KR102354033B1 - 반경 방향으로 분리된 단일 열 전도 요소를 구비한 흡연 물품 - Google Patents
반경 방향으로 분리된 단일 열 전도 요소를 구비한 흡연 물품 Download PDFInfo
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Abstract
흡연 물품(2, 42)은 대향하는 전방면(6) 및 후방면(8)을 갖는 가연성 열원(4); 가연성 열원(4)의 후방면(8)의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재(10); 및 가연성 열원(4)의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재(10)의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있는 단일 열 전도 요소(36)를 포함하고 있다. 단일 열 전도 요소(36)는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고 있고, 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리되어 있다. 가연성 열원(4)은 블라인드 가연성 열원이거나 가연성 열원(4)은 비-블라인드 가연성 열원이고 흡연 물품(42)은 비-블라인드 가연성 열원과 비-블라인드 가연성 열원의 전방면(6)으로부터 후방면(8)으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널(44) 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(46)를 더 포함하고 있다. 단일 열 전도 요소는 흡연 물품의 외부에 보여질 수 있는 열 전도성 물질의 외부층을 포함하고 있다.
Description
본 발명은 대향하는 전방면 및 후방면을 갖는 가연성 열원, 가연성 열원의 후방면의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재 및 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있는 단일 열 전도 요소를 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 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해서 에어로졸이 발생된다. 에어로졸 형성 기재는 가연성 열원의 내부, 주위 또는 하류에 위치하고 있을 수도 있다. 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 대류와 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.
WO-A2-2009/022232의 흡연 물품에서 열 전도 요소는 가연성 열원의 연소 동안 생성된 열을 전도에 의해 에어로졸 형성 기재로 전달한다. 담배가 연소되기보다는 가열되는 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재에 도달된 온도는 감각에 의해 허용 가능한 에어로졸을 생성하는 능력에 상당한 영향을 미친다. 사용자로의 에어로졸 전달을 최적화하기 위해 에어로졸 형성 기재의 온도를 소정의 범위 내에서 유지하는 것이 일반적으로 바람직하다. 일부 경우에, 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 열 전도 요소의 외부 표면으로부터의 복사 열 손실은 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재의 온도가 원하는 범위 밖으로 떨어지도록 야기함에 따라, 흡연 물품의 성능에 영향을 미칠 수도 있다. 에어로졸 형성 기재의 온도가 너무 낮게 떨어지면, 예를 들어, 사용자로 전달되는 에어로졸의 농도와 양에 불리하게 영향을 미칠 수도 있다.
EP-A1-2 550 879는 적어도 하나의 금속층 및 하나의 종이층을 포함하는 다층 관 부재(9), 관 부재(9)의 말단부에 배열되어 상기 관 부재(9)의 내부 표면과 적어도 부분적으로 직접 밀접하게 접촉하게 되는 탄소 열원(4), 및 관 부재(9)에 배열되어 탄소 열원(4)에 인접하는 흡연 향미 방출 공급원(8), 및 탄소 열원(4)을 상기 말단부와 직접 접촉하도록 유지하며 상기 말단부에 대하여 탄소 열원(4)을 고정하는 홀더부(14)를 포함하고 있는 흡연 물품을 개시하고 있다.
도 1에 도시된 구현예에서, 불연성 포장 물질(9)은 2층 복합재 시트(15)의 외측에 3층 복합재 시트(16)를 접합하여 형성된다. 2층 복합재 시트(15)에서 돌출되어 있는 3층 복합재 시트(16)의 부분은 홀더부(14)를 형성하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2층 복합재 시트(15)는 내부 알루미늄층(17)과 외부 종이층(18)을 포함하고 있으며 3층 복합재 시트(16)는 내부 종이층(18), 중앙 알루미늄층(17)과 외부 종이층(18)을 포함하고 있다. 불연성 래퍼(9)의 최내층은 2층 복합재 시트(15)의 알루미늄층(17)이며 불연성 래퍼(9)의 최외층은 3층 복합재 시트(16)의 외부 종이층(18)이다.
일부 가열식 흡연 물품에서, 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 강제 대류성 열 전달은 열 전도 요소를 통한 전도성 열 전달에 부가하여 제공된다. 예컨대, 일부 공지의 가열식 흡연 물품에서 하나 이상의 기류 채널은 에어로졸 형성 기재의 강제 대류성 가열을 제공하기 위해 가연성 열원을 따라 제공되어 있다. 그러한 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재는 전도성 가열 및 강제 대류성 가열의 조합에 의해 가열된다.
예를 들면, WO-A2-2009/022232는 적어도 하나의 길이 방향 기류 채널을 가연성 열원을 통해서 제공해서 에어로졸 형성 기재의 강제 대류성 가열 양을 제어하는 것을 개시하고 있다.
가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달이 주로 강제 대류에 의해 생기는 공지의 가열식 흡연 물품에서, 강제 대류성 열 전달과 이에 따른 에어로졸 형성 기재의 온도는 사용자의 퍼핑 습관(puffing behaviour)에 따라 상당히 달라질 수 있다. 그 결과, 이러한 공지의 가열식 흡연 물품에 의해 발생된 주류 에어로졸(mainstream aerosol)의 조성과 이에 따른 관능 특성(sensory property)은 불리하게도 사용자의 퍼핑 체제(puffing regime)에 매우 민감할 수도 있다.
특히, 가연성 열원을 따라 하나 이상의 기류 채널을 포함하고 있는 공지의 가열식 흡연 물품에서, 사용자가 퍼핑하는 동안에 하나 이상의 기류 채널을 통해 흡입된 공기와 가연성 열원 사이의 직접적인 접촉의 결과 가연성 열원의 연소가 활성화된다. 따라서, 강렬한 퍼핑 체제는 충분히 높은 강제 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. 결과적으로, 이러한 공지의 가열식 흡연 물품에 의해 발생된 주류 에어로졸 내에서의 원하지 않는 열분해 및 연소 부산물의 수준 또한 사용자가 채택한 특정 퍼핑 체제에 따라 상당히 불리하게 변할 수도 있다.
다른 가열식 흡연 물품에서는 아무런 기류 채널도 가연성 열원을 통해 제공되어 있지 않다. 이러한 가열식 흡연 물품에서 에어로졸 형성 기재의 가열은 열 전도 요소를 통한 전도성 열 전달에 의해 주로 이루어진다. 에어로졸 형성 기재가 주로 전도성 열 전달에 의해 가열되는 가열식 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재의 온도는 열 전도 요소의 온도 변화에 더욱 민감해질 수 있다. 이는 이러한 가열식 흡연 물품에서의 복사 열 손실로 인해 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 열 전도 요소의 임의의 냉각이 에어로졸 형성 기재가 강제 대류성 열 전달에 의해서도 가열되는 가열식 흡연 물품에서 보다 에어로졸 생성에 더욱 큰 영향을 미칠 수도 있다는 것을 의미한다.
개선된 흡연 성능을 제공하는, 대향하는 전방면 및 후방면을 갖는 가연성 열원 및 상기 가연성 열원의 후방면의 하류에 에어로졸 형성 기재를 포함하는 가열식 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 흡연 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도를 원하는 온도 범위 내에서 유지하는 것을 돕기 위해서 에어로졸 형성 기재의 가열의 조절이 개선된 가열식 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따르면, 대향하는 전방면 및 후방면을 갖는 가연성 열원; 상기 가연성 열원의 후방면의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재; 및 상기 가연성 열원의 후방 부분과 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있는 단일 열 전도 요소를 포함하는 흡연 물품이 제공되어 있다. 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고 있으며, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다. 가연성 열원은 블라인드 가연성 열원이거나 가연성 열원은 비-블라인드 가연성 열원이고 상기 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원과 상기 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어를 더 포함하고 있다. 단일 열 전도 요소는 흡연 물품의 외부에 보여질 수 있는 열 전도성 물질의 외부층을 포함하고 있다
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 보여주고;
도 2는 본 발명의 제3 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 보여주고;
도 3a는 흡연 동안, 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 후방 부분의 온도 그래프를 보여주고; 그리고
도 3b는 흡연 동안, 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도 그래프를 보여주고 있다.
도 2는 본 발명의 제3 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 보여주고;
도 3a는 흡연 동안, 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 후방 부분의 온도 그래프를 보여주고; 그리고
도 3b는 흡연 동안, 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도 그래프를 보여주고 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘원위’, '상류', 및 ‘전방’, 및 ‘근위’, '하류' 및 '후방'은 사용자가 흡연 물품의 사용 동안에 흡연 물품을 흡인하는 방향에 관하여 흡연 물품의 구성요소들 또는 구성요소들의 부분들의 상대적인 위치를 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 사용시, 사용자에게 전달하기 위해 에어로졸이 흡연 물품을 빠져나가는 근위 말단을 포함하고 있다. 흡연 물품의 근위 말단은 또한 마우스 말단이라고도 지칭될 수도 있다. 사용 시, 사용자는 흡연 물품에 의해 생성되는 에어로졸을 흡입하기 위해서 흡연 물품의 근위 말단에서 흡인한다.
가연성 열원은 원위 말단에 또는 그에 근접하게 위치하고 있다. 상기 마우스 말단은 상기 원위 말단의 하류에 있다. 상기 근위 말단은 상기 흡연 물품의 하류 말단이라고 부를 수도 있고, 상기 원위 말단은 상기 흡연 물품의 상류 말단이라고 부를 수도 있다. 흡연 물품의 구성요소들, 또는 구성요소들의 부분들은 흡연 물품의 근위 말단과 원위 말단 사이에서의 그들의 상대적인 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수도 있다.
가연성 열원의 전방면은 가연성 열원의 상류 말단에 있다. 가연성 열원의 상류 말단은 흡연 물품의 근위 말단으로부터 가장 먼 가연성 열원의 말단이다. 가연성 열원의 후방면은 가연성 열원의 하류 말단에 있다. 가연성 열원의 하류 말단은 흡연 물품의 근위 말단으로부터 가장 가까운 가연성 열원의 말단이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘길이’는 흡연 물품의 길이 방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다. 즉, 흡연 물품의 근위 말단 및 대향하는 원위 말단 사이의 길이 방향으로의 최대 치수이다.
본원에서 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.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “반경 방향으로 분리되어 있는”은 상기 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층이 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 양쪽 모두로부터 반경 방향으로 이격되어 있어서, 상기 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층과 상기 가연성 열원이나 상기 에어로졸 형성 기재 사이에 직접 접촉이 없는 것을 나타내는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘반경 방향’은 흡연 물품의 근위 말단 및 대향하는 원위 말단 사이의 방향에 수직하는 방향을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘직접 접촉’은 두 가지 구성요소들의 표면들이 서로 접촉하게 되도록, 아무런 중간 물질이 없는 두 가지 구성요소들 사이의 접촉을 설명하는 데에 사용된다.
상기 에어로졸 형성 기재는 래퍼(wrapper)에 의해 둘러싸여 있는, 에어로졸을 형성할 수 있는, 가열시 휘발성 성분을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 플러그(plug) 또는 부위(segment) 형태일 수도 있다. 에어로졸 형성 기재가 플러그 또는 부위 형태인 경우에, 래퍼를 비롯한 전체 플러그 또는 부위가 에어로졸 형성 기재인 것으로 간주된다.
이러한 구현예들에서, 상기 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 에어로졸 형성 기재의 래퍼로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있는 단일 열 전도 요소를 포함하고 있다. 상기 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고 있으며 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 단일 열 전도 요소 아래나 위에 놓여 있는 임의의 추가적인 열 전도 요소를 포함하고 있지 않다. 특히, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 중 한쪽 또는 양쪽 모두의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 임의의 열 전도 요소를 포함하고 있지 않다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 블라인드 가연성 열원 또는 비-블라인드 가연성 열원을 포함하고 있을 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘블라인드(blind)’는 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 기류 채널이 없는 가연성 열원을 설명하는 데에 사용된다.
사용시, 사용자가 흡입하기 위해 블라인드 가연성 열원을 포함하고 있는 본 발명에 따른 흡연 물품을 통해 흡인된 공기는 블라인드 가연성 열원을 따라서 어떠한 기류 채널도 통과하지 않는다. 블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재의 가열은 주로 전도에 의해 생기며, 강제 대류에 의해 에어로졸 형성 기재가 가열되는 것은 최소화되거나 감소된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘기류 채널’은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 하류로 흡인될 수도 있는 가연성 열원의 길이를 따라 연장되어 있는 채널을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘비-블라인드(non-blind)’는 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널이 있는 가연성 열원을 설명하는 데에 사용된다.
사용시, 사용자가 흡입하기 위해 비-블라인드 가연성 열원을 포함하고 있는 본 발명에 따른 흡연 물품을 통해 흡인된 공기는 비-블라인드 가연성 열원을 따라서 하나 이상의 기류 채널을 통과한다. 비-블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재의 가열은 전도 및 강제 대류에 의해 생긴다.
비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원과, 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 더 포함하고 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘불연성’은 연소 및 발화 동안에 비-블라인드 가연성 열원에 의해 도달된 온도에서 실질적으로 불연성인 배리어를 설명하는 데에 사용된다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 블라인드 가연성 열원을 포함하는 경우, 블라인드 가연성 열원을 통한 어떠한 기류 채널도 없으면 사용자가 퍼핑하는 동안 블라인드 가연성 열원의 연소 활성화를 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제한다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 흡연 물품이 비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 경우, 비-블라인드 가연성 열원과, 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하게 되면 사용자가 퍼핑하는 동안 비-블라인드 가연성 열원의 연소 활성화를 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제한다.
사용자가 퍼핑하는 동안 가연성 열원의 연소 활성화를 방지하거나 억제하면, 사용자가 퍼핑하는 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제한다.
가연성 열원의 연소 활성화를 방지하거나 억제하고, 그래서 에어로졸 형성 기재의 과도한 온도 증가를 방지하거나 억제하여, 강렬한 퍼핑 체제 하에서 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해가 유리하게 회피될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성에 대한 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향이 유리하게 최소화되거나 감소될 수도 있다.
상기 단일 열 전도 요소는 상기 가연성 열원의 후방 부분 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있다.
상기 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다. 이는 가연성 열원으로부터 단일 열 전도 요소로의 전도성 열 전달과 단일 열 전도 요소로부터 에어로졸 형성 기재로의 전도성 열 전달을 제한한다. 사용시, 이는 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에 도달된 온도를 에어로졸 형성 기재의 연소나 열분해가 일어날 수도 있는 온도 아래로 유지하도록 도와준다.
바람직하게는, 가연성 열원으로부터 단일 열 전도 요소로의 전도에 의한 열 전달은 실질적으로 감소된다. 이는 열 전도 요소가 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 공지의 가열식 흡연 물품의 열 전도 요소보다 낮은 온도를 보유하는 본 발명에 따른 흡연 용품의 단일 열 전도 요소를 초래하게 된다.
열 전도 요소가 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 가열식 흡연 물품에서는, 열 전도 요소를 통한 전도성 열 전달에 의해 가해진 열 누출이 가연성 열원의 후방 부분의 온도를 상당히 낮추게 된다. 이는 가연성 열원의 연소 수명을 단축시킬 수 있으며 허용 가능하지 않은 에어로졸 전달로 이어질 수 있다.
단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 반경 방향 분리로 인해 단일 열 전도 요소를 통한 전도성 열 전달에 의해 가해진 열 누출을 유리하게 줄여준다.
단일 열 전도 요소는 가연성 열원으로부터의 열 손실을 유리하게 줄여준다. 열이 가연성 열원에 의해 생성되면서, 흡연 물품의 흡연 동안 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 온도가 상승하게 된다. 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층의 온도 상승은 흡연 물품의 가연성 열원과 위에 놓인 구성요소들 간의 온도차를 감소시켜서, 가연성 열원으로부터의 열 손실이 감소될 수 있다.
가연성 열원으로부터 열 손실을 감소시켜, 단일 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 온도를 원하는 온도 범위 내에서 유지하는 것을 유리하게 돕는다. 이는 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸의 생성을 향상시킨다.
단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 흡연 물품을 따라 열을 전도한다. 이는 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 전도성 열 전달의 효율과 그에 따라 에어로졸 형성 기재의 가열을 향상시킨다. 단일 열 전도 요소를 포함하는 것을 통해 달성되는 전도성 열 전달 향상은 강제 대류성 열 전달이 실질적으로 없는 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에 특히 유리하다.
단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 반경 방향의 분리는 바람직하게는 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 물질의 하나 이상의 중간층을 포함하는 것을 통해 이루어진다. 물질의 하나 이상의 중간층은 단일 열 전도 요소가 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 위에 놓여 있는 전체 영역에 걸쳐 제공될 수도 있다. 대안적으로, 물질의 하나 이상의 중간층은 이 영역의 부분 또는 부분들에만 제공될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 물질의 하나 이상의 중간층은 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 넘어 상류 방향 및 하류 방향 중 한쪽 또는 양쪽 모두로 연장되어 있을 수도 있다.
바람직하게는, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 단열 물질의 하나 이상의 층에 의해 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다. 적합한 단열 물질은 이에 한정되지 않지만, 종이, 세라믹 및 금속 산화물을 포함한다.
예를 들면, 본 발명의 소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소에 의해 위에 놓여 있는 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분은 그 길이의 적어도 일부를 따라 흡연 물품을 둘러싸고 있는 종이 래퍼에 의해 덮여 있다. 이러한 구현예들에서, 종이 래퍼는 단일 열 전도 요소를 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리시켜서 단일 열 전도 요소 및 가연성 열원 또는 에어로졸 형성 기재 사이에 직접적인 접촉이 존재하지 않게 된다.
단일 열 전도 요소는 흡연 물품의 외부층에 제공된 열 전도성 물질의 외부층을 포함하고 있어서, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 외부층은 흡연 물품의 외부에 보일 수 있다.
소정의 구현예들에서, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 흡연 물품의 전부나 단지 일부를 따라 연장되어 있는 래퍼에 의해 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다. 이러한 구현예들에서, 래퍼는 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 위에 흡연 물품의 주위에 포장되어 있으며 그런 다음 에어로졸 형성 기재와 단일 열 전도 요소가 래퍼의 적어도 일부분 위에 제공되어 있다.
단일 열 전도 요소를 흡연 물품의 래퍼 위에 제공하면 특히 흡연 동안과 그 후에, 본 발명에 따른 흡연 물품의 외관과 관련하여 이점을 제공할 수도 있다. 소정의 경우들에서, 래퍼가 가연성 열원으로부터 열에 노출되었을 때, 가연성 열원의 영역에서의 래퍼의 일부 변색이 관찰될 수도 있다. 래퍼는 추가적으로 에어로졸 형성 기재로부터의 휘발성 화합물이 에어로졸 형성 기재의 주위와 하류에 있는 래퍼로 이동하는 결과 변색될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품의 단일 열 전도 요소는 가연성 열원의 적어도 후방부 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방부 주위의 래퍼 위에 제공되어서, 래퍼의 변색이 커버되고 더 이상 볼 수 없게 될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 전체 길이 주위로 연장되어 있을 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재를 넘어서 하류로 연장되어 있을 수도 있다. 따라서 흡연 물품의 초기 외관이 흡연 동안 유지될 수 있다.
단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재 사이의 단열 물질의 하나 이상의 층에 대한 대안적으로 또는 추가적으로, 단일 열 전도 요소의 적어도 일부는 에어 갭(air gap)에 의해 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있을 수도 있다. 에어 갭은 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재 사이에 하나 이상의 스페이서 요소(spacer element)를 포함하는 것을 통해 제공되어서, 단일 열 전도 요소 및 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재 사이에 정의된 분리를 유지할 수도 있다. 하나 이상의 스페이서 요소는, 예를 들어 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재의 주위에 반경 방향으로 포장되어 있는 하나 이상의 종이 스트립일 수도 있다.
바람직하게는, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 적어도 20㎛, 보다 바람직하게는, 적어도 50㎛ 만큼 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다. 소정의 구현예들에서, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 적어도 75㎛ 이상 또는 적어도 100㎛ 이상 만큼 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
상술한 바와 같이, 단열 물질의 하나 이상의 층이 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에 제공되어 있는 경우, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층 및 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 반경 방향으로의 분리는 단열 물질의 하나 이상의 층의 두께에 의해 결정될 것이다.
단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 임의의 적합한 열 전도성 물질 또는 적절한 열 전도성을 갖는 물질들의 조합을 포함하고 있을 수도 있다.
바람직하게는, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃와 50%의 상대 습도에서, 약 10W/(mㆍK)와 약 500W/(mㆍK) 사이, 보다 바람직하게는, 약 15W/(mㆍK)와 약 400W/(mㆍK) 사이의 벌크 열 전도성을 가지는 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 적합한 열 전도성 물질은, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들면 알루미늄 호일 래퍼, 스틸 래퍼, 철 호일 래퍼 및 구리 호일 래퍼와 같은 금속 호일 래퍼; 및 금속 합금 호일 래퍼를 포함한다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 알루미늄의 하나 이상의 층을 포함하고 있다.
바람직하게는, 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 알루미늄 또는 스틸과 같은 열 반사 물질을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 사용시, 단일 열 전도 요소는 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재에서 방사하는 열을 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 쪽으로 다시 유리하게 반사한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 '열 반사 물질'은 비교적 높은 열 반사율 및 비교적 낮은 열 방사율을 가져서 상기 물질이 방출하는 것보다 큰 비율의 입사 방사선을 그 표면에서 반사하는 물질을 말한다. 바람직하게는, 열 반사 물질은 50% 초과의 입사 방사선, 보다 바람직하게 70% 초과의 입사 방사선, 가장 바람직하게 75% 초과의 입사 방사선을 반사한다.
이러한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소의 비교적 높은 열 반사율 및 비교적 낮은 열 방사율은 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재로부터의 열 손실을 감소시킨다.
단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층의 반사율은 빛나는 내부 표면을 갖는 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 제공하여 향상될 수도 있으며, 여기서 상기 내부 표면은 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재에 대향하는 표면이다.
단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일층으로 형성될 수도 있다. 대안적으로, 단일 열 전도 요소는 하나 이상의 다른 열 전도층 또는 비-열 전도층과 조합하여 열 전도성 물질의 적어도 하나의 층을 포함하는 다중층 또는 적층체 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 열 전도성 물질의 적어도 한 층은 상기에서 나열된 열 전도성 물질 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 적어도 한 층과 단열 물질의 적어도 한 층을 포함하는 적층체 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재에 대향하는 단일 열 전도 요소의 내부층은 단열 물질의 층일 수도 있다. 이러한 방식으로, 단열 물질의 내부층은 단일 열 전도 요소의 열 전도성 물질의 적어도 한 층 및 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에 필요한 반경 방향 분리를 제공한다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일층을 포함하고 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일층과 단열 물질의 하나 이상의 층을 포함하는 적층체 물질이다. 소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일층과 단열 물질의 단일층을 포함하는 적층체 물질이다. 바람직하게는, 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일 외부층과 단열 물질의 단일 내부층을 포함하는 적층체 물질이다.
단일 열 전도 요소의 형성에 특히 적합한 적층체 물질의 하나의 예는 알루미늄의 외부층과 종이의 내부층을 포함하는 이중층 적층체 물질이다.
적어도 하나의 단열층이 추가된 강도와 강성을 제공하기 때문에, 적층체 물질을 포함하는 단일 열 전도 요소를 사용하는 것이 본 발명에 따른 흡연 물품의 제조 동안 추가적으로 유리할 수도 있다. 이는 적어도 하나의 열 전도층의 붕괴 또는 파손 위험이 감소된, 적층체 물질이 더욱 쉽게 가공되게 할 수도 있으며, 이는 비교적 얇고 깨지기 쉬울 수도 있다.
바람직하게는 단일 열 전도 요소의 두께는 약 5㎛ 내지 약 100㎛ 사이, 보다 바람직하게는 약 5㎛ 내지 약 80㎛ 사이이다.
바람직하게는 단일 열 전도 요소는 약 2㎛ 내지 약 50㎛ 사이, 더욱 바람직하게는 약 4㎛ 내지 약 30㎛ 사이의 두께를 갖는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고 있다.
소정의 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 약 20㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일을 포함하고 있을 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 약 5㎛ 내지 약 6㎛ 사이의 두께를 갖는 알루미늄의 외부층과 종이의 내부층을 포함하는 적층체 물질을 포함하고 있을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 흡연 물품의 단일 열 전도 요소는 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있다.
가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재에 대해 상대적인 단일 열 전도 요소의 위치 및 정도는 흡연 동안 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하기 위해 조정될 수도 있다. 특히, 상류 방향과 하류 방향으로 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재에 대해 상대적인 단일 열 전도 요소의 위치 및 정도는 흡연 물품의 에어로졸 전달 프로파일을 조정하기 위해 조정될 수도 있다.
단일 열 전도 요소는 흡연 물품의 둘레의 전부나 일부 주위로 연장되어 있을 수도 있다. 바람직하게는, 단일 열 전도 요소는 그 길이의 일부를 따라 흡연 물품을 둘러싸고 있는 연속 슬리브를 형성하고 있다.
바람직하게는 상기 단일 열 전도 요소가 위에 놓여 있는 가연성 열원의 후방 부분은 길이가 약 2mm와 약 8mm 사이, 보다 바람직하게는 길이가 약 3mm와 약 5mm 사이이다.
바람직하게는, 상기 첫 번째 열 전도 요소가 위에 놓여 있지 않은 가연성 열원의 전방 부분은 길이가 약 4mm와 약 15mm 사이, 보다 바람직하게는 길이가 약 5mm와 약 8mm 사이이다.
소정의 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 전체 길이 위에 놓여 있다. 이러한 구현예들에서, 단일 열 전도 요소의 하류 말단은 에어로졸 형성 기재의 하류 말단과 정렬하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 단일 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재를 넘어 하류 방향으로 연장되어 있을 수도 있다.
다른 구현예들에서, 단일 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 단지 전방 부분 위에만 놓여 있다. 이러한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 단일 열 전도 요소를 넘어서 하류 방향으로 연장되어 있다.
단일 열 전도 요소가 에어로졸 형성 기재의 단지 전방 부분 위에만 놓여 있는 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 단일 열 전도 요소를 넘어서 하류 방향으로 적어도 약 3mm 연장되어 있을 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 형성 기재는 단일 열 전도 요소를 넘어서 하류 방향으로 약 3mm와 약 10mm 사이로 연장되어 있을 수도 있다. 대안적으로 에서, 에어로졸 형성 기재는 단일 열 전도 요소를 넘어서 하류 방향으로 3mm 미만으로 연장되어 있을 수도 있다.
단일 열 전도 요소가 에어로졸 형성 기재의 단지 전방 부분 위에만 놓여 있는 구현예들에서, 단일 열 전도 요소가 위에 놓여 있는 에어로졸 형성 기재의 전방 부분은 길이가 약 1mm와 약 10mm 사이일 수도 있으며, 예를 들어, 단일 열 전도 요소가 위에 놓여 있는 에어로졸 형성 기재의 전방 부분은 길이가 약 2mm와 약 8mm 사이 또는 길이가 약 2mm와 약 6mm 사이일 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 본 발명에 따른 블라인드 가연성 열원을 포함하고 있을 수도 있다.
가연성 열원의 발화와 연소 특성을 개선하기 위해서 가열식 흡연 물품의 가연성 열원에 첨가제를 포함시키는 것이 공지되어 있다. 그러나, 발화 및 연소 첨가제를 포함하면 분해 및 반응 생성물을 생기게 할 수 있고, 이러한 생성물은 불리하게는 이러한 공지된 가열식 흡연 물품의 사용 동안에 그것을 통해 흡인된 공기에 들어갈 수도 있다.
블라인드 가연성 열원을 포함하면 연소와 분해 생성물 및 블라인드 가연성 열원의 발화 및 연소 동안 형성된 기타 물질들이 본 발명에 따른 흡연 물품의 사용 동안에 그것을 통해 흡인된 공기에 들어가는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다. 이는 블라인드 가연성 열원이 이 블라인드 가연성 열원의 발화 및 연소에 도움을 주는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 전도성 열 전달을 최적화하는 것이 특히 중요하다. 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리된 단일 열 전도 요소를 포함하는 것은, 만약 있다 하더라도 강제 대류에 의한 에어로졸 형성 기재의 가열이 거의 없는 경우에, 블라인드 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품의 흡연 성능에 대해 특히 유리한 효과를 갖는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수도 없는 하나 이상의 폐쇄 또는 차단된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 블라인드 가연성 열원의 길이를 따라 일부만 블라인드 가연성 열원의 상류 말단에 있는 전방면으로부터 연장되어 있는 하나 이상의 폐쇄된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 폐쇄된 공기 통로를 포함하면 블라인드 가연성 열원이 공기로부터 산소에 노출되는 표면적을 증가시키고 유리하게는 블라인드 가연성 열원의 발화 및 지속적인 연소를 용이하게 할 수도 있다.
대안적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원을 포함하고 있을 수도 있으며, 여기서 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널이 있다.
하나 이상의 기류 채널은 하나 이상의 에워싸여 있는 기류 채널을 포함할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에워싸여 있는’은 비-블라인드 가연성 열원의 내부를 통해 연장되어 있으며 비-블라인드 가연성 열원에 의해 둘러싸여 있는 기류 채널을 설명하는 데에 사용된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 기류 채널은 하나 이상의 에워싸여 있지 않은 기류 채널을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널은 비-블라인드 가연성 열원의 외부를 따라 연장되어 있는 하나 이상의 홈 또는 기타 에워싸여 있지 않은 기류 채널을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 기류 채널은 하나 이상의 에워싸여 있는 기류 채널 또는 하나 이상의 에워싸여 있지 않은 기류 채널 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.
소정의 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 1개, 2개 또는 3개의 기류 채널을 포함하고 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 단일의 기류 채널을 포함하고 있다.
소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 1개의 실질적으로 중심방향 또는 축방향 기류 채널을 포함하고 있다.
이러한 구현예들에서, 단일 기류 채널의 직경은 바람직하게는 약 1.5mm와 약 3mm 사이이다.
사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수 있는 하나 이상의 기류 채널에 더하여, 본 발명에 따른 흡연 물품은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수 없는 하나 이상의 폐쇄 또는 차단된 통로를 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 및 가연성 열원의 길이를 따라 일부만 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 연장되어 있는 하나 이상의 폐쇄된 통로를 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 폐쇄된 공기 통로를 포함하면 비-블라인드 가연성 열원이 공기로부터 산소에 노출되는 표면적을 증가시키고 유리하게는 비-블라인드 가연성 열원의 발화 및 지속적인 연소를 용이하게 할 수도 있다.
비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원과 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 더 포함하고 있다.
비-블라인드 가연성 열원과 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면, 흡인된 공기가 하나 이상의 기류 채널을 통과하면서 비-블라인드 가연성 열원의 발화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물이 하나 이상의 기류 채널을 통해 흡연 물품 내로 흡인된 공기로 들어가는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다. 이는 비-블라인드 가연성 열원이 비-블라인드 가연성 열원의 발화 또는 연소에 도움을 주는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
비-블라인드 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이의 배리어는 비-블라인드 가연성 열원에 부착되거나 그렇지 않으면 첨부될 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 바람직하게는 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 적어도 실질적으로 내부 표면 전체에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면 전체에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘코팅층’은 가연성 열원을 덮고 그에 부착되는 물질의 층을 설명하는 데에 사용된다.
다른 구현예들에서, 배리어 코팅층은 라이너(liner)를 하나 이상의 기류 채널로 삽입하여 제공될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널이 비-블라인드 가연성 열원의 내부를 통해 연장되어 있는 하나 이상의 에워싸여 있는 기류 채널을 포함하고 있는 경우, 불연성의 실질적 공기 불투과성 중공관이 하나 이상의 기류 채널 각각에 삽입되어 있을 수도 있다.
흡연 물품의 원하는 특징 및 성능에 따라서, 배리어는 낮은 열 전도성을 갖거나 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 비-블라인드 가연성 열원에 의해 달성된 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적이고 불연성인 하나 이상의 적합한 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에서 공지되어 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 수도 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.
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. 소정의 바람직한 구현예들에서, 배리어 코팅층은 가연성 열원이 압출될 때에 WO-A2-2009/074870에 설명된 공정에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 적용된다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 비-블라인드 가연성 열원과 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하는 경우, 배리어는 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널을 통해 흡연 물품으로 들어가는 공기가 상기 흡연 물품을 통해 하류로 흡인될 수 있게 해야 한다.
배리어는 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 중 한쪽 또는 양쪽 모두와 접경(abut)할 수도 있다. 대안적으로, 배리어는 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 중 한쪽 또는 양쪽 모두로부터 이격되어 있을 수도 있다.
배리어는 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 중 한쪽 또는 양쪽 모두에 부착되거나 그렇지 않으면 첨부될 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 배리어는 가연성 열원의 후방면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 바람직하게는 배리어는 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 배리어는 가연성 열원의 전체 후방면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하고 있다.
배리어는 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 발화 및 연소 동안에 노출되는 온도를 유리하게 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.
에어로졸 형성을 용이하게 하기 위해서, 가열식 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재는 통상적으로 다가 알코올, 예컨대 글리세린, 또는 기타 공지된 에어로졸 형성제를 포함하고 있다. 보관 및 흡연 동안에, 이러한 에어로졸 형성제는 공지된 가열식 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재로부터 그의 가연성 열원으로 이동할 수도 있다. 공지된 가열식 흡연 물품의 가연성 열원으로 에어로졸 형성제가 이동하게 되면 불리하게는 특히 가열식 흡연 물품의 흡연 동안에 에어로졸 형성제의 분해로 이어질 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면 흡연 물품의 보관 동안에 에어로졸 형성 기재의 구성성분이 가연성 열원으로 이동하는 것을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면 흡연 물품의 사용 동안에 에어로졸 형성 기재의 구성성분이 가연성 열원으로 이동하는 것을 실질적으로 유리하게 방지하거나 억제할 수도 있다.
가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면 에어로졸 형성 기재가 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
이러한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면 흡연 물품의 보관 및 사용 동안에 에어로졸 형성 기재로부터 가연성 열원으로의 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 이동을 유리하게 방지하거나 억제할 수도 있다. 따라서, 흡연 물품의 사용 동안 적어도 하나의 에어로졸 형성제가 분해되는 것이 유리하게 실질적으로 회피되거나 감소될 수도 있다.
흡연 물품의 원하는 특징 및 성능에 따라서, 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이의 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어는 낮은 열 전도성을 갖거나 높은 열 전도성을 가질 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 배리어는 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃와 50%의 상대 습도에서 약 0.1W/(mㆍK)와 약 200W/(mㆍK) 사이의 벌크 열 전도성을 가지는 물질로 형성될 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 안정적이고 불연성인 하나 이상의 적합한 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 이에 한정되지 않지만, 당 기술분야에서 공지되어 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 물질은 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 합금, 알루미나(Al2O3), 수지, 및 미네랄 접착제를 포함한다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 배리어는 가연성 열원의 후방면에 제공된 벤토나이트와 카올리나이트의 50/50 혼합물을 포함하는 점토 코팅층을 포함하고 있다. 다른 바람직한 구현예들에서, 배리어는 가연성 열원의 후방면에 제공된 유리 코팅층, 보다 바람직하게는 소성된 유리 코팅층을 포함하고 있다.
소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 배리어는 가연성 열원의 후방면에 제공된 알루미늄 코팅층을 포함하고 있다.
바람직하게는, 배리어는 적어도 약 10㎛의 두께를 갖는다.
점토의 공기에 대한 약간의 투과성 때문에, 배리어가 가연성 열원의 후방면에 제공된 점토 코팅층을 포함하는 구현예들에서, 점토 코팅층은 보다 바람직하게는 적어도 약 50㎛, 가장 바람직하게는 약 50㎛과 약 350㎛ 사이의 두께를 갖는다.
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 후방면에 제공된 유리 코팅층을 포함하는 실시예들에서, 유리 코팅층은 바람직하게는 약 200㎛ 미만의 두께를 갖는다.
배리어의 두께는 현미경, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope(SEM)) 또는 당 기술분야에서 공지된 임의의 다른 적합한 측정 방법들을 사용하여 측정될 수도 있다.
배리어가 가연성 열원의 후방면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하는 경우, 배리어 코팅층은 분사-코팅, 증착, 침지(dipping), 물질 전사(material transfer)(예를 들면, 솔질 또는 풀칠), 정전 증착(electrostatic deposition) 또는 그들의 임의의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않으며, 당 기술분야에 공지된 임의의 적합한 방법들에 의해 가연성 열원의 후방면을 덮고 그에 부착하도록 적용될 수도 있다.
예를 들면, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방면의 근사 크기 및 형상으로 배리어를 사전에 형성하고, 이를 가연성 열원의 후방면에 적용하여 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방면을 덮고 그에 부착하여 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방면에 적용된 후에 절단되거나 그렇지 않으면 기계 가공될 수도 있다. 하나의 바람직한 구현예에서, 알루미늄 호일을 가연성 열원에 풀칠하거나 가압하여 이를 가연성 열원의 후방면에 적용하고, 절단하거나 달리 기계 가공해서, 알루미늄 호일이 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방면, 바람직하게는 가연성 열원의 전체 후방면을 덮고 그에 부착된다.
다른 바람직한 구현예에서, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 적용하여 형성된다. 예를 들면, 배리어 코팅층은 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액으로 가연성 열원의 후방면을 침지시키거나, 용액 또는 현탁액을 솔질 또는 분사-코팅하거나, 또는 가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 분말 또는 분말 혼합물을 정전 증착하여 가연성 열원의 후방면에 적용될 수도 있다. 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 분말 또는 분말 혼합물을 정전 증착하여 가연성 열원의 후방면에 적용되는 경우, 가연성 열원의 후방면이 정전 증착되기 전에 물로 전처리하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 배리어 코팅층은 분사 코팅에 의해 적용된다.
배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 한 번 적용하여 형성될 수도 있다. 대안적으로, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 여러 번 적용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방면에 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 후방면에 하나 이상의 적합한 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 1 내지 10회 사이로 적용하여 형성된다.
가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 적용한 후, 가연성 열원을 건조시켜 배리어 코팅층을 형성할 수도 있다.
배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방면에 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 대한 대안적으로 또는 추가적으로, 가연성 열원의 후방면에 하나 이상의 코팅 물질의 용액 또는 현탁액을 적용한 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.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부를 포함하고 있을 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘공기 유입부’는 공기가 흡연 물품 내로 흡인될 수도 있는 구멍, 슬릿(slit), 슬롯(slot) 또는 기타 천공을 설명하는 데에 사용된다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부를 포함하고 있는 경우, 사용시, 냉각 공기는 제1 공기 유입부를 통해 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재 내로 흡인된다. 제1 공기 유입부를 통해 에어로졸 형성 기재 내로 흡인된 공기는 에어로졸 형성 기재로부터 하류로 흡연 물품을 통과하고 그 근위 말단을 통해 흡연 물품을 빠져나간다.
사용자가 퍼핑하는 동안에, 상기 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위의 하나 이상의 제1 공기 유입부를 통해 흡인된 냉각 공기는 에어로졸 형성 기재의 온도를 유리하게 감소시킨다. 이는 사용자가 퍼핑하는 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 억제한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘냉각 공기’는 사용자가 퍼핑할 때 가연성 열원에 의해 실질적으로 가열되지 않는 주위 공기(ambient air)를 설명하는 데에 사용된다.
에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 억제하여, 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부를 포함하면, 강력한 퍼핑 체제 하에서 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해를 회피하거나 감소시키는 것을 유리하게 도와준다. 또한, 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부를 포함하면, 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성에 대한 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향이 최소화되거나 감소시키는 것을 유리하게 도와준다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 하나 이상의 제1 공기 유입부는 에어로졸 형성 기재의 하류 말단에 근접하여 위치하고 있다.
소정의 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 가연성 열원의 후방면과 접경할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘접경하다’는 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 후방면 또는 가연성 열원의 후방면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층과 직접 접촉하게 되는 것을 설명하는 데에 사용된다.
다른 구현예들에서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 가연성 열원의 후방면으로부터 이격되어 있을 수도 있다. 즉, 에어로졸 형성 기재와 가연성 열원의 후방면 사이에 공간이나 갭이 있을 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘이격되어 있다’는 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 후방면 또는 가연성 열원의 후방면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층과 직접 접촉하고 있지 않은 것을 설명하는 데에 사용된다.
상기 하나 이상의 제1 공기 유입부에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 그러한 구현예들에서 본 발명에 따른 흡연 물품은 상기 가연성 열원의 후방면과 상기 에어로졸 형성 기재 사이에 하나 이상의 제2 공기 유입부를 포함하고 있을 수도 있다. 사용시, 냉각 공기는 제2 공기 유입부를 통해 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 공간 내로 흡인된다. 제2 공기 유입부를 통해 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 공간 내로 흡인된 공기는 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 공간으로부터 하류로 흡연 물품을 통과하고 그 근위 말단을 통해 흡연 물품을 빠져나간다.
사용자가 퍼핑하는 동안에, 상기 가연성 열원의 후방면과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 하나 이상의 제2 유입부를 통해 흡인된 냉각 공기는 에어로졸 형성 기재의 온도를 유리하게 감소시킬 수도 있다. 이는 사용자가 퍼핑하는 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
상기 하나 이상의 제1 공기 유입부 또는 하나 이상의 제2 공기 유입부에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 하나 이상의 제3 공기 유입부를 포함하고 있을 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위의 하나 이상의 제1 공기 유입부, 또는 가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이의 하나 이상의 제2 공기 유입부, 또는 에어로졸 형성 기재의 하류의 하나 이상의 제3 공기 유입부를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
공기 유입부들의 수, 형상, 크기 및 위치를 적절하게 조정해서 양호한 흡연 성능을 달성하도록 할 수도 있다.
바람직하게는, 가연성 열원은 탄소질 열원이다. 본원에서 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 구현예들에서, 본 발명에 따른 가연성 열원은 가연성의 탄소계 열원이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘탄소계 열원’은 주로 탄소로 이루어진 열원을 설명하는 데에 사용된다.
본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소계 열원은 적어도 약 50%의 탄소 함량을 갖는다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소계 열원은 가연성의 탄소계 열원의 적어도 약 60 건조 중량%, 또는 적어도 약 70 건조 중량%, 또는 적어도 약 80 건조 중량%의 탄소 함량을 가질 수도 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. 적합한 공지의 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.
하나의 바람직한 구현예에서, 가연성 열원은 탄소 분말, 개질된 셀룰로오스, 가루 및 설탕으로 형성되어 있다.
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 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 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 상기 가연성 열원의 후방면에 제공된 배리어 코팅층을 포함하는 경우에, 그러한 첨가제들은 상기 가연성 열원의 후방면에 배리어 코팅층을 적용하기 전 또는 후에 상기 가연성 열원에 혼입될 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 상기 가연성 열원은 탄소 및 적어도 하나의 발화 보조제를 포함하는 가연성 탄소질 열원이다. 하나의 바람직한 구현예에서, 상기 가연성 열원은 WO-A1-2012/164077에 기재된 바와 같이 탄소 및 적어도 하나의 발화 보조제를 포함하는 가연성 탄소질 열원이다.
본원에서 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. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘발화 보조제’는 가연성 탄소질 열원의 발화 동안에 에너지를 방출하는 원소 금속(elemental metal)을 나타내는 데에 또한 사용되고, 여기서 원소 금속의 발화 온도는 약 500℃ 보다 낮고, 원소 금속의 연소 열은 적어도 약 5kJ/g이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘발화 보조제’는, 탄소 연소를 개질시킨다고 여겨지는, 카르복실산의 알칼리 금속염(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. 심지어 가연성 열원의 총량에 대해 상대적으로 다량 존재할 때에도, 이러한 알칼리 금속 화상 염은 초기 퍼프 동안에 허용 가능한 에어로졸을 생산할 만큼 충분한 에너지를 가연성 탄소질 열원의 발화 동안에 방출하지 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); 아인산염(phosphite); 및 포스파니트(phosphanite)를 포함한다.
유리하게는 가연성 열원의 발화 및 연소 성능을 개선하지만, 발화 및 연소 첨가제를 포함하여 흡연 물품 사용 동안에 원치 않는 분해 및 반응 생성물을 생성할 수 있다. 예를 들면, 발화를 보조하기 위해 가연성 열원에 포함된 질산염이 분해되는 결과 질소 산화물이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 비-블라인드 가연성 열원을 포함하고 있는 경우, 하나 이상의 기류 채널과 비-블라인드 가연성 열원 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면 흡인된 공기가 하나 이상의 기류 채널을 통과하면서 그러한 분해 및 반응 생성물이 하나 이상의 기류 채널을 통해 본 발명에 따른 흡연 물품 내로 흡인된 공기로 들어가는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 포함하면 그러한 분해 및 반응 생성물이 본 발명에 따른 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로 들어가는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 선행 기술에 기재된 것과 같이 제조될 수도 있다.
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 압축 또는 가압과 같은 임의의 적합한 공지의 세라믹 형성 방법들을 사용하여 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 상기 혼합물은 가압 또는 압출 또는 이들의 조합에 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 있다는 것을 이해해야 할 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.
소정의 구현예들에서, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물에 적어도 하나의 질산금속 전구체를 포함시켜서 적어도 하나의 질산금속염이 가연성 열원에 혼입된다. 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.
바람직한 구현예들에서, 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 분해 후에, 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 0.6g/cm3과 약 1g/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 7mm와 약 17mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7mm와 약 15mm 사이, 가장 바람직하게는 약 7mm와 약 13mm 사이의 길이를 갖는다.
바람직하게는, 가연성 열원은 약 5mm와 약 9mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7mm와 약 8mm 사이의 직경을 갖는다.
바람직하게는, 가연성 열원은 실질적으로 균일한 직경을 갖는다. 그러나, 가연성 열원은 대안적으로 테이퍼되어서 블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 직경이 그의 전방 부분의 직경 보다 크게 된다. 가연성 열원은 실질적으로 원통형인 것이 특히 바람직하다. 가연성 열원은 실질적으로 원통형인 것이 특히 바람직하다. 가연성 열원은, 예를 들면 실질적으로 원형 단면의 원통형 또는 테이퍼된 원통형 또는 실질적으로 타원형 단면의 원통형 또는 테이퍼된 원통형일 수도 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품은 적어도 하나의 에어로졸 형성제 및 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재는 이에 한정되지 않지만, 습윤제, 향미제(flavourant), 바인더 및 그들의 혼합물을 포함하는 기타 첨가제와 성분들을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함하고 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하고 있다.
적어도 하나의 에어로졸 형성제는, 사용 시 빽빽하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 흡연 물품의 동작 온도에서 열적 감성에 실질적으로 견디는 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 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.
가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 식물계 물질의 충전물일 수도 있다. 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 균질화된 식물계 물질의 충전물일 수도 있다. 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.
바람직하게는, 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 담배 기반 물질의 충전물, 가장 바람직하게는 균질화된 담배 기반 물질의 충전물이다.
상기 에어로졸 형성 기재는 종이 또는 기타 래퍼에 의해 둘러싸여 있는, 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 플러그 또는 부위 형태일 수도 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 에어로졸 형성 기재가 플러그 또는 부위 형태인 경우에, 임의의 래퍼를 비롯한 전체 플러그 또는 부위가 에어로졸 형성 기재인 것으로 간주된다.
바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 약 5mm와 약 20mm 사이, 보다 바람직하게는 약 8mm와 약 12mm 사이의 길이를 갖는다.
바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 플러그 랩에 포장되어 있는 담배 기반 물질의 플러그를 포함하고 있다. 특히 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 플러그 랩에 포장되어 있는 균질화된 담배 기반 물질의 플러그를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 마우스피스를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 마우스피스는 흡연 물품의 근위 말단에 위치하고 있다.
바람직하게는, 마우스피스는 여과 효율이 낮고, 보다 바람직하게는 여과 효율이 매우 낮다. 마우스피스는 단일 부위 또는 구성요소 마우스피스일 수도 있다. 대안적으로, 마우스피스는 다수 부위 또는 다수 구성요소 마우스피스일 수도 있다.
마우스피스는, 적절한 공지된 여과 물질들을 포함하는 하나 이상의 부위를 포함하는 필터를 포함할 수도 있다. 적합한 여과 물질이 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 초산 아세테이트 및 종이를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 향미제, 및 다른 에어로졸 개질제 및 첨가제 또는 그들의 조합을 포함하는 하나 이상의 부위를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스 사이에 이송 요소 또는 스페이서 요소를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다.
이송 요소는 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스 중 하나 또는 양쪽 모두와 접경하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 이송 요소는 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스 중 하나 또는 양쪽 모두로부터 이격되어 있을 수도 있다.
이송 요소를 포함하면 유리하게는 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 냉각을 가능하게 한다. 이송 요소를 포함하면 또한 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 전체 길이가 이송 요소의 길이의 적절한 선택을 통해, 원하는 값으로, 예를 들면 통상적인 궐련들의 것과 유사한 길이로 조정될 수 있게 한다.
이송 요소는 약 7mm 내지 약 50mm 사이의 길이, 예를 들면 약 10mm 내지 약 45mm 사이의 길이 또는 약 15mm 내지 약 30mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 이송 요소는 원하는 흡연 물품의 전체 길이, 및 흡연 물품 내부의 다른 구성성분들의 존재 및 길이에 따라 다른 길이를 가질 수도 있다.
바람직하게는, 이송 요소는 적어도 하나의 말단이 개방된 관형 중공체를 포함하고 있다. 그러한 구현예들에서, 사용시, 흡연 물품을 통해 흡인된 공기는 에어로졸 형성 기재로부터 그 근위 말단으로 하류로 흡연 물품을 통과하면서 적어도 하나의 말단이 개방된 관형 중공체를 통과하게 된다.
이송 요소는 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 물질로 형성된 적어도 하나의 말단이 개방된 관형 중공체를 포함하고 있을 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 종이, 판지, 플라스틱, 예컨대 초산 셀룰로오스, 세라믹 및 그들의 조합을 포함하고 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 사이에 에어로졸 냉각 요소 또는 열 교환기를 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 냉각 요소는 복수의 길이방향으로 연장되어 있는 채널을 포함할 수도 있다.
에어로졸 냉각 요소는 금속 호일, 고분자 물질, 및 실질적으로 비다공성 종이 또는 판지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 초산 셀룰로오스(CA), 및 알루미늄 호일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 냉각 요소는 예컨대 폴리락트산(PLA) 또는 Mater-Bi® 등급 (시판 중인 전분계 코폴리에스테르 군) 같은, 생분해성 고분자 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품의 마우스피스, 이송 요소 및 에어로졸 냉각 요소 중 하나 이상은 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수도 있다.
적합한 에어로졸 개질제는, 이에 한정되지는 않지만, 향미제; 물체감각제(chemesthetic agent)를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘향미제’는, 사용시, 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에 의해 발생된 에어로졸에 맛(taste) 또는 향(aroma) 중 하나 또는 전부를 부여하는 임의의 물질을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘물체감각제(chemesthetic agent)’는, 사용시, 미각 수용기 세포 또는 후각 수용기 세포를 통한 지각 이외의 수단에 의하거나, 또는 그에 추가로 사용자의 구강 또는 후각으로 지각되는 임의의 물질을 설명하는 데에 사용된다. 물체감각제의 지각은 통상적으로 “삼차 신경 반응(trigeminal response)”을 통하거나, 삼차 신경(trigeminal nerve), 설인 신경(glossopharyngeal nerve), 미주 신경(vagus nerve), 또는 이들의 일부 조합을 통한 것이다. 통상적으로, 물체감각제는 뜨겁거나, 맵거나, 차갑거나, 진정하는 감각으로서 지각된다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 향미제 및 물체감각제 모두인 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품의 마우스피스, 이송 요소 및 에어로졸 냉각 요소 중 하나 이상은 냉각 물체감각 효과를 제공하는 멘톨 또는 다른 향미제를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 공지된 방법들 및 기계를 사용하여 조립될 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(2)은 전방면(6) 및 대향하는 후방면(8)을 갖는 블라인드 가연성 열원(4), 에어로졸 형성 기재(10), 이송 요소(12), 에어로졸 냉각 요소(14), 스페이서 요소(16) 및 마우스피스(18)를 동축 정렬로 접경하면서 포함하고 있다.
블라인드 가연성 열원(4)은 블라인드 탄소질 가연성 열원이며 흡연 물품(2)의 원위 말단에 위치하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 알루미늄 호일의 디스크 형태로 된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(22)가 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10) 사이에 제공되어 있다. 배리어(22)는 알루미늄 호일의 디스크를 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8) 상에 가압하여 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)에 적용되며, 가연성 탄소질 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10)와 접경하고 있다.
본 발명의 다른 구현예들(미도시함)에서, 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10) 사이의 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(22)는 생략될 수도 있다.
에어로졸 형성 기재(10)는 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)에 적용된 배리어(22)의 바로 하류에 위치하고 있다. 에어로졸 형성 기재(10)는 플러그 랩(26)으로 포장되어 있는, 예를 들면 글리세린과 같은 에어로졸 형성제를 포함하는 균질화된 담배 기반 물질(24)의 원통형 플러그를 포함하고 있다.
이송 요소(12)는 에어로졸 형성 기재(10)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 말단이 개방된 원통형 중공형 초산 아세테이트 관(28)을 포함하고 있다.
에어로졸 냉각 요소(14)는 이송 요소(12)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 예를 들면 폴리락트산 같은, 생분해성 고분자 물질의 주름진 시트를 포함하고 있다.
스페이서 요소(16)는 에어로졸 냉각 요소(14)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 말단이 개방된 원통형 중공형 종이 또는 판지 관(30)을 포함하고 있다.
마우스피스(18)는 스페이서 요소(16)의 바로 하류에 위치하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마우스피스(18)는 흡연 물품(2)의 근위 말단에 위치하고 있으며, 필터 플러그 랩(34)으로 포장되어 있는, 매우 낮은 여과 효율을 가진, 예를 들면 초산 셀룰로오스 토우와 같은 적절한 여과 물질(32)의 원통형 플러그를 포함하고 있다.
흡연 물품은 외부 래퍼(20)의 하류 말단부를 둘러싸고 있는 티핑 페이퍼의 밴드(미도시함)를 더 포함하고 있을 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 흡연 물품(2)은 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분, 에어로졸 형성 기재(10)의 전체 길이와 이송 요소(12)의 전체 길이 위에 놓여 있는, 예를 들면 알루미늄 호일과 같은 적절한 물질의 단일 열 전도 요소(36)를 더 포함하고 있다.
본 발명의 다른 구현예들에서(미도시함), 이송 요소(12)는 단일 열 전도 요소(36)를 넘어 하류 방향으로 연장되어 있을 수도 있다. 즉, 단일 열 전도 요소(36)가 이송 요소(12)의 전방 부분 위에만 놓여 있을 수도 있다. 본 발명의 다른 구현예들에서(미도시함), 단일 열 전도 요소(36)는 이송 요소(12) 중 어느 부위 위에 놓여 있지 않을 수도 있다.
본 발명의 추가 구현예들에서(미도시함), 에어로졸 형성 기재(10)는 단일 열 전도 요소(36)를 넘어 하류 방향으로 연장되어 있을 수도 있다. 즉, 단일 열 전도 요소(36)가 에어로졸 형성 기재(10)의 전방 부분 위에만 놓여 있을 수도 있다.
단일 열 전도 요소(36)는 에어로졸 형성 기재(10), 이송 요소(12), 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분 주위로 포장되어 있는, 예를 들면 낮은 공기 투과성을 가진 궐련 종이와 같은 단열 시트 물질의 래퍼(38)에 의해 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(2)에서, 단일 열 전도 요소(36) 및 단일 열 전도 요소(36)를 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리시키는 래퍼(38)는 블라인드 가연성 열원(4) 상의 대략 동일한 위치까지 상류 방향으로 연장되어 있어서, 단일 열 전도 요소(36) 및 래퍼(38)의 상류 말단들이 블라인드 가연성 열원(4) 위로 사실상 정렬되어 있다.
그러나, 본 발명의 다른 구현예들(미도시함)에서, 단일 열 전도 요소(36)를 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리시키는 래퍼(38)가 단일 열 전도 요소(36)를 넘어 상류 방향으로 연장되어 있을 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(2)은 에어로졸 형성 기재(10)의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부(40)를 포함하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 공기 유입부(40)의 원주방향 배열이 에어로졸 형성 기재(10)의 플러그 랩(26), 단일 열 전도 요소(36)를 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리시키는 래퍼(38), 및 단일 열 전도 요소(36)에 제공되어 냉각 공기(도 1에 점선 화살표로 도시됨)를 에어로졸 형성 기재(10) 내로 들어가게 한다.
사용시, 사용자는 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(2)의 블라인드 가연성 열원(4)을 발화하고, 그런 다음 마우스피스(18)에서 흡인한다. 사용자가 마우스피스(18)에서 흡인할 때, 냉각 공기(도 1에 점선 화살표로 도시됨)가 제1 공기 유입부(40)를 통해 흡연 물품(2)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된다.
에어로졸 형성 기재(10)의 전방 부분은 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8) 및 배리어(22)를 통해 전도에 의해 가열된다.
전도에 의한 에어로졸 형성 기재(10)의 가열은 균질화된 담배 기반 물질(24)의 플러그로부터 글리세린 및 기타 휘발성 및 반-휘발성 화합물을 방출한다. 에어로졸 형성 기재(10)로부터 방출된 화합물은, 에어로졸 형성 기재(10)를 통해 흐르면서 제1 공기 유입부(40)를 통해 흡연 물품(2)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된 공기에 연행되는 에어로졸을 형성한다. 흡인된 공기 및 연행된 에어로졸(도 1 및 도 2에 점선 화살표로 도시됨)이 이송 요소(12), 에어로졸 냉각 요소(14) 및 스페이서 요소(16)를 통해 하류로 통과하고, 여기서 그들이 냉각되고 응축된다. 냉각된 흡인된 공기 및 연행된 에어로졸은 마우스피스(18)를 통해 하류로 통과하고, 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(2)의 근위 말단을 통해 사용자에게 전달된다. 블라인드 가연성 탄소질 열원(4)의 후방면(8) 상의 불연성의 실질적 공기 불투과성인 배리어(22)는 흡연 물품(2)을 통해 흡인된 공기로부터 블라인드 가연성 탄소질 열원(4)을 격리해서, 사용시, 흡연 물품(2)을 통해 흡인된 공기가 블라인드 가연성 탄소질 열원(4)과 직접 접촉하지 않게 된다.
사용시, 단일 열 전도 요소(36)는 열을 흡연 물품(2) 내에 보유해서 에어로졸 형성 기재(10)의 온도를 유지하며 그래서 계속되고 향상된 에어로졸 전달을 용이하게 하는 것을 도와준다. 또한, 단일 열 전도 요소(36)는 에어로졸 형성 기재(10)를 따라 열을 전달해서 열은 더 큰 부피의 에어로졸 형성 기재(10)를 통해 분산된다. 이는 퍼프 때마다 더욱 균일한 에어로졸 전달을 제공하는 것을 돕는다.
본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품(미도시함)은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품과 대부분 일치하는 구성을 갖는다. 그러나, 본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품에서, 단일 열 전도 요소(36)를 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리시키는 래퍼(38)가 생략되어 있으며 단일 열 전도 요소(36)는 열 전도성 물질의 외부층과 단열 물질의 내부층을 포함하는 적층체 물질로 형성되어 있다. 본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품에서, 단일 열 전도 요소(36)의 열 전도성 물질의 외부층은 단일 열 전도 요소(36)의 단열 물질의 내부층에 의해서 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 제3 구현예에 따른 흡연 물품(42)은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품과 대부분 일치하는 구성을 갖는다. 그러나, 본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품(42)에서, 에어로졸 형성 기재(10)의 주변부 주위에 제1 공기 유입부(40)가 생략되어 있으며 가연성 열원(4)은 비-블라인드 가연성 열원(4)의 전방면(6)으로부터 후방면(8)으로 연장되어 있는 단일 중앙 기류 채널(44)을 포함하는 비-블라인드 가연성 탄소질 열원이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(46)가 가연성 열원(4)과 중앙 기류 채널(44) 사이에 제공되어 있다. 배리어(46)는 중앙 기류 채널(44)의 전체 내부 표면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층을 포함하고 있다.
사용시, 사용자는 본 발명의 제3 구현예에 따른 흡연 물품(42)의 비-블라인드 가연성 열원(4)을 발화하고, 그런 다음 마우스피스(18)에서 흡인한다. 사용자가 마우스피스(18)에서 흡인할 때, 냉각 공기(도 2에 점선 화살표로 도시됨)가 중앙 기류 채널(44)을 통해 흡연 물품(2)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된다. 비-블라인드 가연성 탄소질 열원(4)의 후방면(8) 상의 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(22) 및 단일 중앙 기류 채널(44)의 전체 내부 표면 상의 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(46)는 흡연 물품(42)을 통해 흡인된 공기로부터 비-블라인드 가연성 탄소질 열원(4)을 격리해서, 사용 시, 흡연 물품(42)을 통해 흡인된 공기가 비-블라인드 가연성 탄소질 열원(4)과 직접 접촉하지 않게 된다.
본 발명의 다른 구현예들(미도시함)에서, 비-블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10) 사이의 불연성인 실질적 공기 불투과성 배리어(22)는 생략될 수도 있다.
본 발명의 제4 구현예에 따른 흡연 물품(미도시함)은 도 2에 도시된 본 발명의 제3 구현예에 따른 흡연 물품과 대부분 일치하는 구성을 갖는다. 그러나, 본 발명의 제4 구현예에 따른 흡연 물품에서, 단일 열 전도 요소(36)를 블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리시키는 래퍼(38)가 생략되어 있으며 단일 열 전도 요소(36)는 열 전도성 물질의 외부층과 단열 물질의 내부층을 포함하는 적층체 물질로 형성되어 있다. 본 발명의 제4 구현예에 따른 흡연 물품에서, 단일 열 전도 요소(36)의 열 전도성 물질의 외부층은 단일 열 전도 요소(36)의 단열 물질의 내부층에 의해서 비-블라인드 가연성 열원(4)과 에어로졸 형성 기재(10)로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
실시예 A
상술한 본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품과 대부분 일치하는 구성을 갖는 본 발명에 따른 흡연 물품을 조립한다. 흡연 물품은 알루미늄의 외부층과 종이의 내부층을 포함하는 적층체 물질로 형성된 단일 열 전도 요소를 포함하고 있다. 흡연 물품은 외부 래퍼를 포함하고 있지 않아서, 단일 열 전도 요소의 알루미늄의 외부층이 흡연 물품의 외부에 보여질 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위로 제1 공기 유입부를 원주방향으로 배열하는 대신, 흡연 물품은 이송 요소의 주변부 주위로의 제3 공기 유입부의 원주방향 배열을 포함하고 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품에서, 단일 열 전도 요소의 알루미늄의 외부층은 단일 열 전도 요소의 종이의 내부층에 의해서 블라인드 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있다.
비교예 B
비교하기 위한 목적으로, 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품을 조립한다. 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품은 알루미늄의 내부층과 종이의 외부층을 포함하는 적층체 물질로 형성된 단일 열 전도 요소를 포함하고 있다. 그 외에는, 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품은 실시예 A의 본 발명에 따른 흡연 물품과 일치하는 구성을 갖는다.
본 발명에 따르지 않은 흡연 물품에서, 단일 열 전도 요소의 알루미늄의 내부층은 블라인드 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉하고 있다.
에어로졸 발생 기재의 1mm 상류 위치에 있는 흡연 물품의 표면에 부착된 열전대를 사용하여 흡연 물품에서, 실시예 A의 본 발명에 따른 흡연 물품과 비교예 B의 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품의 블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 온도를 가연성 열원이 연소하는 동안, 측정한다. 그 결과를 도 3a에서 보여주고 있다.
가연성 열원의 6mm 하류 위치에 있는 흡연 물품의 표면에 부착된 열전대를 사용하여 흡연 물품에서, 실시예 A의 본 발명에 따른 흡연 물품과 비교예 B의 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 후방 부분의 온도를 가연성 열원이 연소하는 동안, 측정한다. 그 결과를 도 3b에서 보여주고 있다.
블라인드 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재의 후방 부분의 온도를 측정하기 위해, 통상적인 황색 불꽃 라이터를 사용하여 흡연 물품을 발화시키고, 흡연 기계를 사용하여 퍼프 부피 55ml, 퍼프 시간 2초, 퍼프 간격 30초로 12회 퍼프에 걸쳐서 캐나다 보건부 기준 흡연 제도(Health Canada smoking regime) 하에 흡연한다. 흡연 조건과 흡연 기계 사양은 ISO 표준 3308(ISO 3308:2000)에 규정되어 있다. 조건 설정과 테스트를 위한 분위기는 ISO 표준 3402에 규정되어 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 특히 후반부 퍼프 동안에, 비교예 B의 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품의 블라인드 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재의 후방 부분의 온도가 본 발명에 따른 흡연 물품에 비해서 감소된다. 이로 인해 비교예 B의 본 발명에 따르지 않은 흡연 물품의 건조 총 미립자 물질(DTPM) 전달이(10.3 mg) 실시예 A의 본 발명에 따른 흡연 물품의 건조 총 미립자 물질(DTPM) 전달(17.4 mg) 보다 낮은 결과를 초래한다.
상술한 특정 구현예들은 본 발명을 예시하고자 하는 것이다. 그러나, 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않고 다른 구현예들이 이루어질 수도 있고, 상술한 특정 구현예들이 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다.
2, 42: 흡연 물품
4: 가연성 열원
6: 전방면
8: 후방면
10: 에어로졸 형성 기재
12: 이송 요소
14: 에어로졸 냉각 요소
16: 스페이서 요소
18: 마우스피스
20: 외부 래퍼
22, 46: 불투과성 배리어
24: 담배 기반 물질
26: 플러그 랩
28: 아세테이트 관
30: 판지 관
32: 여과 물질
34: 플러그 랩
36: 열 전도 요소
38: 래퍼
40: 제1공기 유입부
44: 중앙 기류 채널
4: 가연성 열원
6: 전방면
8: 후방면
10: 에어로졸 형성 기재
12: 이송 요소
14: 에어로졸 냉각 요소
16: 스페이서 요소
18: 마우스피스
20: 외부 래퍼
22, 46: 불투과성 배리어
24: 담배 기반 물질
26: 플러그 랩
28: 아세테이트 관
30: 판지 관
32: 여과 물질
34: 플러그 랩
36: 열 전도 요소
38: 래퍼
40: 제1공기 유입부
44: 중앙 기류 채널
Claims (16)
- 흡연 물품으로,
대향하는 전방면 및 후방면을 갖는 가연성 열원;
상기 가연성 열원의 후방면의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재;
상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 마우스피스;
상기 에어로졸 형성 기재와 상기 마우스피스 사이에 위치하고, 말단이 개방된 적어도 하나의 관형 중공체를 포함하는 이송 요소; 및
상기 가연성 열원의 후방 부분과 상기 에어로졸 형성 기재의 전체 길이 및 상기 이송 요소의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있는 단일 열 전도 요소를 포함하고, 여기서 상기 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있고,
여기서 상기 가연성 열원은 비-블라인드 가연성 열원이고 상기 흡연 물품은 상기 비-블라인드 가연성 열원과 상기 비-블라인드 가연성 열원의 전방면으로부터 후방면으로 연장되어 있는 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 공기 불투과성 배리어를 더 포함하고,
상기 흡연 물품은 단일 열 전도 요소 아래나 위에 놓여 있는 임의의 추가적인 열 전도 요소를 포함하고 있지 않고, 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 중 한쪽 또는 양쪽 모두의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 임의의 열 전도 요소를 포함하고 있지 않으며, 그리고
여기서 상기 단일 열 전도 요소는 상기 흡연 물품의 외부에 보여질 수 있는 열 전도성 물질의 외부층을 포함하는, 흡연 물품. - 흡연 물품으로,
대향하는 전방면 및 후방면을 갖는 가연성 열원;
상기 가연성 열원의 후방면의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재;
상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 마우스피스;
상기 에어로졸 형성 기재와 상기 마우스피스 사이에 위치하고, 말단이 개방된 적어도 하나의 관형 중공체를 포함하는 이송 요소; 및
상기 가연성 열원의 후방 부분과 상기 에어로졸 형성 기재의 전체 길이 및 상기 이송 요소의 적어도 전방 부분 위에 놓여 있는 단일 열 전도 요소를 포함하고, 여기서 상기 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있고,
여기서 상기 가연성 열원은 블라인드 가연성 열원이고
상기 흡연 물품은 단일 열 전도 요소 아래나 위에 놓여 있는 임의의 추가적인 열 전도 요소를 포함하고 있지 않고, 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 중 한쪽 또는 양쪽 모두의 주위에 있으며 직접 접촉하고 있는 임의의 열 전도 요소를 포함하고 있지 않으며, 그리고
여기서 상기 단일 열 전도 요소는 상기 흡연 물품의 외부에 보여질 수 있는 열 전도성 물질의 외부층을 포함하는, 흡연 물품. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 단열 물질의 하나 이상의 층에 의해 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 적어도 50μm 만큼 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단일 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층과 단열 물질의 하나 이상의 층을 포함하는 적층체 물질로 형성되어 있는, 흡연 물품.
- 제5항에 있어서, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 상기 단열 물질의 하나 이상의 층의 적어도 하나에 의해 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재로부터 반경 방향으로 분리되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 전도성 물질의 하나 이상의 층은 열 반사 물질을 포함하는, 흡연 물품.
- 제7항에 있어서, 상기 열 반사 물질은 50% 초과의 입사 방사선을 반사하는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단일 열 전도 요소는 상기 에어로졸 형성 기재의 전체 길이 위에 놓여 있는, 흡연 물품.
- 제9항에 있어서, 상기 단일 열 전도 요소는 상기 에어로졸 형성 기재를 넘어 하류로 연장되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가연성 열원의 후방면과 상기 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 공기 불투과성 배리어를 더 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부를 더 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 가연성 열원의 후방면과 접경하고 있는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 가연성 열원의 후방면으로부터 이격되어 있는, 흡연 물품.
- 제14항에 있어서, 상기 가연성 열원의 후방면과 상기 에어로졸 형성 기재 사이에 하나 이상의 제2 공기 유입부를 더 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 하나 이상의 에어로졸 개질제를 더 포함하는, 흡연 물품.
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