 공간으로 냉각 공기를 허용한다.
사용시, 사용자가 본 발명의 제2 구현예에 의한 흡연 물품(32)의 마우스피스(10)로 흡입할 경우, 공기는 가연성 탄소질 열원(4)의 중앙 기류 채널(16)을 통해서 하류로 흡입되고, 공기는 가연성 탄소질 열원(4)과 궐련 페이퍼(12) 및 열 전도성 요소(24) 내에 제1 공기 유입구를 통한 에어로졸 형성 기질(6) 사이의 공간으로 흡입된다. 가연성 탄소질 열원(4)의 중앙 기류 채널(16)을 통해서 흡입되는 가열된 공기로 제1 공기 유입구를 통해서 흡입된 냉각 공기의 혼합은 사용자가 퍼핑시 본 발명의 제2 구현예에 의한 흡연 물품(32)의 에어로졸 형성 기질(6)을 통해서 흡입된 공기의 온도를 감소시킨다.
본 발명의 제2 구현예에 의한 흡연 물품(32)을 통한 기류 경로는 도 1b)에 점음표의 화살표로 표시되어 있다. 가연성 탄소질 열원(4)의 후면에 제공된 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14) 및 중앙 기류 채널(16)의 내부 표면에 제공된 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성 제2 배리어 코팅(18)은 사용시 기류 경로를 따라 흡연 물품(32)을 통해서 흡입된 동기가 가연성 탄소질 열원(4)을 직접적으로 접촉하지 않도록 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(4)을 분리시킨다.
도 1c)에 나타낸 본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품(34)은 도 1a) 및 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품의 구성과 거의 동일하다. 그러나, 본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품(34)에 있어서, 제2 공기 유입구의 원주 배치는 궐련 페이퍼(12) 및 에어로졸 형성 기질(6)을 둘러싸는 필터 플러그 랩(22) 내에 제공되어서 에어로졸 형성 기질(6)로 냉각 공기를 허용한다.
사용시, 사용자가 본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품(34)의 마우스피스(10)로 빨아들일 경우, 공기는 가연성 탄소질 열원(4)의 중앙 기류 채널(16)을 통해서 하류로 빨아들여지고 공기는 궐련 페이퍼(12) 및 필터 플러그 랩(22)의 제2 공기 유입구를 통해 에어로졸 형성 기질(6)로 빨아들여진다. 제2 공기 유입구를 통해서 빨아들인 냉각 공기는 사용자가 퍼핑 중에 본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품(34)의 에어로졸 형성 기질의 온도를 감소시킨다.
본 발명의 제3 구현예에 의한 흡연 물품(34)을 통해서 기류 경로는 도 1c)에 점음표의 화살표로 표시되어 있다. 가연성 탄소질 열원(4)의 후면에 제공된 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14) 및 중앙 기류 채널(16)의 내부 표면에 제공된 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성 제2 배리어 코팅(18)은 사용시 기류 경로를 따라 흡연 물품(34)을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 탄소질 열원(4)과 직접적으로 접촉하지 않도록 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(4)을 분리시킨다.
도 1d) 및 도 1e)에 나타낸 본 발명의 제4 및 제5 구현예에 의한 흡연 물품(36, 38)은 도 1b) 및 도 1c)에 나타낸 본 발명의 제2 및 제3 구현예에 의한 흡연 물품과 대개 동일한 구조이고, 각각은 유사한 방식으로 조립될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제4 및 제5 구현예에 의한 흡연 물품(36, 38)은 중앙 기류 채널(16)을 포함하지 않는 가연성 탄소질 열원(40)을 포함한다. 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 본 발명의 제4 및 제5 구현예에 의한 흡연 물품(36, 38)의 가연성 탄소질 열원(40)의 전체 후면에 제공된다.
사용시, 사용자가 본 발명의 제4 및 제5 구현예에 의한 흡연 물품(36, 38)의 마우스피스(10)로 빨아들일 경우, 공기는 가연성 탄소질 열원(40)을 통해서 빨아들여지지 않는다. 결과적으로, 에어로졸 형성 기질(6)은 가연성 탄소질 열원(40) 및 열 전도성 요소(24)의 인접한 후면부(4b)를 통해서 연소에 의해 독점적으로 가열된다.
본 발명의 제4 및 제5 구현예에 의한 흡연 물품(36, 38)을 통한 기류 경로는 도 1d) 및 도 1e)에 점음표의 화살표로 표시되어 있다. 본 발명의 제4 및 제5 구현예에 의한 흡연 물품(36, 38)의 가연성 탄소질 열원(40)의 전체 후면에 제공되는 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 사용시 기류 경로를 따라 흡연 물품(36, 38)을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 탄소질 열원(40)과 직접적으로 접촉하지 않도록 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(40)을 분리시킨다.
도 3에 나타낸 본 발명의 제6 구현예에 의한 흡연 물품(42)은 인접한 동축 정렬로 가연성 탄소질 열원(40), 에어로졸 형성 기질(6), 기류 지시 요소(44), 장형 연장실(8) 및 마우스피스(10)를 포함한다. 가연성 탄소질 열원(40), 에어로졸 형성 기질(6), 기류 지시 요소(44), 장형 연장실(8) 및 마우스피스(10)는 낮은 공기 부과성의 궐련 페이퍼(12)의 외부 포장재로 겉포장된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 가연성 탄소질 열원(40)의 전체 후면에 제공된다.
에어로졸 형성 기질(6)은 가연성 탄소질 열원(40)의 바로 하류에 위치되어 있고 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하는 담배 재료의 원통형 플러그(20)를 포함하고 필터 플러그 랩(22)으로 둘러싸여 있다.
알루미늄 포일의 튜브로 이루어지는 열 전도성 요소(24)는 가연성 탄소질 열원(40)의 후면부(4b)를 둘러싸고 직접 접촉하고 있고 에어로졸 형성 기질(6)의 전면부(6a)와 인접해 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 에어로졸 형성 기질(6)의 후면부는 열 전도성 요소(24)로 둘러싸여 있지 않다.
기류 지시 요소(44)는 에어로졸 형성 기질(6)의 하류에 위치되어 있고 예를 들면 판지로 제조된 개방 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공형 원뿔대(46)를 포함한다. 개방 말단 중공형 원뿔대(46)의 하류 말단은 에어로졸 형성 기질(6)과 실질적으로 같은 직경이고 개방 말단 중공형 원뿔대(46)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기질(6)과 비교해서 감소된 직경이다.
개방 말단 중공형 원뿔대(46)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기질(6)과 인접해 있고 필터 플러그 랩(50)에 의해 둘러싸인 실룰로오스 아세테이트 토우의 공기 투과성 원통형 플러그(48)에 내장되어 있으며, 이것은 에어로졸 형성 기질(6)과 실질적으로 같은 직경이다. 대체 구현예(나타내지 않음)에 있어서, 개방 말단 중공형 원뿔대(46)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기질(6)의 후면부로 연장될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 대체 구현예(나타내지 않음)에 있어서, 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(48)는 생략될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(48)에 내장되지 않은 개방 말단 중공형 원뿔대(46)의 부분은, 예를 들면 판지로 제조된 낮은 공기 투과성의 내부 포장재(52)로 둘러싸여 있다. 대체 구현예(나타내지 않음)에 있어서, 내부 포장재(52)는 생략될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 제3 공기 유입구(54)의 주변을 둘러싸는 배열은 외부 포장재(12) 및 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(48)의 하류에 개방 말단 중공형 원뿔대(46)를 둘러싸는 내부 포장재(52)에 제공된다.
장형 연장실(8)은 기류 지시 요소(44)의 하류에 위치되어 있고, 예를 들면 판지로 제조된 원통형 개방 말단 중공 튜브(26)를 포함하며, 이것은 에어로졸 형성 기질(6)과 실질적으로 같은 직경이다. 흡연 물품(42)의 마우스피스(10)는 연장실(8)의 하류에 위치되어 있고 필터 플러그 랩(30)에 의해 둘러싸인 맹 낮은 여과 효율의 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(28)를 포함한다. 마우스피스(10)는 티핑 페이퍼(나타내지 않음)에 의해 둘러싸여 있다.
본 발명의 제6 구현예에 의한 흡연 물품(42)은 흡연 물품(42)의 제3 공기 유입구(54)와 구강 말단 사이를 연장하는 기류 경로를 포함한다. 개방 말단 중공형 원뿔대(46)의 외부 및 내부 포장재(52)에 의해 접해 있는 부피는 제3 공기 유입구(54)와 에어로졸 형성 기질(6) 사이에 기류 경로의 제1 부분을 형성하고 개방 말단 중공 원뿔대(46)의 내부에 의해 접해 있는 부피는 에어로졸 형성 기질(6)과 연장실(8) 사이에 기류 경로의 제2 부분을 형성한다.
사용시, 사용자가 마우스피스(10)로 빨아들일 경우, 냉각 공기를 제3 공기 유입구(54)를 통해서 본 발명의 제6 구현예에 의한 흡연 물품(42)으로 빨아들인다. 빨아들인 공기는 개방 말단 중공 원뿔대(46)의 외부와 내부 포장재(52) 사이 및 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(48)를 통한 기류 경로의 제1 부분을 따라 에어로졸 형성 기질(6) 상류로 지나간다.
에어로졸 형성 기질(6)의 전면부(6a)는 가연성 탄소질 열원(40) 및 열 전도성 요소(24)의 인접한 후면부(4b)를 통해서 전도에 의해 가열된다. 에어로졸 형성 기질(6)의 가열은 휘발성 및 반휘발성 화합물을 방출하고 담배 재료(20)의 플러그로부터의 글리세린은 에어로졸 형성 기질(6)을 통해서 흐르면서 흡입된 공기에 혼입된다. 빨아들인 공기 및 혼입된 화합물은 개방 말단 중공 원뿔대(46)의 내부에서 연장실(8)을 통한 기류 경로의 제2 부분을 따라 하류로 지나가고, 이 경우 그것들은 냉각 및 응축되어서 사용자의 구강으로 마우스피스(10)를 통해 지나가는 에어로졸을 형성한다.
가연성 탄소질 열원(40)의 후면에 제고오딘 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 사용시 기류 경로의 제1 부분과 기류 경로의 제2 부분을 따라 흡연 물품(42)을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 탄소질 열원(40)과 직접적으로 접촉하지 않도록 흡연 물품(42)을 통해서 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(40)을 분리시킨다.
또한, 도 4에 나타낸 본 발명의 제7 구현예에 의한 흡연 물품(56)은 인접한 동축 정렬로 가연성 탄소질 열원(40), 에어로졸 형성 기질(6), 기류 지시 요소(44), 장형 연장실(8) 및 마우스피스(10)을 포함한다. 가연성 탄소질 열원(40), 에어로졸 형성 기질(6), 기류 지시 요소(44), 장형 연장실(8)과 마우스피스(10)는 낮은 공기 투과성의 궐련 페이퍼(12)의 외부 포장재로 겉포장되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 가연성 탄소질 열원(40)의 전체 후면에 제공된다.
에어로졸 형성 기질(6)은 가연성 탄소질 열원(40)의 바로 하류에 위치되고 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하는 담배 재료의 원통형 플러그(20)를 포함해서 필터 플러그 랩(22)으로 둘러싸여 있다.
알루미늄 포일의 튜브로 이루어지는 열 전도성 요소(24)는 가연성 탄소질 열원(40)의 후면부(4b)를 둘러싸고 직접 접촉하고 있고 에어로졸 형성 기질(6)의 전면부(6a)와 인접해 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 에어로졸 형성 기질(6)의 후면부는 열 전도성 요소(24)에 의해 둘러싸여 있지 않다.
기류 지시 요소(44)는 에어로졸 형성 기질의 하류에 위치되어 있고, 예를 들면 판지로 제조된 개방 말단, 실질적으로 공기 불투과성 중공 튜브(58)를 포함하며, 이것은 에어로졸 형성 기질(6)과 비교해서 감소된 직경이다. 개방 말단 중공 튜브(58)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기질(6)과 인접해 있다. 개방 말단 중공 튜브(58)의 하류 말단은 에어로졸 형성 기질(6)과 실질적으로 동일한 직경의 환상 실질적으로 공기 불투과성 씰에 의해 둘러싸여 있다. 개방 말단 중공 튜브(58)의 나머지는 에어로졸 형성 기질(6)과 실질적으로 동일한 직경의 셀룰로오스 아세테이트 토우의 공기 투과성 원통형 플러그(62)에 내장된다.
셀룰로오스 아세테이트 토우의 개방 말단 중공 튜브(58)와 원통형 플러그(62)는 공기 투과성 내부 포장재(64)에 의해 둘러싸여 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 제3 공기 유입구(54)의 주변 배열은 내부 포장재(64)를 둘러싸는 외부 포장재(12)에 제공된다.
장형 연장실(8)은 기류 지시 요소(44)의 하류에 위치되어 있고, 예를 들면 판지로 제조된 원통형 개방 말단 중공 튜브(26)를 포함하며, 이것은 실질적으로 에어로졸 형성 기질(6)과 동일한 직경이다. 흡연 물품(56)의 마우스피스(10)는 연장실(8)의 하류에 위치되고 필터 플러그 랩(30)에 의해 둘러싸인 매우 낮은 여과 효율의 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(28)를 포함한다. 마우스피스(10)는 티핑 페이퍼(나타내지 않음)에 의해 둘러싸여 있다.
본 발명의 제7 구현예에 의한 흡연 물품(56)은 제3 공기 유입구(54)와 흡연 물품(56)의 구강 말단 사이를 연장하는 기류 경로를 포함한다. 개방 말단 중공 튜브(58)의 외부와 내부 포장재(64)에 의해 접하고 있는 부피는 제3 공기 유입구(54)와 에어로졸 형성 기질(6) 사이에 기류 경로의 제1 부분을 형성하고 개방 말단 중공 튜브(58)의 내부에 의해 접하고 있는 부피는 에어로졸 형성 기질(6)과 연장실(8) 사이에 기류 경로의 제2 부분을 형성한다.
사용시, 사용자가 마우스피스(10)로 빨아들일 경우, 냉각 공기는 제3 공기 유입구(54)와 공기 투과성 내부 포장재(64)를 통해서 본 발명의 제7 구현예에 의한 흡연 물품(56)으로 빨아들인다. 빨아들인 공기는 개방 말단 중공 튜브(58)의 외부와 내부 포장재(64) 사이에 기류 경로의 제1 부분을 따라 또한 셀룰로오스 아세테이트 토우의 원통형 플러그(62)를 통해서 에어로졸 형성 기질(6)에 상류를 지나간다.
에어로졸 형성 기질(6)의 전면부(6a)는 가연성 탄소질 열원(40)의 인접한 후면부(4b)와 열 전도성 요소(24)를 통해서 전도에 의해 가열된다. 에어로졸 형성 기질(6)의 열은 휘발성 및 반휘발성 화합물 및 담배 재료(20)의 플로그에서 글리세린을 방출하고, 이것은 에어로졸 형성 기질(6)을 통해 흐르면서 빨아들인 공기에 혼입된다. 빨아들인 공기 및 혼입된 화합물은 연장실(8)로 개방 말단 중공 튜브(58)의 내부를 통해서 기류 경로의 제2 부분을 따라 하류로 지나가고, 이 경우 그것들은 냉각 및 응축되어서 사용자의 구강으로 마우스피스(10)를 통해 지나가는 에어로졸을 형성한다.
가연성 탄소질 열원(40)의 후면에 제공된 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅(14)은 사용시 기류 경로의 제1 부분과 기류 경로의 제2 부분을 따라 흡연 물품(56)을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 탄소질 열원(40)과 직접적으로 접촉하지 않도록 흡연 물품(56)을 통해서 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(40)을 분리시킨다.
표 2에 나타낸 크기를 갖는 도 3 및 도 4에 나타낸 본 발명의 제6 및 제7 구현예에 의한 흡연 물품은 어느 종 방향의 기류 채널 없이 하기 실시예 1 및 실시예 6에 의해 생성되는 가연성 탄소질 열원을 사용하여 조립된다.
실시예 1-가연성 열원의 제조
본 발명에 의한 흡연 물품을 제조하기 위한 가연성 원통형 탄소질 열원은 WO2009/074870 A2 또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 선행 기술분야에 기재된 대로 제조될 수 있다. WO2009/074870 A2에 기재된 대로, 수성 슬러리는 원형 단면의 중앙 다이 오리피스를 갖는 다이를 통해 압출되어서 가연성 열원을 제조한다. 다이오리피스는 8.7 mm의 직경을 가져서 약 20 cm 내지 약 22 cm의 길이 및 약 9.1 cm 내지 약 9.2 mm의 직경을 갖는 원통형 로드를 형성한다. 단일 종 방향의 기류 채널은 다이 오리피스의 중앙으로 실장된 맨드릴에 의해 원통형 로드로 형성된다. 맨드릴은 약 2mm 또는 약 3.5 mm의 외부 직경을 가진 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이들 기류 채널은 다이 오리피스의 정각에서 실장된 약 2mm의 외부 직경을 가진 원형 단면의 3개의 맨드릴을 사용하여 원통형 로드로 형성된다. 원통형 로드의 압출 중, 점토계 코팅 슬러리(자연 녹지 점토와 같은 점토를 사용하여 제조된)는 주축 또는 주축들의 중심부를 통해서 연장되는 공급 통로를 통해 공급되어서 기류 채널 또는 채널들의 내부 표면에 약 150 마이크론~약 300 마이크론의 얇은 제 2 배리어 코팅을 형성한다. 원통형 로드는 약 12시간~72시간 동안 약 40%~약 50%의 상대 습도 하에서 약 20℃~약 25℃의 온도에서 건조시킨 다음, 약 240분 동안 약 750℃에서 질송 분위기 하에서 열분해시킨다. 열분해 후, 원통형 로드는 그라인딩기를 사용해서 규정된 직경으로 절단되고 성형되어서 개별 가연성 탄소질 열원을 형성한다. 절단 및 성형 후에 로드는 약 11 ㎜의 길이, 약 7.8 ㎜의 직경 및 약 400 ㎎의 건조 질량을 갖는다. 개별 가연성 탄소질 열원은 이어서 약 1시간 동안 약 130℃에서 건조된다.
실시예 2-벤토나이트/카올리나이트로 가연성 열원의 코팅
벤토나이트/카올리나이트의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅은 침지, 솔질 또는 분무 코팅하여 실시예 1에 기재된 대로 제조된 가연성 탄소질 열원의 후면에 제공된다. 침지는 가연성 탄소질 열원의 후면을 농축된 벤토나이트/카올리나이트 용액으로 삽입하는 것을 포함한다. 침지에 대한 벤토나이트/카올리나이트 용액은 3.8% 벤토나이트, 12.5% 카올리나이트 및 83.7% H2O[m/m]를 함유한다. 가연성 탄소질 열원의 후면은 약 1초 동안 벤토나이트/카올리나이트 용액으로 침지하고 메니스커스는 가연성 탄소질 열원의 후면의 표면에서 탄소 기공으로 용액이 관통한 결과 사라지게 된다. 솔질은 농축된 벤토나이트/카올리나이트 용액으로 솔을 침지하고 가연성 탄소질 열원의 후면의 표면에 솔로 농축된 벤토나이트/카올리나이트 용액을 피복될 때까지 도포하는 것을 포함한다. 솔질에 대한 벤토나이트/카올리나이트 용액은 3.8% 벤토나이트, 12.5% 카올리나이트 및 83.7% H2O[m/m]를 함유한다.
침지 또는 솔질하여 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅의 도포 후, 가연성 탄소질 열원을 약 30분 동안 약 130℃의 오븐에서 건조시키고 밤새 약 5% 상대 습도 하 데시케이터에 넣는다.
분무 코팅은 3.6% 벤토나이트, 18.0% 카올리나이트 및 78.4% H2O[m/m]를 함유하고 유동계(Physica MCR 300, 동축 원통 배열)로 측정된 대로 약 100 s-1의 전단 속도에서 50 m㎩·s 주위의 점성을 갖는 것이 바람직한 현탁 용액을 포함한다. 분무 코팅은 약 10 mm/s~약 100 mm/s의 점성에서 SMC E-MY2B 리니어 액추에이터로 0.5 ㎜, 0.8 ㎜ 또는 1 ㎜의 스프레이 노즐을 사용하여 Sata MiniJet 3000 분무기로 행해진다. 하기 분무 파라미터는: 거리 샘플 피스톨 15 ㎝; 샘플 점성 10 ㎜/s; 분무 노즐 0.5 ㎜; 분무 제트 플랫 및 분무 압력 2.5 bar가 사용된다. 단일 분무 코팅 경우에 있어서, 약 11 미크론의 코팅 두께가 통상적으로 얻어진다. 분무는 3번 반복된다. 각 분무 코팅 사이에 가연성 탄소질 열원은 약 10분 동안 실온에서 건조된다. 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅의 도포 후, 가연성 탄소질 열원은 약 1시간 동안 약 700℃에서 열분해된다.
실시예 3-신터드 유리로 가연성 열원의 코팅
유리의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅은 분무 코팅함으로써 실시예 1에 기재된 대로 제조된 가연성 탄소질 열원의 후면에 제공된다. 유리를 사용한 분무 코팅은 미세 분말을 사용하여 가루 유리의 현탁으로 행해진다. 예를 들면, 120 m㎩·s의 점성으로 37.5% 유리 분말(3 ㎛), 2.5% 메틸셀룰로오스 및 60% 물 또는 60~100 m㎩·s의 점성으로 37.5% 유리 분말(3 ㎛), 3.0% 벤토나이트 분말 및 59.5% 물 중 어느 하나를 함유하는 분무 코팅 현탁이 사용된다. 표 3에서 유리 1, 2, 3 및 4와 상응하는 조성물 및 물리적 특성을 갖는 유리 분말이 사용될 수 있다.
분무 코팅은 약 10 mm/s~약 100 mm/s의 점성에서 SMC E-MY2B 리니어 액추에이터로 0.5 mm, 0.8 mm 또는 1 mm의 분무 노즐을 사용하여 Sata MiniJet 3000 분무기로 행해진다. 분무가 완료된 후, 가연성 탄소질 열원은 약 1시간 동안 약 700℃에서 열분해된다.
실시예 4-알루미늄으로 가연성 열원의 코팅
알루미늄의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅은 약 20 미크론의 두께를 갖는 알루미늄 보빈 밴드로부터 알루미늄 배리어를 레이저 절단함으로써 실시예 1에 기재된 대로 제조된 가연성 탄소질 열원의 후면에 제공된다. 알루미늄 배리어는 약 7.8 ㎜의 직경 및 실시예 1의 가연성 탄소질 열원의 단면을 매치하기 위해 그것의 중심부에서 약 1.8 ㎜의 외부 직경을 갖는 단일 구멍을 갖는다. 대체 구현예에 있어서, 알루미늄 배리어는 3개의 구멍을 갖고, 이것은 가연성 탄소질 열원에 제공되는 3개의 기류 채널과 정렬되도록 위치된다. 알루미늄 배리어 코팅은 임의의 적당한 점착을 사용하여 가연성 탄소질 열원의 후면에 알루미늄 배리어를 부착함으로써 형성된다.
실시예 5-연기 화합물을 측정하기 위한 방법
흡연 조건
흡연 및 흡연기 사양에 대한 조건은 ISO 기준 3308(ISO 3308:2000)으로 설정된다. 조건 및 시험에 대한 분위기는 ISO 기준 3402로 설정된다. 페놀은 캠브리지 필터 패드를 사용하여 트랩된다. 포름알데히드, 아크롤레인, 아세트알데히드 및 프로피온알데히드를 포함하는 에어로졸에서 카르보닐의 정량법은 UPLC-MSMS에 의해 행해진다. 카테콜, 히드로퀴논 및 페놀과 같은 페놀 성분의 정량법은 LC-형광에 의해 행해진다. 연기에서 일산화탄소는 가스 샘플링 백을 사용하여 트랩되고 ISO 기준 8454(ISO 8454:2007)로 설정된 바와 같이 비분산 적외선 가스 분석계를 사용하여 측정된다.
흡연 규정
캐나다 보건부 흡연 규정 하에 시험된 권련은 55 ㎖의 퍼프 부피, 2초의 퍼프 지속 및 30초의 퍼프 간격으로 12퍼프에 걸쳐서 흡연된다. 극도의 흡연 규정 하에서 시험된 궐련은 80 ㎖의 퍼프 부피, 3.5초의 퍼프 지속 및 23초의 퍼프 간격으로 20퍼프에 걸쳐서 흡연된다.
실시예 6-점화 보조제를 가진 가연성 열원의 제조
점화 보조제를 포함하는 탄소질 가연성 열원은 근본적으로 WO2009/074870 A2에 개시된 대로 525 g 탄소 분말, 225 g 탄산 칼슘(CaCO3), 51.75 g 구연산 칼륨, 84 g 개질된 셀룰로오스, 276 g 밀가루, 141.75 g 당류 및 21 g 콘 오일과 579 g 탈이온수를 혼합함으로써 제조되어 수성 슬러리를 형성한다. 수성 슬러리는 약 8.7 ㎜의 직경을 가진 원형 단면의 중앙 다이 오리피스를 갖는 다이를 통해서 압출되어 약 20 cm 내지 약 22 cm의 길이 및 약 9.1 mm 내지 약 9.2 mm의 직경을 갖는 원통형 로드를 형성한다. 단일 종 방향의 기류 채널은 다이 오리피스의 중앙으로 탑재된 주축에 의해 원통형 로드로 형성된다. 주축은 약 2 mm 또는 약 3.5 mm의 외부 직경을 가진 원형 단면을 갖는다. 또한, 3개의 기류 채널은 다이 오리피스의 정각에서 탑재된 약 2 mm의 외부 직경을 갖는 원형 단면의 3개의 주축을 사용하여 원통형 로드로 형성된다. 원통형 로드의 압출 중에, 녹지 점토계 코팅 슬러리는 주축의 중심부를 통해서 연장되는 공급 통로를 통해서 공급되어서 단일 종 방향의 기류 채널의 내부 표면에 약 150 미크론 내지 약 300 미크론의 두께를 갖는 얇은 제2 배리어 코팅을 형성한다. 원통형 로드를 약 12시간 내지 약 72시간 동안 약 40%~약 50% 상대 습도 하에서 약 20℃ 내지 약 25℃에서 건조시킨 다음, 약 240분 동안 약 750℃의 질손 분위기 하에서 열분해된다. 열분해 후, 원통형 로드는 그라인딩기를 사용하여 규정된 직경으로 절단되고 성형되어서 약 11 mm의 길이, 7.8 mm의 직경, 및 약 400 mg의 건조 질량을 갖는 개별 가연성 탄소질 열원을 형성한다. 개별 가연성 탄소질 열원을 약 1시간 동안 약 130℃에서 건조시킨 다음 38 질량%의 농도를 갖는 질산 수용액에 넣고 질산 칼륨(KNO3)으로 포화시킨다. 약 5분 후, 개별 가연성 탄소질 열원은 용액으로부터 제거되고 약 1시간 동안 130℃에서 건조된다. 건조 후, 개별 가연성 탄소질 열원을 38 질량%의 농도를 갖는 질산 수용액에 다시 한번 넣고 질산 칼륨(KNO3)으로 포화시킨다. 약 5분 후, 개별 가연성 탄소질 열원을 용액으로부터 제거하고 약 1시간 동안 약 130℃에서 건조시키며, 이어서약 1시간 동안 약 160℃에서 건조하고 최종적으로 약 1시간 동안 약 200℃에서 건조시킨다.
실시예 7-점토 또는 유리의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅을 가진 가연성 열원으로 흡연 물품에서의 연기 화합물
점화 보조제를 포함하는 가연성 원통형 탄소질 열원은 1.85 mm의 직경을 갖는 단일 종 방향의 기류 채널 및 벤토나이트/카올리나이트 제2 배리어 코팅으로 실시예 6에 기재된 대로 제조된다. 가연성 원통형 탄소질 열원은 실시예 2에 기재된 대로 점토의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅으로 제공된다. 추가적으로, 1.85 mm의 직경을 갖는 단일 종 방향의 기류 채널 및 유리 제2 배리어 코팅으로 실시예 6에 기재된 대로 점화 보조제를 포함하는 가연성 우너통형 탄소질 열원은 실시예 3에 기재된 대로 신터드 유리의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅으로 제공된다. 모든 경우에 있어서, 가연성 원통형 탄소질 열원의 길이는 11 mm이다. 점토의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅은 약 50 미크론 내지 약 100 미크론의 두께를 갖고 유리의 비강녀성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅은 약 20 미크론, 약 50 미크론 또는 약 100 미크론의 두께를 갖는다. 상술한 가연성 원통형 탄소질 열원을 포함하는 70 mm의 총 길이를 갖는 도 1a) 및 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품은 수동으로 조립된다. 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 길이는 10 ㎜이고 약 60 중량%의 황색종 담배, 약 10 중량%의 오리엔트 담배 및 약 20 중량%의 볕말림종 담배를 포함한다. 흡연 물품의 열 전도성 요소의 길이는 9 ㎜이고, 그 중 4 ㎜는 가연성 열원의 후면부를 차지하며 5 ㎜는 에어로졸 형성 기질의 인접한 전면부를 차지한다. 이 실시예에서 상기 설명에 명기된 것을 제외하고, 흡연 물품의 특성은 상기 표 1에 개재된 것에 따른다. 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅 말고 동일한 구조의 흡연 물품은 비교를 위해 수동으로 조립된다.
얻어진 흡연 물품은 캐나다 보건부 흡연 규정 하에 실시예 5에 기재된 대로 흡연된다. 흡연 전, 흡연 물품의 가연성 열원은 일상적인 노란 불꽃의 라이터를 사용하여 점화된다. 흡연 물품의 주류 에어로졸에서 포름알데히드, 아세트알데히드, 아크롤레인 및 프로피온알데히드는 실시예 5에 기재된 대로 측정된다. 결과를 하기 표 4에 요약하고 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅을 가진 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품의 주류 에어로졸에서 아세트알데히드 및 특히 포름알데히드와 같은 카르보닐은 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅이 없는 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품의 주류 에어로졸과 비교해서 상당하게 감소한다는 것을 나타낸다.
실시예 8-알루미늄의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅을 가진 가연성 열원을 가진 흡연 물품의 연기 화합물
11 mm의 길이를 갖는 실시예 7에 기재된 대로 제조된 가연성 원통형 탄소질 열원(질산으로 처리되지 않는), 1.85 mm의 직경을 갖는 단일의 종 방향의 기류 채널 및 운모상 산화철 코팅(Miox, Karntner Montanindustrie, Wolfsberg, Austria)의 제2 배리어 코팅은 실시예 4에 기재된 대로 약 20 미크론의 두께를 갖는 알루미늄의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅으로 제공된다. 상술한 가연성 원통형 탄소질 열원을 포함하는 70 mm의 총 길이를 갖는 도 1a) 및 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 구현예에 의한 흡연 물품은 수동으로 조립된다. 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 길이는 10 mm이고 약 60 중량%의 황색종 담배, 약 10 중량%의 오리엔트 담배 및 약 20 중량%의 볕말림종 담배를 함유한다. 흡연 물품의 열 전도성 요소의 길이는 9 mm이고, 그 중 4 mm는 가연성 열원의 후면부를 차지하며 5 mm는 에어로졸 형성 기질의 인접한 전면부를 차지한다. 이 실시예 내에서 상기 설명에 명기된 것을 제외하고, 흡연 물품의 특성은 상기 표 1에 개재된 것에 따른다. 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅 말고 동일한 구조의 흡연 물품은 비교를 위해 수동으로 조립된다.
흡연 물품은 캐나다 보건부 흡연 규정 및 강한 흡연 규정 하 실시예 5에 기재된 대로 흡연된다. 흡연 전, 가연성 열원은 일상적인 노란 불꽃의 라이터를 사용하여 점화된다. 흡연 물품의 주류 에어로졸에서 포름알데히드, 아세트알데히드, 아크롤레인, 프로피온알데히드, 페놀, 카테콜 및 히드로퀴논은 실시예 5에 기재된 대로 측정된다. 결과를 하기 표 5에 요약한다. 캐나다 보건부 및 강한 흡연 규정 하에 표 5에서 볼 수 있듯이, 가연성 열원의 후면에 알루미늄의 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅의 포함은 주류 에어로졸에서 포름알데히드 및 아세트알데히드와 같은 페놀 성분 및 카르보닐의 상당한 감소를 이끈다.
**실시예 7 및 실시예 8에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의한 흡연 물품의 가연성 열원을 적어도 실질적으로 가연성 열원의 전체 후면에 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제1 배리어 코팅 및 가연성 열원을 통해 적어도 실질적으로 기류 채널의 전체 내면에 비가연성, 실질적으로 공기 불투과성, 제2 배리어 코팅을 제공함으로써 흡연 물품을 통한 하나 이상의 기류 경로를 분리시키는 것은 주류 에어로졸에서 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드 및 페놀 성분과 같은 카르보닐 화합물의 형성을 결과적으로 상당하게 감소시킨다.
상기 기재된 구현예 및 실시예를 설명하지만 본 발명에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 구현예는 그 정신 및 범위로부터 벗어나는 것 없이, 그것은 여기 기재된 특정 구현예를 제한하지 않는다고 이해된다.
2, 32, 34, 36, 38, 42, 56: 흡연 물품
4, 40: 가연성 탄소질 열원 4b: 후면부
6: 에어로졸 형성 기질 6a: 전면부
8: 장형 신장실 10: 마우스피스
12: 외부 포장재 14: 제1 배리어 코팅
16: 중앙 기류 채널 18: 제2 배리어 코팅
20: 담배 재료 22, 30, 50: 필터 플러그 랩
24: 열 전도성 요소 26, 58: 중공 튜브
28, 48, 62: 원통형 플러그 44: 기류 지시 요소
46: 중공형 원뿔대 52, 64: 내부 포장재
54: 제3 공기 유입구
4, 40: 가연성 탄소질 열원 4b: 후면부
6: 에어로졸 형성 기질 6a: 전면부
8: 장형 신장실 10: 마우스피스
12: 외부 포장재 14: 제1 배리어 코팅
16: 중앙 기류 채널 18: 제2 배리어 코팅
20: 담배 재료 22, 30, 50: 필터 플러그 랩
24: 열 전도성 요소 26, 58: 중공 튜브
28, 48, 62: 원통형 플러그 44: 기류 지시 요소
46: 중공형 원뿔대 52, 64: 내부 포장재
54: 제3 공기 유입구
Claims (18)
- 전면 말단 및 후면 말단을 갖는 가연성 열원;
가연성 열원의 후면 말단의 하류에 에어로졸 형성 기질;
가연성 열원의 후면부 및 에어로졸 형성 기질의 전면부 주위와 집적 접촉하고 있는 열 전도성 요소;
에어로졸 형성 기질 및 가연성 열원의 적어도 후면부를 둘러싸는 외부 포장재; 및
사용자가 흡입하기 위해 흡연 물품을 통해서 공기를 빨아들일 수 있는 하나 이상의 기류 경로를 포함하는 흡연 물품으로서,
여기서, 사용시 하나 이상의 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 빨아들인 공기가 가연성 열원과 직접적으로 접촉하지 않도록 가연성 열원은 하나 이상의 기류 경로로부터 분리되고,
상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기질은,
동일한 직경을 가지는 흡연 물품. - 삭제
- 제1항에 있어서, 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 비가연성, 공기 불투과성, 제1 배리어를 더 포함하는 흡연 물품.
- 제3항에 있어서, 제1 배리어는 10 미크론과 500 미크론 사이의 두께를 갖는 흡연 물품.
- 제3항에 있어서, 제1 배리어는 개질된 비정상 평면 열원(MTPS)법을 사용하여 측정한 대로 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 0.1 W/(m·K)와 200 W/(m·K) 사이의 벌크 열 전도성을 갖는 재료로 형성된 흡연 물품.
- 제3항에 있어서, 제1 배리어는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 합금, 알루미나(Al2O3), 수지, 및 미네랄 글루로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료로부터 형성된 흡연 물품.
- 제3항에 있어서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후면에 제공되는 제1 배리어 코팅을 포함하는 흡연 물품.
- 제7항에 있어서, 제1 배리어 코팅은 증기 증착 코팅인 흡연 물품.
- 제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 하나 이상의 기류 경로는 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 포함하는 흡연 물품.
- 제9항에 있어서, 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이에 비가연성, 공기 불투과성, 제2 배리어를 포함하는 흡연 물품.
- 제10항에 있어서, 제2 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공되는 제2 배리어 코팅을 포함하는 흡연 물품.
- 제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 가연성 열원의 후면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 포함하는 흡연 물품.
- 제12항에 있어서, 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기질의 상류 말단 사이에 하나 이상의 제1 공기 유입구를 포함하는 흡연 물품.
- 제12항에 있어서, 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 에어로졸 형성 기질의 주변부 주위에 하나 이상의 제2 공기 유입구를 포함하는 흡연 물품.
- 제12항에 있어서, 하나 이상의 기류 경로로 공기를 빨아들이기 위해서 에어로졸 형성 기질의 하류에 하나 이상의 제3 공기 유입구를 포함하는 흡연 물품.
- 제15항에 있어서, 하나 이상의 기류 경로는 하나 이상의 제3 공기 유입구에서 에어로졸 형성 기질로 연장하는 제1 부분 및 에어로졸 형성 기질에서 흡연 물품의 구강 말단으로 연장하는 제2 부분을 포함하는 흡연 물품.
- 제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 에어로졸 형성 기질의 하류에 신장실을 더 포함하는 흡연 물품.
- 제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가연성 열원은 원통형의 탄소질 열원인 흡연 물품.
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