KR102116700B1 - 기류 유도 요소를 포함하는 흡연 물품 - Google Patents

Abstract

마우스 말단 및 원위 말단을 갖는 흡연 물품(100)이 제공되어 있다. 흡연 물품은, 열원(102); 에어로졸 형성 기재(104); 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 공기 투과성 세그먼트(128)를 포함하되, 기류 경로를 정의하는 기류 유도 요소(106); 및 공기 투과성 세그먼트 내로 공기를 흡인하기 위한 적어도 하나의 공기 유입부(132)를 포함하고 있다. 기류 경로는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 기류 경로의 제1 부분은 에어로졸 형성 기재를 향해서 적어도 하나의 공기 유입부에서 연장되어 있고, 기류 경로의 제2 부분은 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 에어로졸 형성 기재에서 연장되어 있다. 기류 경로의 제1 부분은 적어도 하나의 공기 유입부에 근접한 부분에서 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단으로 연장되어 있는 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분으로 정의되고, 공기 투과성 세그먼트는 적어도 하나의 공기 유입부에 근접한 부분에서 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단으로 연장되어 있는 고 흡인 저항 부분을 더 포함하고, 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항 대 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항의 비는 1:1 보다 높고 약 50:1 보다 낮다. 사용 시, 사용자가 적어도 하나의 공기 유입부를 통해서 흡연 물품 내로 공기를 흡인하는 흡연 물품의 마우스 말단을 흡인한다. 흡인된 공기는 형성된 에어로졸이 흡인된 공기에 연행되는 에어로졸 형성 기재를 향해서 기류 경로의 제1 부분을 따라서 상류를 통과한다. 흡인된 공기와 연행된 에어로졸은 사용자가 흡입할 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 기류 경로의 제2 부분을 따라서 하류를 통과한다.

Description

기류 유도 요소를 포함하는 흡연 물품{SMOKING ARTICLE COMPRISING AN AIRFLOW DIRECTING ELEMENT}

본 발명은 열원 및 에어로졸 형성 기재를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.

담배가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 있다. 이러한 '가열식' 흡연 물품의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 감성(degradation)으로 인해 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다. 가열식 흡연 물품의 하나의 공지된 유형에서, 가연성 열원으로부터 가연성 열원 내부, 그 주위 또는 그의 하류에 위치하는 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 에어로졸이 발생된다. 흡연 동안에, 휘발성 화합물이 가연성 열원으로부터의 열 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기에 연행된다. 상기 방출된 화합물이 냉각되고, 응축되어 사용자가 흡입하게 되는 에어로졸이 형성된다. 통상적으로, 가연성 열원을 통해서 제공된 하나 이상의 기류 채널을 통해서 이러한 공지의 가열식 흡연 물품 내로 공기가 흡인되고, 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달은 강제 대류(즉, 퍼핑(puffing))와 전도에 의해 일어난다.

예를 들면, WO-A2-2009/022232는 가연성 열원, 이 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재, 및 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 인접하는 전방 부분 주위와 이들과 직접 접촉하는 열 전도 요소를 포함하는 흡연 물품을 개시하고 있다. 에어로졸 형성 기재에서의 강제 대류 가열 양을 제어하기 위해서, 적어도 하나의 길이 방향 기류 채널을 가연성 열원을 통해서 제공하고 있다.

열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달이 주로 강제 대류에 의해 생기는 공지의 가열식 흡연 물품에서, 대류성 열 전달과 이에 따른 에어로졸 형성 기재의 온도는 사용자의 퍼핑 습관(puffing behaviour)에 따라 상당히 달라질 수 있다. 그 결과, 사용자가 흡입한 주류 에어로졸(mainstream aerosol)의 조성과 이에 따른 관능 특성(sensory property)은 불리하게도 사용자의 퍼핑 체제(puffing regime)에 매우 민감할 수도 있다.

가열식 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기가 가열식 흡연 물품의 가연성 열원과 직접 접촉하게 되는 공지의 가열식 흡연 물품에서, 사용자에 의한 퍼핑은 가연성 열원의 연소를 활성화시킨다. 따라서, 강렬한 퍼핑 체제는 충분히 높은 대류성 열 전달로 이어져서, 불리하게도 에어로졸 형성 기재의 열분해 및 잠재적으로 매우 국소적인 연소로 이어지게 되는, 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 초래한다. 본원에서 사용되는, 용어 '급등(spike)'은 에어로졸 형성 기재의 온도의 잠깐 동안의 상승을 설명하는 데에 사용된다.

이러한 공지의 가열식 흡연 물품에 의해 발생된 주류 에어로졸 내에서의 원하지 않는 열분해 및 제품에 의한 연소 수준 또한 사용자가 채택한 특정 퍼핑 체제에 따라 상당히 불리하게 변할 수도 있다.

에어로졸 형성 기재의 온도와 이에 따른 에어로졸의 조성이 사용자의 퍼핑 체제에 의해 크게 영향을 받지 않는, 열원 및 이 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 가열식 흡연 물품이 필요하다. 특히, 사용자가 현실적으로 채택할 수 있는 가장 넓은 범위의 흡연 조건 하에서 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해가 실질적으로 일어나지 않는, 열원 및 이 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 가열식 흡연 물품이 필요하다.

본 발명에 따르면, 마우스 말단(mouth end) 및 원위 말단(distal end)을 갖는 흡연 물품이 제공된다. 상기 흡연 물품은, 열원; 에어로졸 형성 기재; 이 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 공기 투과성 세그먼트(air-permeable segment)를 포함하되, 기류 경로를 정의하는 기류 유도 요소; 및 공기를 공기 투과성 세그먼트 내로 흡인하기 위한 적어도 하나의 공기 유입부(air inlet)를 포함하고 있다. 기류 경로는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 기류 경로의 제1 부분은 적어도 하나의 공기 유입부에서 에어로졸 형성 기재를 향해서 연장되어 있고, 기류 경로의 제2 부분은 에어로졸 형성 기재에서 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 연장되어 있다. 기류 경로의 제1 부분은 적어도 하나의 공기 유입부에 근접한 부분(proximate)에서 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단으로 연장되어 있는 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분(low resistance-to-draw portion)으로 정의되고, 공기 투과성 세그먼트는 적어도 하나의 공기 유입부에 근접한 부분에서 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단으로 연장되어 있는 고 흡인 저항 부분을 더 포함하고 있다. 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항 대 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항의 비는 1:1 보다 높고 약 50:1 보다 낮다. 바람직하게는, 기류 경로의 제2 부분은 실질적으로 중공관으로 정의된다.

사용 시, 공기가 적어도 하나의 공기 유입부를 통해서 기류 유도 요소로 흡인된다. 흡인된 공기의 적어도 일부분은 에어로졸 형성 기재를 향하는, 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분을 통해서 기류 경로의 제1 부분을 따라서 상류로 흐른다. 공기는 에어로졸 형성 기재를 통해서 흐르고, 그런 다음 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 기류 경로의 제2 부분을 따라서 하류로 흐른다. 바람직한 구현예에서, 대부분의 공기는 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분을 통해서 흐른다.

도 1은 본 발명에 따른 흡연 물품의 개략적인 길이 방향 단면도를 보여주며;
도 2는 상이한 흡인 저항을 가진 부분을 갖는 대안적인 기류 유도 요소의 개략적인 길이 방향 단면도를 보여주고 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '공기 투과성 세그먼트(air-permeable segment)'는 공기가 공기 투과성 세그먼트를 통과하는 것을 완전히 차단하는 방식으로 차단되지 않거나, 플러그되지 않거나 또는 밀봉되지 않는 세그먼트를 지칭한다. 이와 같이, 공기 투과성 세그먼트의 각 부분은 유한한 흡인 저항을 갖는다. 이렇게 플러그나 밀봉 없이 공기 투과성 세그먼트를 제조하면 유리하게도 제조 복잡도를 감소시킨다. 또한, 이러한 플러그나 밀봉 없이 공기 투과성 세그먼트를 제조하면 유리하게도 밀봉을 형성하는 데에 사용하기 위한 물질을 선택하고 시험해서 흡연 물품에 사용할 때 적합성을 결정하는 부담스러운 절차를 진행할 필요를 줄이거나 없앨 수 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 공기 투과성 세그먼트는 말단이 개방되어 공기가 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단에서 하류 말단으로 통과할 수 있게 한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '기류 경로'는 사용자가 흡입하는 동안 흡연 물품을 통해 공기가 흡인되는 루트를 설명하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '근접한 부분'은 매우 가깝거나, 또는 서로 인접하는 구성요소들을 지칭하는 데에 사용된다.

흡인 저항은 ISO 6565:2011에 따라 측정되고, 통상적으로 mmH₂O의 단위로 표현된다. 공기 투과성 세그먼트의 흡인 저항은, 기류 경로의 제2 부분이 밀봉되어 기류 유도 요소의 공기 투과성 세그먼트를 통해서만 공기가 흐르는 동안에 기류 유도 요소의 하나의 말단을 흡인함으로써 측정될 수 있다. 바람직하게는, 공기 투과성 세그먼트의 흡인 저항은 세그먼트의 길이를 따라서 균일하다. 이러한 구현예들에서, 저 흡인 저항 부분 및 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항은 각각 공기 투과성 세그먼트 내의 그들의 각각의 길이에 비례할 것이다. 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입부가 기류 유도 요소의 상류 말단을 향해서 위치하고 있다. 이와 같이, 적어도 하나의 공기 유입부의 상류에 있는 공기 투과성 세그먼트 부분의 흡인 저항은 적어도 하나의 공기 유입부의 하류에 있는 공기 투과성 세그먼트 부분의 흡인 저항 보다 낮아야만 한다.

공기 투과성 세그먼트의 흡인 저항이 그 세그먼트의 길이를 따라 균일하지 않은 다른 구현예들에서는, 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항은, 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단에 가장 가까운 적어도 하나의 공기 유입부에 대응하는 장소에서 기류 유도 요소를 가로방향으로 절단하여 나머지의 공기 투과성 세그먼트로부터 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분을 분리하고, 기류 경로의 제2 부분을 밀봉해서 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분을 통해서만 공기가 흐르게 하면서 절단된 저 흡인 저항 부분의 하나의 말단을 흡인함으로써 측정될 수 있다. 마찬가지로, 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항은, 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단에 가장 가까운 적어도 하나의 공기 유입부에 대응하는 장소에서 기류 유도 요소를 가로방향으로 절단하여 나머지의 공기 투과성 세그먼트로부터 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분을 분리하고, 기류 경로의 제2 부분을 밀봉해서 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분을 통해서만 공기가 흐르게 하면서 절단된 고 흡인 저항 부분의 하나의 말단을 흡인함으로써 측정될 수 있다.

흡연 물품은 복수의 행으로 된 공기 유입부(air inlet)를 포함할 수도 있는데, 각 행은 복수의 공기 유입부를 포함하고 있다. 이 구현예에서, 행들은 바람직하게는 기류 유도 요소를 둘러싸고 있다. 공기 유입부들의 행들은 기류 유도 요소의 길이 방향 길이를 따라서 약 0.5 mm와 약 5.0 mm 사이만큼 분리될 수도 있다. 바람직하게는, 유입부들의 행들은 약 1.0 mm만큼 분리되어 있다. 상기에서 이해되는 바와 같이, 이 구현예에서, 저 흡인 저항 부분은 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단에 가장 가까운 공기 유입부들의 행에서 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단으로 연장되어 있고, 고 흡인 저항 부분은 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단에 가장 가까운 공기 유입부들의 행에서 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단으로 연장되어 있다. 따라서, 공기 유입부들의 행들 사이의 공기 투과성 세그먼트 부분은 고 흡인 저항 부분 또는 저 흡인 저항 부분의 흡입 저항의 측정에 포함되지 않는다.

이러한 기류 유도 요소를 갖는 흡연 물품을 제공하면 적어도 하나의 공기 유입부를 통해서 흡인되고 에어로졸 형성 기재를 향하여 기류 유도 요소의 저 흡인 저항 부분을 통해서 상류로 대부분 통과하는 냉각 공기가 생긴다. 유리하게는, 에어로졸 형성 기재를 통해서 흡인된 냉각 공기는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도를 감소시킨다. 이는 사용자가 퍼핑하는 동안 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수 있고, 그래서 유리하게는 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해를 방지하거나 감소시킬 수도 있다. 또한, 유리하게는, 에어로졸 형성 기재를 통해서 흡인된 냉각 공기는 주류 에어로졸의 조성에 대한 사용자의 퍼핑 체제의 영향을 감소시킬 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, '냉각 공기'는 사용자가 퍼핑할 때에 열원에 의해 상당히 가열되지 않은 주위 공기(ambient air)를 설명하는 데에 사용된다.

소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 열원은 기류 경로로부터 격리될 수도 있다. 이는 유리하게는 흡연 물품의 보관 동안에 에어로졸 형성 기재에서 열원으로의 에어로졸 형성제의 이동을 실질적으로 방지하거나 금지시킨다. 열원이 가연성 열원인 경우에도, 유리하게는 가연성 열원의 발화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물이 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기로 들어가는 것을 실질적으로 방지하거나 금지시킨다. 또한, 퍼핑 동안 가연성 열원의 연소의 증강을 실질적으로 방지하거나 금지시키고, 그래서 유리하게는 퍼핑 동안 에어로졸 형성 기재의 온도의 피크를 실질적으로 방지하거나 금지시킨다. 이는 에어로졸 조성에 대한 사용자의 퍼핑 체제의 영향을 감소시킨다. 또한 유리하게는 흡연 물품의 사용 동안에 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 분해가 실질적으로 회피되거나 감소된다.

바람직한 구현예들에서, 가연성 열원은 '블라인드(blind)'이고(즉, 어떠한 기류 채널도 포함하지 않음), 에어로졸 형성 기재의 가열은 주로 전도에 의한 것이며, 강제 대류에 의한(즉, 퍼핑으로부터) 에어로졸 형성 기재의 가열이 최소화된다. 이는 또한 에어로졸 조성에 대한 사용자의 퍼핑 체제의 영향을 더 감소시킨다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, '에어로졸 형성 기재'는 에어로졸을 형성할 수 있는, 가열 시에 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수 있고, 증기(예를 들면, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 물질의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응집된 증기의 액적을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류'와 '전방', 및 '하류'와 '후방'은 사용자가 흡연 물품의 사용 동안에 흡연 물품을 흡인하는 방향에 관하여 흡연 물품의 구성요소들의 상대적인 위치 또는 구성요소들의 부분들을 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 마우스 말단 및 대향하는 원위 말단을 포함하고 있다. 사용 시, 사용자는 흡연 물품의 마우스 말단을 흡인한다. 마우스 말단은 원위 말단의 하류에 있다. 열원은 원위 말단에 또는 그에 근접하게 위치하고 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 열원의 하류에 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '길이'는 흡연 물품의 길이 방향으로의 치수를 설명하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '가로 방향'은 흡연 물품의 길이 방향 축에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '격리된 열원'은 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해 흡인된 공기와 직접 접촉하지 않는 열원을 설명하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '직접 접촉'은 기류 경로를 따라 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기와 열원의 표면 간의 접촉을 설명하는 데에 사용된다.

이하에서 더 설명하는 바와 같이, 본 발명에 따른 흡연 물품은 블라인드 또는 비-블라인드(non-blind)인 열원을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '블라인드'는 사용자에 의한 흡입 동안 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기가 열원을 따라 어떠한 기류 채널도 통과하지 않는 본 발명에 따른 흡연 물품의 열원을 설명하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '비-블라인드'는 사용자에 의한 흡입 동안 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기가 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 통과하는 본 발명에 따른 흡연 물품의 열원을 설명하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '기류 채널'은 사용자에 의한 흡입 동안 공기가 하류로 흡인될 수 있는 열원의 길이를 따라 연장되어 있는 채널을 설명하는 데에 사용된다.

공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항은 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항 보다 크다. 즉, 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단과 적어도 하나의 공기 유입부 간의 흡인 저항은 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단과 적어도 하나의 공기 유입부 간의 흡인 저항 보다 크다. 상술한 바와 같이, 고 흡인 저항 부분과 저 흡인 저항 부분 간의 흡인 저항의 비는 1:1 보다 높고, 약 50:1 보다 낮다. 보다 바람직하게는, 흡인 저항의 비는 약 2:1 보다 높고 약 50:1 보다 낮고, 보다 더 바람직하게는 약 4:1과 약 50:1 사이이다. 특히 바람직한 구현예에서, 그 비는 약 8:1과 약 12:1 사이이다. 약 10:1의 비가 특히 유리한 것으로 알려져 있다.

한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입부는 기류 유도 요소의 상류 말단에서 약 2 mm 내지 약 5 mm 사이이고, 기류 유도 요소의 길이는 약 20 mm 내지 약 50 mm 사이이다. 특히 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입부는 기류 유도 요소의 상류 말단에서 약 5 mm이고, 기류 유도 요소의 길이는 약 26 내지 약 28 mm 사이이다.

놀랍게도, 적어도 하나의 공기 유입부를 기류 유도 요소의 상류 말단에 매우 가깝게 위치시키는 것이 불리하다는 것을 알 수 있었다. 적어도 하나의 공기 유입부는 가연성 열원으로부터의 열 전달의 결과로서 에어로졸 형성 기재로부터 방출된 휘발성 화합물의 구축을 감압하는 데에 도움을 준다. 적어도 하나의 공기 유입부를 기류 유도 요소의 상류 말단에 매우 가깝게 배치하면 측류 에어로졸이 적어도 하나의 공기 유입부를 통해 빠져나갈 수 있게 할 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있다. 이 때문에, 소정의 구현예들에서, 적어도 하나의 공기 유입부를 기류 유도 요소의 상류 말단에서 약 2 mm 보다 가깝게 배치하는 것은 바람직하지 않다.

소정의 바람직한 구현예들에서, 공기 투과성 세그먼트는 실질적으로 균질한 공기 투과성 다공성 물질, 예를 들면 초산 셀룰로오스 토우(tow), 종이, 다공성 세라믹, 담배, 다공성 플라스틱 요소, 다공성 탄소 원소, 다공성 금속 등을 포함한다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분은 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분에 비해서 감소된 기류 단면을 갖는다. 이 구현예에서, 공기 투과성 세그먼트는 바람직하게는 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 적어도 일부분의 기류 단면을 감소시키는 물질을 포함하고 있다. 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 단면을 감소시키는 것은, 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분에 대한 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항을 증가시키는 하나의 또는 추가적인 방법일 수도 있다. 적합한 물질은, 예를 들면 고온용융 풀(hot melt glue), 실리콘, 플라스틱 칩, 또는 흡연 물품에 사용하기에 적합할 수 있는 임의의 다른 물질을 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 예를 들면, 고온용융 풀의 층을 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분 내부의 영역에 적용해서 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 기류 단면을 좁게 할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '기류 단면(airflow cross-section)'은 공기가 흐를 수 있는 공기 투과성 세그먼트의 단면 부분을 지칭한다.

공기 투과성 세그먼트는 확산기(diffuser)일 수 있거나, 또는 적어도 하나의 공기 유입부를 통해서 흡인된 냉각 공기를 확산시키도록 배열된 확산기를 적어도 포함할 수도 있다. 확산기는 바람직하게는 기류 경로의 제1 부분을 따라서 공기가 흐를 때에 공기를 확산시키도록 배열된다. 바람직한 구현예에서, 공기 투과성 세그먼트는 실질적으로 균일하게 분포된 초산 셀룰로오스 토우를 포함하고 있다. 대안적인 구현예에서, 공기 투과성 세그먼트 내에 제공된 초산 셀룰로오스 토우의 밀도는 공기 투과성 세그먼트의 부분들의 흡인 저항을 제어하는 데에 사용될 수도 있다.

대안적인 구현예에서, 공기 투과성 세그먼트는 압착 종이(crimped paper)로 형성된다. 압착 종이는 바람직하게는 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분의 적어도 일부분에 대응하는, 세그먼트의 상류 말단을 향해서 적어도 하나의 공기 유입부에서 연장되어 있는 제1 영역, 및 공기 투과성 세그먼트의 고 흡인 저항 부분의 적어도 일부분에 대응하는, 세그먼트의 하류 말단을 향해서 적어도 하나의 공기 유입부에서 연장되어 있는 제2 영역을 갖는다. 보다 바람직하게는, 제1 영역은 적어도 하나의 공기 유입부에서 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단으로 연장되어 있고, 제2 영역은 적어도 하나의 공기 유입부에서 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단으로 연장되어 있다. 바람직하게는, 제1 영역은 제2 영역 보다 낮은 흡인 저항을 갖는다. 압착 종이는 제2 영역에서 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단으로 연장되어 있는 제3 영역을 가질 수도 있다. 하나의 바람직한 구현예에서, 제3 영역은 제1 영역과 실질적으로 동일한 흡인 저항을 갖는다. 이 구현예에서, 제2 및 제3 영역은 함께 제1 영역의 흡인 저항 보다 큰 결합 흡인 저항을 갖는다. 바람직하게는, 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항은 mm 길이 당 약 6 mm H₂O 내지 약 10 mm H₂O 사이이고, 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항은 mm 길이 당 약 10 mm H₂O 내지 약 18 mm H₂O 사이이다. 특히 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입부의 상류에 있는 공기 투과성 세그먼트 부분의 흡인 저항은 약 10 mm H₂O이고, 적어도 하나의 공기 유입부의 하류에 있는 공기 투과성 세그먼트의 흡인 저항은 약 20 mm H₂O이다.

기류 유도 요소는 바람직하게는 실질적으로 공기 불투과성 래퍼(wrapper) 재료에 의해 원주방향으로(circumferentially) 둘러싸인 말단이 개방된 중공체를 포함하고, 여기서 기류 경로의 제2 부분이 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 내부에 의해 구획된 용적(volume)에 의해 정의된다. 바람직한 구현예에서, 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체는 직원기둥(right circular cylinder)이다. 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 단면은 임의의 형상, 그 중에서도 원형, 타원형, 정사각형, 삼각형, 및 직사각형을 포함하는 형상의 것일 수도 있다. 공기 투과성 세그먼트는 바람직하게는 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 적어도 일부분을 둘러싸고 있다.

기류 경로의 제1 부분은 적어도 하나의 공기 유입부에서 적어도 에어로졸 형성 기재에 근접한 부분으로 길이 방향으로 상류로 연장될 수도 있다. 바람직하게는, 기류 경로의 제1 부분은 적어도 하나의 공기 유입부로부터 에어로졸 형성 기재로 길이 방향으로 상류로 연장되어 있다.

기류 경로의 제2 부분은 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 에어로졸 형성 기재에 적어도 근접한 부분으로부터 길이 방향으로 하류로 연장될 수도 있다. 바람직하게는, 기류 경로의 제2 부분은 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 에어로졸 형성 기재에서 길이 방향으로 하류로 연장되어 있다.

소정의 구현예들에서, 기류 경로의 제2 부분은 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 에어로졸 형성 기재 내부에서 길이 방향으로 하류로 연장될 수도 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 기류 경로의 제1 부분은 적어도 하나의 공기 유입부에서 에어로졸 형성 기재로 길이 방향으로 상류로 연장되어 있고, 기류 경로의 제2 부분은 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 에어로졸 형성 기재 내부에서 길이 방향으로 하류로 연장되어 있다.

사용 시, 열원으로부터 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 에어로졸이 발생된다. 에어로졸 형성 기재에 대하여 기류 경로의 제2 부분의 상류 말단의 위치를 조정함으로써, 에어로졸이 에어로졸 발생 기재로부터 빠져나가는 장소를 제어할 수도 있다. 이는 유리하게는 원하는 에어로졸 전달 물질을 갖는 본 발명에 따른 흡연 물품을 생산할 수 있게 한다.

바람직한 구현예들에서, 적어도 하나의 공기 유입부를 통해 기류 경로의 제1 부분으로 흡인된 냉각 공기는 에어로졸 형성 기재에 대해서 기류 경로의 제1 부분을 통해서 상류로 통과하고, 에어로졸 형성 기재를 통과하며, 그런 다음 기류 경로의 제2 부분을 통해서 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 하류로 통과한다.

바람직한 구현예에서, 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분은 동심원이다. 그러나, 다른 구현예들에서는 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분이 동심원이 아닐 수도 있음이 이해될 것이다. 예를 들면, 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분은 평행할 수도 있고 동심원이 아닐 수도 있다.

기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분이 동심원인 경우, 바람직하게는 기류 경로의 제1 부분은 기류 경로의 제2 부분을 둘러싼다. 그러나, 다른 구현예들에서는 기류 경로의 제2 부분이 기류 경로의 제1 부분을 둘러쌀 수도 있음이 이해될 것이다.

하나의 특히 바람직한 구현예에서, 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분은 동심원이고, 기류 경로의 제2 부분이 흡연 물품 내부에 실질적으로 중앙에 위치하고, 기류 경로의 제1 부분이 기류 경로의 제2 부분을 둘러싼다. 이 배열은 본 발명에 따른 흡연 물품이 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 인접하는 전방 부분 주위 및 그들과 직접 접촉하는 열 전도 요소를 더 포함하는 경우에 특히 유리하다.

기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분은 실질적으로 일정한 가로 방향 단면을 가질 수도 있다. 예를 들면, 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분이 동심원인 경우, 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분 중 하나가 실질적으로 일정한 원형 단면을 가질 수도 있고, 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분 중 다른 하나가 실질적으로 일정한 환형(annular) 단면을 가질 수도 있다.

실질적으로 공기 불투과성 중공체는 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 공기 불투과성 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질이 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 판지, 플라스틱, 세라믹, 금속, 탄소, 및 그들의 조합을 포함한다.

말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체가 실린더인 경우, 실린더는 약 2 mm 내지 약 5 mm 사이의 직경, 예를 들면 약 2.5 mm 내지 약 4.5 mm 사이의 직경을 가질 수도 있다. 실린더는 원하는 흡연 물품의 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수도 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품은 열원의 적어도 후방 부분, 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 흡연 물품의 임의의 다른 구성요소들을 둘러싸는 외부 래퍼를 포함하고 있다. 바람직하게는, 외부 래퍼는 실질적으로 공기 불투과성이다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성된 외부 래퍼를 포함할 수도 있다. 적합한 물질이 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 궐련 종이를 포함한다. 외부 래퍼는 흡연 물품을 조립할 때에 흡연 물품의 열원 및 에어로졸 형성 기재를 잡아주어야 한다.

기류 경로의 제1 부분으로 공기를 흡인하기 위해서 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유입부는 공기가 기류 경로의 제1 부분으로 흡인될 수 있는 본 발명에 따른 흡연 물품의 구성요소들을 둘러싸는 외부 래퍼 및 임의의 다른 물질에 제공된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '공기 유입부(air inlet)'는 공기가 기류 경로의 제1 부분으로 흡인될 수 있는 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 본 발명에 따른 흡연 물품의 구성요소들을 둘러싸는 외부 래퍼 및 임의의 다른 물질들 내의 하나 이상의 구멍(hole), 슬릿(slit), 슬롯(slot) 또는 다른 개구(aperture)를 설명하는 데에 사용된다.

공기 유입부들의 수, 형상, 크기 및 위치를 적절하게 조정해서 양호한 흡연 성능을 달성하도록 할 수도 있다.

사용 시, 사용자가 본 발명에 따른 가장 바람직한 흡연 물품의 마우스 말단을 흡인하면, 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유입부를 통해 흡연 물품으로 냉각 공기가 흡인된다. 흡인된 공기는 대부분 중공관의 외부와 흡연 물품의 외부 래퍼 또는 기류 유도 요소의 내부 래퍼 사이의 공기 투과성 세그먼트를 따라 에어로졸 형성 기재에 대해서 상류를 통과한다. 사용자가 흡입하는 동안에 흡인된 공기가 에어로졸 형성 기재를 통과하고, 그런 다음 중공관의 내부를 통해서 하류로 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 통과한다.

열원은 가연성 열원, 화학 열원, 전기 열원, 히트 싱크 또는 이들의 임의의 조합일 수도 있다.

바람직하게는, 열원은 가연성 열원일 수도 있다. 보다 바람직하게는, 가연성 열원은 탄소질 열원이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '탄소질'은 탄소를 포함하는 가연성 열원을 설명하는 데에 사용된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은 가연성 열원의 적어도 약 35 건조 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 약 40 건조 중량%, 가장 바람직하게는 약 45 건조 중량%의 탄소 함량을 갖는다.

일부 구현예에서, 본 발명에 따른 가연성 열원은 가연성의 탄소계 열원이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '탄소계 열원'은 주로 탄소로 이루어진 열원을 설명하는 데에 사용된다.

본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소계 열원은 가연성의 탄소계 열원의 적어도 약 50 건조 중량%, 바람직하게는 적어도 약 60 건조 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 약 70 건조 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 약 80 건조 중량%의 탄소 함량을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 하나 이상의 적합한 탄소 함유 물질로 형성된 가연성의 탄소질 열원을 포함할 수도 있다.

원하는 경우, 하나 이상의 바인더가 하나 이상의 탄소 함유 물질과 조합될 수도 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 바인더는 유기 바인더이다. 알려진 적합한 유기 바인더는 이에 한정되지는 않지만, 검(예를 들면, 구아 검), 개질된 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체(예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스) 가루(flour), 전분, 설탕, 식물성 오일 및 그들의 조합을 포함한다.

하나 이상의 바인더 대신에, 또는 그에 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 열원은 이 가연성 열원의 특성을 향상시키기 위해서 하나 이상의 첨가제를 포함할 수도 있다. 적합한 첨가제는 이에 한정되지는 않지만, 가연성 열원의 고화(consolidation)를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 소결보조제), 가연성 열원의 발화를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 과염소산염, 염소산염, 질산염, 과산화물, 과망간산염, 지르코늄 및 그들의 조합과 같은 산화제), 가연성 열원의 연소를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 구연산 칼륨과 같은, 칼륨 및 칼륨염), 및 가연성 열원의 연소에 의해 생성된 하나 이상의 가스의 분해를 촉진하는 첨가제(예를 들면, CuO, Fe₂O₃ 및 Al₂O₃과 같은 촉매)을 포함한다.

하나의 바람직한 구현예에서, 가연성 열원은 탄소 및 적어도 하나의 발화 보조제를 포함하는 원통형의 가연성 열원이고, 원통형의 가연성 열원은 전방 말단면(즉, 상류 말단면) 및 대향하는 후방 면(즉, 하류 말단면)을 가지며, 여기서 전방 면과 후방 면 사이의 원통형의 가연성 열원의 적어도 일부가 내연 래퍼(combustion resistant wrapper)로 포장되고, 여기서 원통형의 가연성 열원의 전방 면의 발화 시, 원통형의 가연성 열원의 후방 면이 제1 온도까지 온도를 증가시키고, 여기서 원통형의 가연성 열원의 후속하는 연소 동안 원통형의 가연성 열원의 후방 면이 제1 온도 보다 낮은 제2 온도를 유지한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '발화 보조제(ignition aid)'는 가연성 열원의 발화 동안에 에너지와 산소 중 하나 또는 양쪽 모두를 방출하는 물질을 나타내는 데에 사용되고, 여기서 물질에 의한 에너지와 산소 중 하나 또는 양쪽 모두의 방출 속도는 주위 산소 확산에 제한받지 않는다. 즉, 가연성 열원의 발화 동안에 물질에 의한 에너지와 산소 중 하나 또는 양쪽 모두의 방출 속도는 주위 산소가 물질에 도달할 수 있는 속도에 거의 독립적이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '발화 보조제'는 가연성 열원의 발화 동안에 에너지를 방출하는 원소 금속(elemental metal)을 설명하는 데에 또한 사용되고, 여기서 원소 금속의 발화 온도는 약 500℃ 보다 낮고, 원소 금속의 연소 열은 적어도 약 5 kJ/g이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '발화 보조제'는, 탄소 연소를 변형시킨다고 여겨지는, 카르복실산의 알킬리금속염(알칼리 금속 구연산염(alkali metal citrate salt), 알칼리 금속 초산염(alkali metal acetate salt) 및 알칼리 금속 호박산염(alkali metal succinate salt) 등), 알칼리 금속 할라이드염(alkali metal halide salt)(알칼리 금속 염화염(alkali metal chloride salt) 등), 알칼리 금속 탄산염(alkali metal carbonate salt) 또는 알칼리 금속 인산염(alkali metal phosphate salt)을 포함하지 않는다.

적합한 산화제의 예로는, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들어 질산칼륨, 질산칼슘, 질산스트론튬, 질산나트륨, 질산바륨, 질산리듐, 질산알루미늄 및 질산철과 같은 질산염; 아질산염; 다른 유기 및 무기 니트로 화합물; 예를 들어 염소산나트륨 및 염소산칼륨과 같은 염소산염; 예를 들어 과염소산나트륨과 같은 과염소산염; 아염소산염; 예를 들어 브롬산나트륨 및 브롬산칼륨과 같은 브롬산염; 과브롬산염; 아브롬산염; 예를 들어 붕산나트륨 및 붕산칼륨과 같은 붕산염; 예를 들어 철산바륨과 같은 철산염; 아철산염; 예를 들어 망간산칼륨과 같은 망간산염; 예를 들어 과망간산칼륨과 같은 과망간산염; 예를 들어 과산화벤졸 및 과산화아세톤과 같은 유기 과산화물; 예를 들어 과산화수소, 과산화스트론튬, 과산화마그네슘, 과산화칼슘, 과산화바륨, 과산화아연 및 과산화리튬과 같은 무기 과산화물; 예를 들어 초산화칼륨 및 초산화나트륨과 같은 초산화물; 요오드산염; 과옥소산염; 아요오드산염(iodite); 황산염; 아황산염(sulfite); 기타 설폭사이드(sulfoxide); 인산염; 과인산염(phospinate); 및 아인산염(phosphite); 포스파니트(phosphanite)을 포함한다.

본 발명에 따른 흡연 물품에서, 열원은 바람직하게는 사용자가 흡입하는 동안 흡연 물품을 통해 공기가 흡인될 수 있는 모든 기류 경로로부터 격리되어, 사용 시, 흡연 물품을 통하여 흡인된 공기가 열원과 직접 접촉하지 않게 된다.

열원이 가연성 열원인 구현예들에서, 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로부터 가연성 열원이 격리되면 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 발화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물 및 다른 물질이 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로 들어가는 것을 실질적으로 방지하거나 금지시킨다.

흡연 물품을 통해 흡인된 공기로부터 가연성 열원이 격리되면 또한 유리하게는 사용자가 퍼핑하는 동안 본 발명에 따른 가연성 열원의 연소 활성화를 실질적으로 방지하거나 금지한다. 이는 사용자가 퍼핑하는 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 금지한다.

가연성 열원의 연소 활성화를 방지하거나 금지시키고, 그래서 에어로졸 형성 기재의 과도한 온도 증가를 방지하거나 금지시킴으로써, 강렬한 퍼핑 체제 하에서 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해가 유리하게 회피될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성에 대한 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향이 유리하게 최소화되거나 감소될 수도 있다.

흡연 물품을 통해 흡인된 공기로부터 열원을 격리함으로써 에어로졸 형성 기재로부터 열원을 격리하게 된다. 에어로졸 형성 기재로부터 열원 격리함으로써 유리하게는 흡연 물품의 보관 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 구성요소의 열원으로의 이동을 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수도 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로부터 열원을 격리함으로써 유리하게는 흡연 물품의 사용 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 구성요소의 열원으로의 이동을 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수도 있다.

이하에서 더 설명되는 바와 같이, 흡연 물품 및 에어로졸 형성 기재를 통해 흡인된 공기로부터 열원을 격리하는 것은 에어로졸 형성 기재가 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.

열원이 가연성 열원이고 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 하류에 있는 구현예들에서, 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로부터 가연성 열원을 격리시키기 위해서, 본 발명의 흡연 물품은 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기재의 상류 말단 사이에 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어(non-combustible, substantially air impermeable, barrier)를 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '불연성'은 연소 및 발화 동안에 가연성 열원에 의해 도달된 온도에서 실질적으로 불연성인 배리어를 설명하는 데에 사용된다.

배리어는 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기재의 상류 말단 중 하나 또는 양쪽 모두와 접경(abut)할 수도 있다.

배리어는 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기재의 상류 말단 중 하나 또는 양쪽 모두에 부착되거나 달리 첨부될 수도 있다.

일부 구현예에서, 배리어는 가연성 열원의 후방 면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 바람직하게는 제1 배리어가 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방 면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 배리어는 가연성 열원의 전체 후방 면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '코팅층'은 가연성 열원을 덮고 그에 부착되는 물질의 층을 설명하는 데에 사용된다.

배리어는 유리하게는 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 발화 또는 연소 동안에 노출되는 온도를 제한할 수도 있고, 그에 따라 흡연 물품의 사용 동안에 에어로졸 형성 기재의 열적 감성 또는 연소를 회피하거나 감소시키는 것을 도울 수도 있다. 이는 가연성 열원이 이 가연성 열원의 발화에 도움을 주는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.

흡연 물품의 원하는 특징 및 성능에 따라서, 배리어는 낮은 열 전도성 또는 높은 열 전도성을 가질 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 배리어를 포함하는 물질은 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃에서 약 0.1W/m.K와 약 200W/m.K 사이의 벌크 열 전도성 및 50%의 상대 습도를 가질 수도 있다.

배리어의 두께는 양호한 흡연 성능을 달성하도록 적절하게 조정될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 배리어는 약 10 ㎛과 약 500 ㎛ 사이의 두께를 가질 수도 있다.

배리어는 발화 및 연소 동안에 가연성 열원에 의해 달성된 온도에서 실질적으로 열적으로 안정되고 불연성인 하나 이상의 적합한 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 이에 한정되지 않지만, 당 기술분야에서 알려져 있고, 점토(예를 들면, 벤토나이트 및 카올리나이트 등), 유리, 미네랄, 세라믹 물질, 수지, 금속 및 그들의 조합을 포함한다.

배리어가 형성될 수 있는 바람직한 물질은 점토 및 유리를 포함한다. 배리어가 형성될 수 있는 보다 바람직한 재료는 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 합금, 알루미나(Al₂O₃), 수지, 및 미네랄 접착제를 포함한다.

한 구현예에서, 배리어는 가연성 열원의 후방 면에 제공된 벤토나이트와 카올리나이트의 50/50 혼합물을 포함하는 점토 코팅층을 포함한다. 하나의 보다 바람직한 구현예에서, 배리어는 가연성 열원의 후방 면에 제공된 알루미늄 코팅층을 포함한다. 다른 바람직한 구현예에서, 배리어는 가연성 열원의 후방 면에 제공된 유리 코팅층, 보다 바람직하게는 소성된 유리 코팅층을 포함한다.

바람직하게는, 배리어는 적어도 약 10㎛의 두께를 갖는다. 점토의 공기에 대한 약간의 투과성 때문에, 배리어가 가연성 열원의 후방 면에 제공된 점토 코팅층을 포함하는 구현예들에서, 점토 코팅층은 보다 바람직하게는 적어도 약 50㎛, 가장 바람직하게는 약 50㎛과 약 350㎛ 사이의 두께를 갖는다. 공기 투과성을 감소시키기 위해서, 배리어는 예를 들면 레이저 플래시(laser flash)를 비롯한 당 기술분야에 숙련된 자에게 알려진 방법에 따라 소성될 수도 있다. 배리어가 알루미늄과 같은 공기에 대하여 보다 불투과성인 하나 이상의 물질로 형성되는 구현예들에서, 배리어는 보다 얇을 수도 있으며, 바람직하게는 약 100㎛ 미만, 보다 바람직하게는 약 20㎛ 미만의 두께를 가질 것이다. 배리어가 가연성 열원의 후방 면에 제공된 유리 코팅층을 포함하는 구현예들에서, 유리 코팅층은 바람직하게는 약 200㎛ 미만의 두께를 갖는다. 배리어의 두께는 현미경, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope (SEM)) 또는 당 기술분야에서 알려진 임의의 다른 적합한 측정 방법들을 사용하여 측정될 수도 있다.

배리어가 가연성 열원의 후방 면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하는 경우, 배리어 코팅층은 이에 한정되지 않지만, 스프레이-코팅, 증착, 침지(dipping), 물질 전사(material transfer)(예를 들면, 브러싱 또는 글루잉), 정전 증착(electrostatic deposition) 또는 그들의 임의의 조합을 포함하며, 당 기술분야에서 알려진 임의의 적합한 방법들에 의해 가연성 열원의 후방 면을 덮고 그에 부착하도록 적용될 수도 있다.

예를 들면, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 면의 근사 크기 및 형상으로 배리어를 사전에 형성하고, 이를 가연성 열원의 후방면에 적용하여 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방면을 덮고 그에 부착함으로써 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 제1 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방면에 적용된 후에 절단되거나 달리 기계 가공될 수도 있다. 하나의 바람직한 구현예에서, 알루미늄 포일을 가연성 열원에 접착하거나 가압함으로써 이를 가연성 열원의 후방 면에 적용하고, 절단하거나 달리 기계 가공해서, 알루미늄 포일이 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방 면, 바람직하게는 가연성 열원의 전체 후방 면을 덮고 그에 부착된다.

다른 바람직한 구현예에서, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 적용하여 형성된다. 예를 들면, 배리어 코팅층은 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액으로 가연성 열원의 후방 면을 침지하거나, 용액 또는 현탁액을 브러싱 또는 스프레이-코팅하거나, 또는 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 파우더 또는 파우더 혼합물을 정전 증착하여 가연성 열원의 후방 면에 적용될 수도 있다. 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 파우더 또는 파우더 혼합물을 정전 증착함으로써 가연성 열원의 후방면에 적용되는 경우, 가연성 열원의 후방 면이 정전 증착 전에 물로 전 처리하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 배리어 코팅층은 스프레이 코팅에 의해 적용된다.

배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 한 번 적용하여 형성될 수도 있다. 대안적으로, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 여러 번 적용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8회로 연속 적용하여 형성될 수도 있다.

바람직하게는, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 1 내지 10회 사이로 적용하여 형성된다.

가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 적용 후, 가연성 열원을 건조시켜 배리어 코팅층을 형성할 수도 있다.

배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 여러 번 적용하여 형성되는 경우, 가연성 열원은 용액 또는 현탁액을 연속 적용하는 사이에 건조될 필요가 있을 수도 있다.

건조에 대안적으로 또는 추가적으로, 가연성 열원의 후방 면에 하나 이상의 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 적용 후, 가연성 열원 상의 코팅 물질을 소성시켜 배리어 코팅층을 형성할 수도 있다. 배리어 코팅층의 소성은 배리어 코팅층이 유리(glass) 또는 세라믹 코팅층인 경우에 특히 바람직하다. 바람직하게는, 배리어 코팅층은 약 500℃와 약 900℃ 사이의 온도, 및 보다 바람직하게는 약 700℃에서 소성된다.

소정의 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 아무런 기류 채널도 포함하지 않는 열원을 포함할 수 있다. 이러한 구현예들에 따른 흡연 물품의 열원을 본 명세서에서 블라인드 열원(blind heat source)이라고 지칭한다.

블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달은 주로 전도에 의해 생기며, 강제 대류에 의해 에어로졸 형성 기재가 가열되는 것은 최소화되거나 감소된다. 이는 유리하게는 블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성에 대해서 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향을 최소화하거나 감소시키는 데에 도움을 준다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 사용자가 흡입하는 동안에 공기가 흡인될 수 없는 하나 이상의 폐쇄 또는 차단된 통로를 포함하는 블라인드 열원을 포함할 수도 있음이 이해될 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 길이를 따라 일부만 가연성 열원의 상류 말단면으로부터 연장되어 있는 하나 이상의 폐쇄된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다.

이러한 구현예들에서, 하나 이상의 폐쇄된 공기 통로를 포함하면 가연성 열원이 공기로부터 산소에 노출되는 표면적을 증가시키고 유리하게는 가연성 열원의 발화 및 지속적인 연소를 용이하게 할 수도 있다.

다른 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 하나 이상의 기류 채널을 포함하는 열원을 포함하고 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에 따른 흡연 물품의 열원을 본 명세서에서 비-블라인드 열원(non-blind heat source)이라고 지칭한다.

비-블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재의 가열은 전도 및 강제 대류에 의해 생긴다. 사용 시, 사용자가 비-블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품을 퍼핑할 때, 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 통해 하류로 공기가 흡인된다. 흡인된 공기가 에어로졸 형성 기재를 통과하고, 그런 다음 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 하류로 기류 경로의 제2 부분을 통해서 통과한다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 열원을 따라 하나 이상의 동봉된(enclosed) 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 열원을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 '동봉된'은 기류 채널의 길이를 따라 열원에 의해 둘러싸인 기류 채널을 설명하는 데에 사용된다.

예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 전체 길이를 따라 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되어 있는 하나 이상의 동봉된 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원을 따라 하나 이상의 비-동봉된(non-enclosed) 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 열원을 포함할 수 있다.

예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 길이의 적어도 하류 부분을 따라 가연성 열원의 외부를 따라 연장되어 있는 하나 이상의 비-동봉된 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함할 수 있다.

소정의 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 1개, 2개 또는 3개의 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 열원을 포함하고 있을 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되어 있는 1개의 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함하고 있다. 소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 내부를 통해서 연장되어 있는 1개의 실질적으로 중심방향 또는 축방향 기류 채널을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 1개의 기류 채널의 직경은 바람직하게는 약 1.5 mm와 약 3 mm 사이이다.

본 발명에 따른 흡연 물품이 가연성 열원을 따라서 하나 이상의 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 가연성 열원의 후방 면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하는 배리어를 포함하는 경우, 상기 배리어 코팅층은 하나 이상의 기류 채널을 통해 공기가 흡인될 수 있게 하여야 한다.

본 발명에 따른 흡연 물품이 비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 경우, 흡연 물품은 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어를 더 포함해서 상기 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기로부터 비-블라인드 가연성 열원을 격리시킬 수도 있다.

일부 구현예에서, 배리어는 가연성 열원에 부착되거나 그렇지 않으면 첨부될 수도 있다.

바람직하게는, 배리어는 하나 이상의 채널의 내부 표면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 적어도 실질적으로 내부 표면 전체에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 가장 바람직하게는, 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면 전체에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다.

대안적으로, 배리어 코팅층은 라이너(liner)를 하나 이상의 기류 채널로 삽입하여 제공될 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품이 가연성 열원의 내부를 통해 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널을 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 경우, 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 중공관이 하나 이상의 기류 채널 각각에 삽입될 수도 있다.

배리어는 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 발화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물이 하나 이상의 기류 채널을 통해 하류로 흡인된 공기로 들어가는 것을 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수도 있다.

배리어는 또한 유리하게는 사용자가 퍼핑하는 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 연소 활성화를 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수도 있다.

흡연 물품의 원하는 특징 및 성능에 따라서, 배리어는 낮은 열 전도성 또는 높은 열 전도성을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 배리어는 낮은 열 전도성을 갖는다.

배리어의 두께는 양호한 흡연 성능을 달성하도록 적절하게 조정될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 배리어는 약 30㎛과 약 200㎛ 사이의 두께를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 배리어는 약 30㎛과 약 100㎛ 사이의 두께를 갖는다.

배리어는 발화 및 연소 동안에 가연성 열원에 의해 달성된 온도에서 실질적으로 열적으로 안정되고 불연성인 하나 이상의 적합한 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에서 알려져 있으며, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들면 점토; 산화철, 알루미나, 티타니아, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아 및 세리아와 같은 금속 산화물; 제올라이트; 인산 지르코늄; 및 다른 세라믹 물질 또는 그들의 조합을 포함한다.

배리어가 형성될 수 있는 바람직한 물질은 점토, 유리, 알루미늄, 산화철 및 그들의 조합을 포함한다. 원하는 경우, 일산화탄소의 이산화탄소로의 산화를 촉진하는 성분과 같은 촉매 성분이 배리어에 포함될 수도 있다. 적합한 촉매 성분은 이에 한정되지는 않지만, 예를 들면 플래티늄, 팔라듐, 전이금속 및 그들의 산화물을 포함한다.

본 발명에 따른 흡연 물품이 가연성 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기재의 상류 말단 사이의 배리어 및 가연성 열원과 이 가연성 열원을 따르는 하나 이상의 기류 채널 사이의 배리어를 포함하는 경우, 2개의 배리어는 동일하거나 다른 물질 또는 물질들로 형성될 수도 있다.

가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이의 배리어가 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하는 경우, 배리어 코팅층은 US-A-5,040,551에 설명된 방법들과 같은, 임의의 적합한 방법에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 적용될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면이 배리어 코팅층의 용액 또는 현탁액으로 분사되거나, 습윤되거나 또는 페인트칠될 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 배리어 코팅층은 가연성 열원이 압출될 때에 WO-A2-2009/074870에 설명된 공정에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 적용된다.

본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은, 바람직하게는 하나 이상의 탄소 함유 물질을 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제(포함되는 경우)와 혼합하고, 이 혼합물을 원하는 형상으로 사전에 형성함으로써 형성된다. 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 선택적인 다른 첨가제의 혼합물은, 예를 들면 슬립 주조(slip casting), 압출, 사출 성형 및 금형 압축과 같은 임의의 적합한 공지의 세라믹 형성 방법들을 사용하여 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 그 혼합물은 압출에 의해 원하는 형상으로 사전에 형성된다.

바람직하게는, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물이 세장형 로드(elongate rod)로 사전에 형성된다. 그러나, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물이 다른 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있음이 이해될 것이다.

형성 후, 특히 압출 후, 바람직하게는 세장형 로드 또는 다른 원하는 형상이 건조되어 그의 수분 함량을 감소시키고, 그런 다음 존재하는 하나 이상의 바인더를 탄화시키고 세장형 로드 또는 다른 형상에서 휘발성 물질을 실질적으로 제거하기에 충분한 온도로 비-산화 분위기에서 열분해된다. 세장형 로드 또는 다른 원하는 형상은 바람직하게는 약 700℃와 약 900℃ 사이의 온도로 질소 분위기에서 열분해된다.

한 구현예에서, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물에 적어도 하나의 질산금속 전구체를 포함시켜서 적어도 하나의 질산금속염이 가연성 열원에 포함된다. 그런 다음, 열분해된 사전 형성된 원통형 로드 또는 다른 형상을 질산의 수용액으로 처리해서 적어도 하나의 질산금속 전구체가 차후에 원위치에서(in-situ) 적어도 하나의 질산금속염으로 변환된다. 한 구현예에서, 가연성 열원은 약 600℃ 미만, 보다 바람직하게는 400℃ 미만의 열 분해 온도를 갖는 적어도 하나의 질산금속염을 포함하고 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 질산금속염은 약 150℃와 약 600℃ 사이, 보다 바람직하게는 약 200℃와 약 400℃ 사이의 분해 온도를 갖는다.

사용 시, 가연성 열원이 통상적인 황색 불꽃 라이터 또는 다른 발화 수단에 노출되면, 적어도 하나의 질산금속염이 산소 및 에너지를 분해하고 방출시키게 해야 한다. 이러한 분해는 가연성 열원의 온도의 초기 상승을 초래하고 또한 가연성 열원의 발화에 도움을 준다. 적어도 하나의 질산금속염의 연소에 이어서, 가연성 열원은 바람직하게는 보다 낮은 온도에서 계속해서 연소한다.

적어도 하나의 질산금속염을 포함하면 유리하게는 가연성 열원의 발화가 내부적으로, 또한 그의 표면 상의 한 지점에서도 시작되게 한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 질산금속염은 가연성 열원의 약 20 건조 중량%와 약 50 건조 중량% 사이의 양으로 가연성 열원에 존재한다.

다른 구현예에서, 가연성 열원은 약 600℃ 미만의 온도에서, 보다 바람직하게는 약 400℃ 미만의 온도에서 산소를 활발하게 발생(evolve)시키는 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물을 포함하고 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물은 약 150℃ 와 약 600℃ 사이의 온도, 보다 바람직하게는 약 200℃ 와 약 400℃ 사이의 온도, 가장 바람직하게는 약 350℃ 의 온도에서 산소를 활발하게 발생시킨다.

사용시, 가연성 열원이 통상적인 황색 불꽃 라이터 또는 다른 발화 수단에 노출되면 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물이 산소를 분해하고 방출시키게 하여야 한다. 이는 가연성 열원의 온도의 초기 상승을 초래하고 또한 가연성 열원의 발화에 도움을 준다. 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물의 분해에 이어서, 가연성 열원은 바람직하게는 보다 낮은 온도에서 계속해서 연소한다.

적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물을 포함하면 가연성 열원의 발화가 내부적으로, 또한 그의 표면 상의 한 지점에서도 시작되게 한다.

가연성 열원은 바람직하게는 약 20%와 약 80% 사이, 보다 바람직하게는 약 20%와 60% 사이의 다공성을 갖는다. 가연성 열원이 적어도 하나의 질산금속염을 포함하는 경우, 이는 적어도 하나의 질산금속염이 분해되고 연소가 진행될 때에 연소를 지속시키기에 충분한 속도로 산소가 대다수의 가연성 열원으로 확산될 수 있게 한다. 보다 더 바람직하게는, 가연성 열원은 예를 들면, 수은 다공성 측정법(mercury porosimetry) 또는 헬륨 비중 측정법(helium pycnometry)에 의해 측정했을 때 약 50%와 약 70% 사이, 보다 바람직하게는 약 50%와 약 60% 사이의 다공성을 갖는다. 요구되는 다공성은 통상적인 방법들 및 기술을 사용하여 가연성 열원의 생산 동안에 용이하게 달성될 수도 있다.

유리하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 열원은 약 0.6 g/cm³과 약 1　g/cm³ 사이의 겉보기 밀도(apparent density)를 갖는다.

바람직하게는, 가연성 열원은 약 300mg과 약 500mg 사이, 보다 바람직하게는 약 400mg과 약 450mg 사이의 질량을 갖는다.

바람직하게는 가연성 열원은 약 7 mm와 약 17 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7 mm와 약 15 mm 사이, 가장 바람직하게는 약 7 mm와 약 13 mm 사이의 길이를 갖는다.

바람직하게는, 가연성 열원은 약 5 mm와 약 9 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7 mm와 약 8 mm 사이의 직경을 갖는다.

바람직하게는, 열원은 실질적으로 균일한 직경을 갖는다. 그러나, 열원은 대안적으로 테이퍼되어서 열원의 후방 부분의 직경이 그의 전방 부분의 직경 보다 크게 된다. 열원은 실질적으로 원통형인 것이 특히 바람직하다. 열원은, 예를 들면 실질적으로 원형 단면의 실린더 또는 테이퍼된 실린더 또는 실질적으로 타원형 단면의 실린더 또는 테이퍼된 실린더일 수도 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 바람직하게는, 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 식물계 물질의 충전물, 보다 바람직하게는 균질한 식물계 물질의 충전물이다. 예를 들면, 에어로졸 형성 기재는 이에 한정되지 않지만, 담배; 차, 예를 들면 녹차; 페퍼민트; 라우렐(laurel); 유칼립투스(eucalyptus); 바실(basil); 세이지(sage); 버베나(verbena); 및 타라곤(tarragon)을 포함하는 식물로부터 유도된 하나 이상의 물질을 포함할 수도 있다. 식물계 물질은 이에 한정되지 않지만, 습윤제, 향미제(flavourant), 바인더 및 그들의 혼합물을 포함하는 첨가제를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 식물계 물질은 필수적으로 담배 물질을 포함하고 있으며, 가장 바람직하게는 균질한 담배 물질을 포함하고 있다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 보다 바람직하게는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 적어도 하나의 에어로졸 형성제는, 사용 시, 치밀하고 안정된 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에 의해 달성된 온도에서 열적 열화에 실질적으로 견디는 임의의 적합한 공지의 화합물 또는 화합물의 혼합물일 수도 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 본 기술분야에서 널리 공지되어 있으며, 예를 들면 다가 알코올, 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르, 및 디메틸 도데칸디오에이트(dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(tetradecanedioate)와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 바람직한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.

본 발명에 따른 흡연 물품의 열원 및 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 서로 접경할 수도 있다. 대안적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품의 열원 및 에어로졸 형성 기재는 서로로부터 길이 방향으로 이격될 수도 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품은 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 인접하는 전방 부분 주위 및 그들과 직접 접촉하는 열 전도 요소를 더 포함하고 있다. 열 전도 요소는 바람직하게는 내연성이고 산소 제한성이다.

열 전도 요소는 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 전방 부분 양쪽의 주위 및 그들과 직접 접촉하고 있다. 열 전도 요소는 본 발명에 따른 흡연 물품의 이들 2개의 구성요소 사이에 열 링크(thermal link)를 제공한다.

본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 적합한 열 전도 요소는, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들면 알루미늄 포일 래퍼, 스틸래퍼, 철 포일 래퍼 및 구리 포일 래퍼와 같은 금속 포일 래퍼; 및 금속 합금 포일 래퍼를 포함한다.

열원이 가연성 열원인 경우의 구현예들에서, 열 전도 요소에 의해 둘러싸인 가연성 열원의 후방 부분은 바람직하게는 약 2 mm와 약 8 mm 사이의 길이, 보다 바람직하게는 약 3 mm와 약 5 mm 사이의 길이이다.

바람직하게는, 열 전도 요소에 의해 둘러싸이지 않은 가연성 열원의 전방 부분은 약 4 mm와 약 15 mm 사이의 길이, 보다 바람직하게는 약 4 mm와 약 8 mm 사이의 길이이다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 약 5 mm와 약 20 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 8 mm와 약 12 mm 사이의 길이를 갖는다.

소정의 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 열 전도 요소를 넘어서 하류로 적어도 약 3 mm 연장되어 있다.

바람직하게는, 열 전도 요소에 의해 둘러싸인 에어로졸 형성 기재의 전방 부분은 약 2 mm와 약 10 mm 사이의 길이, 보다 바람직하게는 약 3 mm와 약 8 mm 사이의 길이, 가장 바람직하게는 약 4 mm와 약 6 mm 사이의 길이이다. 바람직하게는, 열 전도 요소에 의해 둘러싸이지 않은 후방 부분은 약 3 mm와 약 10 mm 사이의 길이이다. 즉, 에어로졸 형성 기재는 열 전도 요소를 넘어서 하류로 약 3 mm와 약 10 mm 사이로 연장되어 있다. 보다 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 열 전도 요소를 넘어서 하류로 적어도 약 4 mm 연장되어 있다.

다른 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 열 전도 요소를 넘어서 하류로 3 mm 미만으로 연장되어 있다.

또 다른 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재의 전체 길이가 열 전도 요소에 의해 둘러싸일 수도 있다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재 및 기류 유도 요소의 하류에 있는 팽창실을 더 포함하고 있다. 팽창실을 포함하면 유리하게는 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 냉각을 더 허용한다. 팽창실은 또한 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 전체 길이가 팽창실의 길이의 적절한 선택을 통해 원하는 값, 예를 들면 통상적인 궐련과 유사한 길이로 조정될 수 있게 한다. 바람직하게는, 팽창실은 세장형 중공관이다.

대안적으로, 또는 추가적으로, 흡연 물품은 에어로졸을 더 냉각하도록 구성된 필터 세그먼트를 더 포함하고 있을 수도 있다. 필터 세그먼트는 PLA로 제조될 수도 있고, 바람직하게는 약 10 mm H₂O의 흡인 저항을 갖는다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 또한 에어로졸 형성 기재 및 기류 유도 요소의 하류, 및 존재하는 경우, 팽창실의 하류에 있는 마우스피스를 더 포함하고 있을 수도 있다. 바람직하게는, 마우스피스는 여과 효율이 낮고, 보다 바람직하게는 여과 효율이 매우 낮다. 마우스피스는 단일 세그먼트 또는 구성요소 마우스피스일 수도 있다. 대안적으로, 마우스피스는 다수 세그먼트 또는 다수 구성요소 마우스피스일 수도 있다.

마우스피스는, 예를 들면 초산 셀룰로오스, 종이 또는 다른 적절한 공지의 여과 물질을 포함하고 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 향미제, 및 다른 에어로졸 개질제 및 첨가제 또는 그들의 조합을 포함하는 하나 이상의 세그먼트를 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 측면에 관하여 설명된 특징들은 본 발명의 다른 측면들에도 또한 적용될 수도 있다. 특히, 본 발명에 따른 흡연 물품 및 가연성 열원에 관하여 설명된 특징들은 또한 본 발명에 따른 방법들에도 적용될 수도 있다.

이제 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시용으로 본 발명에 따른 흡연 물품의 구현예를 더욱 설명할 것이다.

도 1에서 보이는 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(100)은 블라인드 가연성 탄소질 열원(102), 에어로졸 형성 기재(104), 기류 유도 요소(106), 팽창실(108) 및 마우스피스(110)를 동축 정렬로 접경하면서 포함하고 있다. 가연성 탄소질 열원(102), 에어로졸 형성 기재(104), 기류 유도 요소(106), 세장형 팽창실(108) 및 마우스피스(110)는 낮은 공기 투과성을 가진 궐련 종이의 외부 래퍼(112)로 겉포장되어 있다.

에어로졸 형성 기재(104)는 가연성 탄소질 열원(102)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하며 플러그 랩(116)에 의해 둘러싸여 있는 담배 물질의 원통형 플러그(114)를 포함하고 있다.

불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어가 가연성 열원(102)의 하류 말단과 에어로졸 형성 기재(104)의 상류 말단 사이에 제공되어 있다. 도 1에 보이는 바와 같이, 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어는 가연성 탄소질 열원(102)의 전체 후방 면에 제공되어 있는 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어 코팅층(118)으로 이루어져 있다.

알루미늄 포일의 관형 층으로 이루어지는 열 전도 요소(120)가 가연성 탄소질 열원(102)의 후방 부분(122) 및 에어로졸 형성 기재(104)의 접경하는 전방 부분(124)을 둘러싸고 이들과 직접 접촉하고 있다. 도 1에 보이는 바와 같이, 에어로졸 형성 기재(104)의 후방 부분은 열 전도 요소(120)에 의해 둘러싸여 있지 않다.

기류 유도 요소(106)는 에어로졸 형성 기재(104)의 하류에 위치하고 있으며, 에어로졸 형성 기재(104)에 비해 직경이 줄어든, 예를 들면 판지로 이루어진 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공관(126)을 포함하고 있다. 말단이 개방된 중공관(126)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기재(104)와 접경하고 있다. 말단이 개방된 중공관(126)은 에어로졸 형성 기재(104)와 실질적으로 동일한 직경인, 예를 들면 초산 셀룰로오스 토우로 이루어진 환형의 공기 투과성 확산기(128)에 의해 둘러싸여 있다.

말단이 개방된 중공관(126), 및 환형의 공기 투과성 확산기(128)는 흡연 물품(100)의 조립 전에 접착되거나 그렇지 않으면 함께 연결되어서 기류 유도 요소(106)를 형성하는 별개의 구성요소일 수도 있다. 또 다른 구현예들에서, 말단이 개방된 중공관(126) 및 환형의 공기 투과성 확산기(128)는 단일 구성요소의 부분일 수도 있다. 예를 들면, 상기 말단이 개방된 중공관(126) 및 환형의 공기 투과성 확산기(128)는 그의 내부 표면에 실질적으로 공기 불투과성 코팅층이 적용된 공기 투과성 물질의 단일 중공관의 부분일 수도 있다.

도 1에 보이는 바와 같이, 말단이 개방된 중공관(126) 및 환형의 공기 투과성 확산기(128)는 공기 투과성 내부 래퍼(130)에 의해 둘러싸여 있다.

도 1에 또한 보이는 바와 같이, 원주방향 배열의 공기 유입부들(132)이 내부 래퍼(130)를 둘러싸는 외부 래퍼(112)에 제공되어 있다. 도 1에 예시된 구현예에서, 공기 유입부들은 공기 투과성 확산기의 상류 말단에서 약 3 mm이고, 공기 투과성 확산기의 총 길이는 약 28 mm이다. 이는 공기 유입부들과 공기 투과성 확산기의 하류 말단 사이의 흡인 저항과 공기 유입부들과 공기 투과성 확산기의 상류 말단 사이의 흡인 저항의 비가 약 10:1로 되게 한다.

팽창실(108)은 기류 유도 요소(106)의 하류에 위치하고 있으며, 에어로졸 형성 기재(104)와 실질적으로 동일한 직경인, 예를 들면 판지로 이루어진 말단이 개방된 중공관(134)을 포함하고 있다.

흡연 물품(100)의 마우스피스(110)는 팽창실(108)의 하류에 배치되며, 필터 플러그 랩(138)에 의해 둘러싸여 있는 매우 낮은 여과 효율을 가진 초산 셀룰로오스 토우의 원통형 플러그(136)를 포함하고 있다. 마우스피스(110)는 티핑 종이(미도시함)에 의해 둘러싸여 있을 수도 있다.

기류 경로는 흡연 물품(100)의 공기 유입부들(132)과 마우스피스(110) 사이에서 연장되고 있다. 기류 유도 요소(106)의 말단이 개방된 중공관(126)의 외부와 내부 래퍼(130)에 의해 구획되는 용적은 공기 유입부들(132)에서 에어로졸 형성 기재(104)로 길이 방향으로 상류로 연장되어 있는 기류 경로의 제1 부분을 형성한다. 기류 유도 요소(106)의 중공관(126)의 내부에 의해 구획되는 용적은 에어로졸 형성 기재(104)와 팽창실(108) 사이에서, 흡연 물품(100)의 마우스피스(110)를 향해서 길이 방향으로 하류로 연장되어 있는 기류 경로의 제2 부분을 형성한다.

사용 시, 사용자가 흡연 물품(100)의 마우스피스(110)를 흡인할 때, 냉각 공기(도 1에 점선 화살표로 도시됨)가 공기 유입부들(132)과 내부 래퍼(130)를 통해서 흡연 물품(100) 내로 흡인된다. 공기 유입부들과 공기 투과성 확산기의 상류 말단 사이의 공기 투과성 확산기 부분에서의 보다 낮은 흡인 저항 때문에, 흡인된 공기가 기류 유도 요소(106)의 말단이 개방된 중공관(126)의 외부와 내부 래퍼(130) 사이의 기류 경로의 제1 부분을 따라서 에어로졸 형성 기재(104)에 대해서 상류를 통과하고 환형의 공기 투과성 확산기(128)를 통과하게 된다.

에어로졸 형성 기재(104)의 전방 부분(124)은 가연성 탄소질 열원(102)의 접경하는 후방 부분(122) 및 열 전도 요소(120)를 통한 전도에 의해 가열된다. 에어로졸 형성 기재(104)를 가열하면 흡인된 공기가 에어로졸 형성 기재(104)를 통해 흐를 때에 흡인된 공기에 연행되는 에어로졸을 형성하는, 담배 물질의 플러그(114)에서 휘발성 및 반휘발성 화합물 및 글리세린을 방출시킨다. 흡인된 공기 및 연행된 에어로졸(도 1에 한점 쇄선 화살표로 도시됨)은, 그들이 냉각 및 응집되는 경우, 기류 유도 요소(106)의 말단이 개방된 중공관(126)을 통해서 기류 경로의 제2 부분을 따라서 하류로 팽창실(108)을 통과하게 된다. 그런 다음, 냉각된 에어로졸은 흡연 물품(100)의 마우스피스(110)를 통해서 하류로 사용자의 입 안을 통과하게 된다.

가연성 탄소질 열원(102)의 후방 면에 제공된 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어 코팅층(118)이 흡연 물품(100)을 통해서 기류 경로에서 가연성 탄소질 열원(102)을 격리시켜서, 사용 시, 기류 경로의 제1 부분 및 제2 부분을 따라서 흡연 물품(100)을 통해서 흡인된 공기가 가연성 탄소질 열원(102)과 직접 접촉하지 않게 된다.

도 2는 상이한 흡인 저항을 가진 부분들을 갖는 대안적인 기류 유도 요소(200)를 보여주고 있다. 대안적인 기류 유도 요소는 3개의 부분을 포함하고 있다. 제1 부분(202) 및 제3 부분(204)은 실질적으로 동일한 흡인 저항을 갖는다. 제2 부분(206)은 상기 제1 부분 및 제2 부분 보다 높은 흡인 저항을 갖는다. 대안적인 기류 유도 요소를 포함하는 흡연 물품은 공기 유입부들이 제1 부분과 제2 부분 사이의 경계면에 인접해서 제공되도록 구성된다. 공기 유입부들의 하류에서의 흡인 저항은 공기 유입부들의 상류에서의 흡인 저항의 약 10배가 되도록 구성된다. 다시 말해, 제3 부분의 흡인 저항을 더한 제2 부분의 총 흡인 저항은 제1 부분의 흡인 저항의 약 10배이다. 이와 같이 대안적인 기류 유도 요소가 대칭형상이어서 보다 용이하게 제조할 수 있게 한다.

100: 흡연 물품
102: 블라인드 가연성 탄소질 열원
104: 에어로졸 형성 기재
106: 기류 유도 요소
108: 팽창실
110: 마우스피스
112: 외부 래퍼
114: 원통형 플러그
116: 플러그 랩
118: 코팅층
120: 열 저도 요소
122: 후방 부분
124: 전방 부분
126: 중공관
128: 공기 투과성 확산기
130: 내부 래퍼
132: 공기 유입구들

Claims (15)

1. 마우스 말단(mouth end) 및 원위 말단(distal end)을 갖는 흡연 물품으로,
   열원;
   에어로졸 형성 기재;
   상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 공기 투과성 세그먼트를 포함하되, 기류 경로를 정의하는 기류 유도 요소; 및
   상기 공기 투과성 세그먼트 내로 공기를 흡인하기 위한 적어도 하나의 공기 유입부를 포함하고,
   여기서 상기 기류 경로는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하되, 상기 기류 경로의 상기 제1 부분은 상기 에어로졸 형성 기재를 향해서 상기 적어도 하나의 공기 유입부에서 연장되어 있고, 상기 기류 경로의 상기 제2 부분은 상기 흡연 물품의 상기 마우스 말단을 향해서 상기 에어로졸 형성 기재에서 연장되어 있고,
   여기서 상기 기류 경로의 상기 제1 부분은 상기 적어도 하나의 공기 유입부에 근접한 부분에서 상기 공기 투과성 세그먼트의 상류 말단으로 연장되어 있는 상기 공기 투과성 세그먼트의 저 흡인 저항 부분에 의해 정의되고, 상기 공기 투과성 세그먼트는 상기 적어도 하나의 공기 유입부에 근접한 부분에서 상기 공기 투과성 세그먼트의 하류 말단으로 연장되어 있는 고 흡인 저항 부분을 더 포함하고, 상기 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항 대 상기 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항의 비는 1:1 보다 높고 50:1 보다 낮은 흡연 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 고 흡인 저항 부분의 흡인 저항 대 상기 저 흡인 저항 부분의 흡인 저항의 비가 4:1과 50:1 사이인 흡연 물품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기류 유도 요소는 말단이 개방된 공기 불투과성 중공체를 포함하고, 상기 기류 경로의 상기 제2 부분은 상기 말단이 개방된 공기 불투과성 중공체의 내부에 의해 구획되는 용적으로 정의되는 흡연 물품.
4. 제3항에 있어서, 상기 말단이 개방된 공기 불투과성 중공관은 직원기둥인 흡연 물품.
5. 제3항에 있어서, 상기 공기 투과성 세그먼트는 상기 말단이 개방된 공기 불투과성 중공체의 적어도 일부분을 둘러싸는 흡연 물품.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입부는 상기 기류 유도 요소의 상류 말단에서 2 mm와 5 mm 사이이고, 상기 기류 유도 요소의 길이는 20 mm와 50 mm 사이인 흡연 물품.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 투과성 세그먼트는 균질한 공기 투과성의 다공성 물질을 포함하는 흡연 물품.
8. 제7항에 있어서, 상기 공기 투과성 세그먼트는 균일하게 분포된 초산 셀룰로오스 토우를 포함하는 흡연 물품.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 투과성 세그먼트는 압착 종이(crimped paper)로 형성되고, 상기 압착 종이는 상기 적어도 하나의 공기 유입부에서 상기 공기 투과성 세그먼트의 상기 상류 말단으로 연장되어 있는 제1 영역 및 상기 적어도 하나의 공기 유입부에서 상기 공기 투과성 세그먼트의 상기 하류 말단을 향해서 연장되어 있는 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역은 상기 제2 영역 보다 낮은 흡인 저항을 갖는 흡연 물품.
10. 제9항에 있어서, 상기 압착 종이는 상기 제2 영역에서 상기 공기 투과성 세그먼트의 상기 하류 말단으로 연장되어 있는 제3 영역을 가지고, 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 동일한 흡인 저항을 갖는 흡연 물품.
11. 제9항에 있어서, 상기 제1 영역의 상기 흡인 저항은 mm 길이 당 6 mm H₂O 내지 10 mm H₂O 사이이고, 상기 제2 영역의 상기 흡인 저항은 mm 길이 당 10 mm H₂O 내지 18 mm H₂O 사이인 흡연 물품.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 투과성 세그먼트의 상기 고 흡인 저항 부분은 상기 공기 투과성 세그먼트의 상기 저 흡인 저항 부분에 비해 감소된 기류 단면을 갖는 흡연 물품.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 열원의 하류에 있는 흡연 물품.
14. 제13항에 있어서, 상기 열원은 가연성 열원을 포함하고, 상기 흡연 물품은 상기 가연성 열원의 하류 말단과 상기 에어로졸 형성 기재의 상류 말단 사이에 불연성의 공기 불투과성 제1 배리어를 더 포함하는 흡연 물품.
15. 제14항에 있어서,
    상기 가연성 열원의 후방 부분 및 상기 에어로졸 형성 기재의 전방 부분 주위 및 그들과 직접 접촉하는 열 전도 요소를 더 포함하는 흡연 물품.

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