KR102653335B1 - 냉각 마우스 스틱 및 증기 발생 제품 - Google Patents

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Abstract

냉각 마우스 스틱 및 증기 발생 제품이 제공된다. 냉각 마우스 스틱은 냉각 섹션을 포함하며, 여기서 냉각 섹션의 양쪽 단부들을 관통하는 여러 개의 채널들이 냉각 섹션에 제공되고; 각 채널들의 내부 표면은 냉각 재료로 코팅되고, 냉각 재료는 무기 상-변화 재료 및 PEG를 포함하고, 무기 상-변화 재료는 Na2CO3·10H2O, CH3COONa·3H2O, CaCl2·4H2O, 및 Na2SO4·10H2O 중 적어도 1종을 포함한다. 냉각 마우스 스틱은 증기의 양을 보장하며 입으로 들어가는 증기의 온도를 감소시키는 것과 같은 이점들을 가지며, 특히 냉각 섹션과 관련하여, 냉각 스틱의 구조, 냉각 재료의 유형 및 양의 조합 설계를 통해, 증기가 증기 발생 섹션으로부터 빠르게 그리고 원활하게 유동하기 쉽고, 뿐만 아니라 입으로 들어가기 전의 고온 증기의 온도가 상당히 감소될 수 있다. 증기의 양이 충분하고 그의 온도가 적절하며, 이에 의해 증기 흡연의 편안감 및 만족감을 개선시킨다. 기존의 가열-비연소 담배의 처음 3회의 퍼프들 동안의 과도한 수증기, 적은 양의 증기 및 나쁜 맛의 문제들이 또한 해결될 수 있다.

Description

냉각 마우스 스틱 및 증기 발생 제품
본 발명은 냉각 담배 필터 및 흡연 제품에 관한 것으로, 흡연 제품의 기술 분야에 속한다.
신규 토바코 제품들의 전세계 시장은 빠르게 성장하면서 빠르게 발전하고 있다. 신규 토바코 제품들의 전세계 매출은 2010년에 10억 400만 달러에 불과했으나, 2017년에 177억 5000만 달러로 증가하여, 50.7%의 연평균 증가율을 달성하였다. 전자 담배들의 전세계 매출은 2010년에 10억 300만 달러에 불과했으나, 2017년에 114억 4100만 달러로 증가하여, 41.6%의 연평균 증가율을 달성하였다. 가열-비연소 담배들은 더욱 급속한 발전 가속도가 붙어, 2013년에 600만 달러에 불과했던 전세계 매출이 2017년에 63억 900만 달러로 증가하여, 469.5%의 연평균 증가율을 달성하였다. 신규 토바코 제품들의 소비자 그룹들은 상당히 커졌다. 2017년에, 전세계 소비자 그룹들은 4700만명이었으며, 전자 담배 소비자들은 3700만명을 넘어섰고, 가열-비연소 담배 소비자들은 약 1000만명에 이르렀다. 필립 모리스 인터내셔널(Philip Morris International)의 iQOS는 세계 43개 국가들로 확장되어, 880만명의 소비자 그룹들을 보유하고 있다.
2010년부터 2017년까지, 전통적인 담배들의 전세계 생산량은 연평균 1.5%의 비율로 떨어졌으며, 이는 50.7%의 신규 토바코 제품들의 매출의 고속 성장과 극명한 대조를 이룬다. 데이터 분석에 의하면, 신규 토바코 제품들의 전세계 소비자 그룹들은 향후 5년 이내에 5500만명에 달할 것이며, 소비자 그룹들의 상당수가 전통적인 담배 소비자들에서 전향할 것이다. 필립 모리스 인터내셔널의 통계에 따르면, iQOS 소비자들의 67% 넘게 전통적인 담배 소비자들에서 전향한 것이며, 이들 대부분은 더 이상 전통적인 담배들을 소비하지 않는다. 소비자 그룹들의 이동 및 분화는 전통적인 토바코와 신규 토바코 사이의 "재고 분할"의 시장 상황을 심화시켰다. 유로모니터 인터내셔널(Euromonitor International)의 추산에 따르면, 전통적인 담배들의 전세계 매출이 향후 5년간 매년 1-2%의 비율로 계속 감소할 것이고, 가격 인상을 통해 매출액을 유지할 수 없다. 전통적인 담배들은 지역 시장들에서 여전히 약간씩 성장할 수도 있지만, 세계적으로 그 성장은 한계에 이르렀다.
현재, 시중에 나와 있는 주류의 가열-비연소 담배들은 필립 모리스의 iQOS 및 브리티시 아메리칸 토바코(British American Tobacco)의 글로(glo)를 포함한다. 이들 2가지 종류의 담배들이 250-350℃의 가열 조건 하에 무화 온도에 도달한 후에, 필터를 통해 입으로 들어가는 고온 무화 연기의 온도는 보통의 담배들의 연소 온도보다 더 높을 것이며, 그러므로 입으로 들어가는 연기가 너무 뜨겁고, 흡연 경험, 흡연 느낌 등의 관점에서 전통적인 담배들과 큰 차이들이 있다.
기존의 기술들은 주로 상 변화 냉각 재료들을 통해 종방향으로 유동하는 고온 연기를 냉각시키는데, 예를 들어, iQOS의 냉각 섹션들을 위한 재료들은 주로 주름가공되고 플리츠가공되고 결집되고 접힌 폴리락트산 (PLA) 시트들이다. 담배 필터들의 길이들 및 상 변화 냉각 재료들이 제한적이고, 연기가 비교적 빠르게 유동하기 때문에, 재료들을 냉각시키기가 어렵다. 담배 필터를 통과하는 과열된 연기의 측방향 열 전달로 인해 흡연 시 소비자가 뜨겁게 느끼게 된다. 추가로, 상 변화 냉각 재료들의 PLA 시트들은 고온 연기와의 접촉 후에 용융될 것이며, 이로써 연기 채널들이 차단되고, 이는 재료들의 냉각 효과에 영향을 미치며 심지어 연기의 양을 상당히 감소시킨다.
기존의 기술들의 단점들을 고려하여, 본 발명의 목적들 중 하나는 입으로 들어가는 고온 연기의 온도를 상당히 감소시키며 흡연 경험을 개선시키기 위한 냉각 담배 필터를 제공하는 것이고; 본 발명의 두번째 목적은 흡연 제품을 제공하는 것이다.
상기 기술적 문제들을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 해결책은 하기와 같다:
냉각 담배 필터는 냉각 섹션을 포함하고, 상기 냉각 섹션에는 상기 냉각 섹션의 양쪽 단부들을 연결하는 하나 이상의 채널들이 제공되고, 상기 각 채널의 내부 표면은 냉각 재료로 코팅되고; 상기 냉각 재료는 무기 상 변화 재료를 포함하고, 상기 무기 상 변화 재료는 Na2CO3·10H2O, CH3COONa·3H2O, CaCl2·4H2O, 및 Na2SO4·10H2O 중 적어도 1종을 포함한다.
이러한 구조 설계에 의해, 냉각되어야 할 연기가 냉각 섹션으로 들어가고, 이어서 냉각 재료와 충분히 접촉하여 열을 교환하고, 연기의 열이 냉각 재료로 전달되며, 이로써 연기의 온도가 낮아진다. 추가로, 냉각 섹션에는 그의 양쪽 단부들을 연결하는 채널이 제공되며, 이로써 흡인 저항이 작고, 연기가 용이하게 통과할 수 있으며, 냉각 담배 필터에 의한 연기의 흡수가 상당히 감소된다. 냉각 재료의 코팅량은, 냉각 효과, 연기 흡착의 효과, 비용 등을 고려하여, 냉각 요건들에 따라 선택될 수 있다. 무기 상 변화 재료들은 냉각 및 수분 흡수 능력을 갖는 모든 상 변화 재료들이다. 연기가 냉각 섹션을 통과할 때, 이는 냉각 재료와 충분히 접촉하며, 이로써 냉각 효과를 더욱 향상시키고 연기 중의 뜨거운 수증기를 흡착할 수 있다.
추가로, 냉각 재료는 PEG를 또한 포함한다. 따라서, PEG는 무기 상 변화 재료와 배합되어 냉각 재료를 형성하며, 이로써 이들 각각의 이점들을 최대한 발휘하고 우수한 냉각 효과를 달성한다.
추가로, PEG는 PEG-200, PEG-400, PEG-600, PEG-800, PEG-1000, PEG-1500, PEG-2000, PEG-4000, PEG-6000, PEG-8000, PEG-10000, 및 PEG-20000 중 적어도 1종을 포함한다.
추가로, PEG는 PEG-200, PEG-400, PEG-600, PEG-800, PEG-1000, PEG-1500, PEG-2000, PEG-4000, PEG-6000, 및 PEG-8000 중 적어도 1종이다. PEG는 저분자량 PEG 또는 중분자량 PEG로서, 무수 에탄올에 보다 잘 용해될 수 있기 때문에, 코팅과 같은 제조 공정을 수행하기가 용이하다. 고분자량 PEG 예컨대 PEG-10000 및 PEG-20000은 약 60-70℃로 가열된 무수 에탄올에 의해 용해될 수 있으며, 저분자량 PEG 및 중분자량 PEG의 용해도보다 더 낮은 용해도를 가져, 코팅 작업의 불편함, 에탄올 용매의 큰 낭비, 및 제조의 불편함을 초래하기 쉽다. 본 출원인은 연구를 통해, 고분자량 PEG가 사용될 때, PEG와 같은 원료들이 제조 장비에 용이하게 부착되어, 장비의 정상 작동에 영향을 미치고 장비 청정화를 위한 인건비를 증가시킨다는 것을 추가로 발견하였다. 따라서, 저분자량 PEG 및 중분자량 PEG가 요건들을 보다 잘 충족시킬 수 있으며, 보다 높은 비용 대비 성능을 획득하는데 유익하다.
추가로, 냉각 재료 중 무기 상 변화 재료 대 PEG의 질량비는 (1-2):(1-5), 추가로 (1-2):(1-3), 임의적으로 1:1, 2:1, 1:5, 또는 2:5이다. PEG의 유형을 선택하고 그의 함량을 제어함으로써, PEG 자체가 상 변화 냉각 효과를 달성할 수 있고, 예를 들어, PEG-1000, PEG-1500, PEG-2000, PEG-4000 등과 같이 무기 상 변화 재료를 채널들의 내부 표면들에 보다 안정적으로 부착시키는 우수한 결합제로서 사용되어, 무기 상 변화 재료의 효과를 충분히 발휘하게 할 수 있다.
추가로, 냉각 재료의 코팅량은 3-50 g/m2 (건조 중량), 추가로 5-30 g/m2, 바람직하게는 15-30 g/m2이다.
본 출원인에 의한 반복된 실험들 후에, 냉각 재료가 무기 수화 염 상 변화 재료들 중 1종 이상으로 구성될 때는, 냉각 효과를 달성하기 위한 코팅량이 5 g/m2에 도달해야 하지만, 무기 수화 염 상 변화 재료와 PEG의 배합 혼합물이 코팅을 위해 사용될 때는, 유사한 효과를 달성하기 위한 배합 혼합물의 코팅량이 단지 3 g/m2에 도달하면 되고, 그의 연기 온도가 iQOS의 연기 온도와 같고, 연기의 총 미립자 물질이 iQOS 연기 중 총 미립자 물질의 약 80%에 이른다는 것을 밝혀내었다.
추가로, 무기 수화 염 상 변화 재료와 PEG의 배합 혼합물의 코팅량이 5 g/m2일 때, 혼합물은 보다 우수한 냉각 효과를 달성할 수 있고, 그의 연기 온도가 iQOS의 연기 온도와 비교하여 6-7℃ 더 감소되며, 연기의 총 미립자 물질은 iQOS 연기의 총 미립자 물질의 약 90%에 이를 수 있으며, 냉각 및 적은 연기 포집의 효과가 달성된다.
추가로, 본 출원인에 의해 이전에 출원된 특허 CN2018109704836 및 CN2018115312894와 비교하여, 본 출원은 냉각 재료의 양 및 냉각 효과의 관점에서 명백한 이점들을 가지며, 특히 냉각 재료가 무기 상 변화 재료 및 PEG 둘 다를 함유할 때, 본 출원의 이점들은 더욱 명백해진다. 예를 들어, CH3COONa·3H2O와 PEG의 배합 혼합물이 본 출원에서 냉각 재료로서 사용되고 코팅량이 5 g/m2일 때, 입으로 들어가는 연기의 온도는 iQOS에 비해 9-10℃ 감소될 수 있다. PEG가 냉각 재료로서 단독으로 사용되고 코팅량이 5 g/m2일 때는, 입으로 들어가는 연기의 온도가 iQOS보다 6-7℃ 더 높다.
임의적으로, 채널은 관통 공극 또는 불규칙적 공극이다.
임의적으로, 채널의 단면은 원형 또는 다각형이다.
임의적으로, 채널의 단면은 불규칙적이다.
추가로, 채널들의 수는 복수 개이다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 냉각 섹션은 원통형 공간 내에서 캐리어를 반복적으로 굽히거나 또는 비틀어지게 함으로써 형성되고, 냉각 재료가 캐리어의 표면 상에 코팅되고; 캐리어는 종이, 유기 중합체 필름, 및 부직포 중 하나이다. 추가로, 캐리어는 바람직하게는 종이이다. 추가로, 종이는 펼쳐졌을 때 직사각형이며, 이는 성형을 용이하게 하고, 또한 냉각 섹션의 길이 방향으로의 각 부분의 채널의 단면적이 성형 후에 실질적으로 동일하도록 보장할 수 있다. 추가로, 캐리어의 평량은 40-150 g/m2이다. 추가로, 하나 이상의 채널들의 총 비표면적은 캐리어의 표면적의 10% 내지 60%이다.
중분자량 PEG 예컨대 PEG1000, PEG-1500, PEG-2000 또는 PEG-4000의 첨가는 무기 상 변화 재료의 양을 어느 정도까지 감소시킬 수 있고, 무기 상 변화 재료 (일반적으로 미세 미립자 물질들)를 캐리어에 안정적으로 부착시킬 수 있으며, 이에 의해 무기 상 변화 재료가 캐리어의 반복된 굽힘 또는 비틀림 공정 동안 캐리어로부터 떨어지는 것을 효과적으로 방지하여, 미리 설정된 품질의 냉각 재료가 냉각 섹션에 로딩되도록 보장하고, 냉각 담배 필터의 제조에서의 어려움을 감소시킨다.
추가로, 종이의 한쪽 또는 양쪽 표면들에는 다수의 요철 라인들, 바람직하게는 접힌 라인들이 있다. 이러한 방식으로, 각 채널의 양쪽 단부들이 항상 연결되고, 연기가 각 채널을 통해 유동하도록 보장될 수 있어, 이는 흡인 저항을 감소시키고, 냉각 재료의 냉각 효과를 충분히 발휘하게 하며, 종이 스틱에 의한 연기 중 미립자 물질들의 흡착을 감소시킬 수 있다.
추가로, 종이는 셀룰로스지, 코팅지, 랩핑지, 식물성 양피지 및 백색 판지 중 하나이고, 바람직하게는 종이의 평량은 40-150 g/m2이다. 이들 유형들의 종이는 낮은 연기 흡수 용량을 갖고, 연기 손실을 감소시키며 흡연 경험을 개선시킬 수 있고, 가열-비연소 담배들에 특히 적합하다.
추가로, 종이의 한면 또는 양면들은 냉각 재료로 코팅된다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 냉각 섹션은 종이를 특정 방향으로 반복적으로 굽힘으로써 형성된다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 냉각 섹션은 종이를 불규칙적으로 그리고 반복적으로 굽힘으로써 형성되고, 종이의 굽힘 방향은 단면에서 볼 때 불규칙적이다.
상기 실시예들에서, 기존의 냉각 담배 필터와 비교하여, 본 발명의 캐리어는 바람직하게는 종이이며, 종이의 불량한 열 전도성으로 인해, 냉각 재료에 의해 흡수된 열이 흡인 단부로 용이하게 빠르게 전달되지 않아, 흡연자에게 작열감을 방지할 수 있고; 다른 한편으로, 가열-비연소 담배의 경우에는, 중앙 가열인지 또는 주위 가열인지에 상관없이, 많은 양의 수증기가 처음 3회의 퍼프들 동안 발생될 것이고, 입으로 들어가는 고온 수증기가 응축되면서 많은 열을 방출할 것이기 때문에, 입 (특히 혀)의 뜨거운 느낌이 명백히 증대되는 반면, 본 발명의 종이 냉각 스틱은 우수한 수증기 흡착 용량을 갖고, 수증기를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 처음 3회의 퍼프들의 맛을 향상시키며, 흡연 경험을 개선시키고; 또 다른 한편으로, 냉각 재료가 종이 상에 코팅된 후에, 종이의 상응하는 부분에 의한 타르와 같은 미립자 물질들의 흡착이 감소될 수 있으므로, 본 발명의 냉각 및 적은 연기 포집 담배 필터는 연기 중 미립자 물질들을 매우 소량 흡착하며, 이는 흡연 경험을 개선시키는데 유익하다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 냉각 섹션은 복수의 원통들을 다발화함으로써 형성되고, 냉각 재료가 원통의 내부 표면 및/또는 외부 표면 상에 코팅된다. 임의적으로, 원통은 종이 재료 또는 유기 중합체 재료로 만들어진다.
추가로, 필터 섹션은 냉각 섹션의 한쪽 단부에 연결된다.
필터 섹션은 바람직하게는 셀룰로스 아세테이트 필터 스틱, 추가로 바람직하게는 적은 연기 포집 기능을 갖는 특수한 셀룰로스 아세테이트 필터 스틱이다.
추가로, 필터 섹션은 5 내지 10 mm, 바람직하게는 6 내지 9 mm의 길이를 갖고; 추가로, 냉각 섹션은 12 내지 50 mm, 바람직하게는 15 내지 40 mm의 길이를 갖는다.
추가로, 냉각 섹션은 랩핑지로 랩핑된다.
추가로, 냉각 담배 필터는 원형 스틱이며, 추가로, 17 내지 24.2 mm의 둘레를 갖는다.
본 발명의 냉각 담배 필터는 가열-비연소 담배들에 특히 적합하다. 일반적으로, 중앙 가열 유형의 가열-비연소 담배들 및 주위 가열 유형의 가열-비연소 담배들의 경우에, 처음 3회의 퍼프들의 연기 온도는 비교적 높아서, 60℃에 이르거나 또는 심지어 65℃를 초과한다. 본 발명의 냉각 담배 필터는 그의 냉각 요건들을 잘 충족시킬 수 있으며, 입으로 들어가는 연기의 온도를 약 42℃로 낮춰 흡연 경험을 개선시킬 수 있다.
흡연 제품은 상기 언급된 냉각 담배 필터, 및 상기 냉각 담배 필터와 연결된 연기 발생 섹션을 포함한다. 추가로, 연기 발생 섹션은 10 내지 60 mm, 일반적으로는 10 내지 50 mm, 바람직하게는 10 내지 15 mm, 추가로 바람직하게는 11 내지 13 mm의 길이를 갖는다.
추가로, 연기 발생 섹션은 가공된 토바코 조각들 또는 절편들이 무질서하게 또는 질서정연하게 배열되어 구성된 토바코 스트립이다.
무기 상 변화 재료가 냉각 담배 필터에 적용되며, 여기서 무기 상 변화 재료는 Na2CO3·10H2O, CH3COONa·3H2O, CaCl2·4H2O, 및 Na2SO4·10H2O 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 냉각 섹션은 내고온성 (약 320℃)의 특징을 갖기 때문에, 담배가 설계될 때 냉각 섹션이 연기 발생 섹션과 직접 연결될 수 있고, 냉각 섹션이 용융 및 연소되지 않을 것이며, 그의 원래 형상을 여전히 유지하므로, 이와 같이 설계된 담배는 3-섹션 구조로 단순화될 수 있다. 기존의 iQOS 담배는 4-섹션 구조로 설계되는데, 여기서 폴리락트산 냉각 섹션이 불량한 내고온성을 갖고 (155-185℃의 융점), 연기 발생 섹션에 직접 연결될 때 완전히 용융되어, 냉각 효과를 달성할 수 없을 것이기 때문에, 연기 발생 섹션과 냉각 섹션 사이에 내고온성 전이 섹션이 배열되고, 연기 발생 섹션과 전이 섹션 사이의 접촉 위치에서의 연기의 온도가 약 200℃에 이를 수 있다.
본 발명에서, Na2CO3·10H2O, CH3COONa·3H2O, CaCl2·4H2O, 및 Na2SO4·10H2O와 같은 무기 상 변화 재료들은 큰 상 변화 엔탈피들 및 강력한 상 변화 냉각 능력들을 갖는다. 연기 발생 섹션에서 약 200℃의 고온 연기와 접촉할 때, 무기 상 변화 재료는 연기의 열을 흡수하여 연기의 상 변화 냉각을 실현할 수 있다. 상 변화 재료는 종이 상에 코팅되므로, 상 변화 재료의 용융에 의해 야기되는 연기 채널이 차단되는 현상이 발생하지 않을 것이고, 우수한 흡연 경험이 보장된다.
본 발명의 냉각 담배 필터는 연기의 양을 보장하며 입으로 들어가는 연기의 온도를 낮추는 이점들을 가지며, 특히 냉각 섹션에서, 냉각 스틱의 구조 및 냉각 재료의 유형 및 양의 조합 설계를 통해, 연기가 연기 발생 섹션으로부터 빠르게 그리고 원활하게 유동할 수 있으며, 입으로 들어가기 전의 고온 연기의 온도가 상당히 낮아질 수 있어, 연기의 양이 충분하고 온도가 적절하며, 이에 의해 흡연의 편안감 및 만족감을 개선시키고, 기존의 가열-비연소 담배들의 처음 3회의 퍼프들 동안의 과도한 수증기, 적은 양의 연기 및 나쁜 맛의 문제들을 해결한다.
도 1은 본 발명에 따른 담배의 개략적 구조 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 담배의 3차원 단면도 (분해도)이다.
도 3은 도 1에서의 냉각 스틱 및 연기 발생 섹션의 부분 확대 3차원 도면이다.
도 4는 도 1에서의 냉각 스틱 및 연기 발생 섹션의 부분 확대 3차원 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 17에서의 냉각 섹션의 개략적 구조 다이어그램 (단면도)이다.
본 발명이 첨부 도면들을 참조로 하여, 실시예들과 함께 하기에서 상세히 기재될 것이다. 본 발명의 실시예들 및 실시예들의 특색들은 상충되지 않으면서 서로 조합될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 설명의 편의를 위해, 하기 기재된 용어들 "상부", "하부", "좌측" 및 "우측"은 단지 도면들의 상부, 하부, 좌측 및 우측 방향들과 일치하는 것이며, 구조를 제한하지는 않는다.
실시예 1
도 1에 제시된 바와 같이, 본 실시예에서의 흡연 제품은 순차적으로 연결된 필터 섹션(1), 냉각 섹션(2) 및 연기 발생 섹션(3)을 포함하는 가열-비연소 담배이다. 필터 섹션은 냉각 및 적은 연기 포집 기능을 갖는 특수한 셀룰로스 아세테이트 필터 스틱으로 구성되고, 냉각 섹션은 냉각 스틱을 랩핑지(4)로 랩핑함으로써 형성되며, 상기 냉각 스틱은 상 변화 냉각 재료로 코팅된 종이에 의해 주로 형성된다.
냉각 스틱은 냉각 스틱의 양쪽 단부들을 연결하는 복수의 채널(6)들을 가지며, 복수의 채널들의 총 비표면적은 냉각 종이의 표면적의 20% 내지 30%이다.
종이는 강력한 수분 흡수 용량을 갖지만 약한 타르 흡수 용량을 갖는 셀룰로스지이다. 종이의 평량은 80 g/m2이다.
냉각 재료는 CH3COONa·3H2O이다. 냉각 재료의 코팅량은 5 g/m2이다.
연기가 냉각 섹션으로 들어간 후에, 이는 상 변화 냉각 재료와 충분히 접촉하여, 연기의 냉각 효과를 개선시키고, 또한 담배에서 발생된 연기의 빠르고 원활한 통과를 용이하게 한다.
필터 섹션은 7 mm의 길이를 갖고, 냉각 섹션은 26 mm의 길이를 가지며, 연기 발생 섹션은 12 mm의 길이를 갖는다.
비교 연구들을 통해, 흡연 테스트에서 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용되고, 열전쌍이 온도를 모니터링하기 위해 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 1℃ 더 낮은 60℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 3.0 mg/cig 더 낮은 12.0 mg/cig이고; 입으로 들어가는 연기의 양이 어느 정도까지 증가되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 실질적으로 달성되는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
실시예 2
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료의 코팅량이 10 g/m2로 증가된다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 11℃ 더 낮은 50℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 단지 0.5 mg/cig 더 낮은 14.5 mg/cig이고; 입으로 들어가는 연기의 양이 어느 정도까지 증가되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 실질적으로 달성되는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
실시예 3
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료의 코팅량이 20 g/m2로 증가된다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 18℃ 더 낮은 43℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.2 mg/cig 더 높은 15.2 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 4
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료가 Na2CO3·10H2O로 변경되고, 상 변화 재료의 코팅량이 20 g/m2로 증가된다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 13℃ 더 낮은 48℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.6 mg/cig 더 낮은 14.4 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 5
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료가 CaCl2·4H2O로 변경되고, 상 변화 재료의 코팅량이 20 g/m2로 증가된다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 12℃ 더 낮은 49℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.5 mg/cig 더 낮은 14.5 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 6
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료가 Na2SO4·10H2O로 변경되고, 상 변화 재료의 코팅량이 20 g/m2로 증가된다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 11℃ 더 낮은 50℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.7 mg/cig 더 낮은 14.3 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 7
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CaCl2·4H2O 및 Na2SO4·10H2O의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 2:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 25 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 16℃ 더 낮은 45℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.4 mg/cig 더 낮은 14.6 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 8
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CH3COONa·3H2O 및 PEG4000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 1:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 3 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 2℃ 더 낮은 59℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 2.8 mg/cig 더 낮은 12.2 mg/cig이고; 입으로 들어가는 연기의 양이 어느 정도까지 증가되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 실질적으로 달성되는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
실시예 9
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CH3COONa·3H2O, PEG600 및 PEG4000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 3종의 중량비가 1:2:2이고, 냉각 재료의 코팅량이 5 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 10℃ 더 낮은 51℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.5 mg/cig 더 낮은 14.5 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 10
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CH3COONa·3H2O 및 PEG2000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 1:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 5 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 8℃ 더 낮은 53℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.8 mg/cig 더 낮은 14.2 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 11
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CH3COONa·3H2O 및 PEG2000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 1:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 20 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 20℃ 더 낮은 41℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.3 mg/cig 더 높은 15.3 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 12
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CaCl2·4H2O 및 PEG2000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 1:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 20 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 16℃ 더 낮은 45℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.1 mg/cig 더 높은 15.1 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 13
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 Na2SO4·10H2O 및 PEG2000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 1:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 20 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 15℃ 더 낮은 46℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.2 mg/cig 더 낮은 14.8 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 14
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CH3COONa·3H2O 및 PEG6000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 2:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 25 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 21℃ 더 낮은 40℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.1 mg/cig 더 높은 15.1 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 15
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 Na2CO3·10H2O, PEG1000 및 PEG8000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 3종의 중량비가 2:2:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 20 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 16℃ 더 낮은 45℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.3 mg/cig 더 낮은 14.7 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 16
실시예 1이 반복되며, 냉각 재료가 CaCl2·4H2O 및 PEG6000의 배합 혼합물로 변경되는데, 이들 2종의 중량비가 1:1이고, 냉각 재료의 코팅량이 40 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 17℃ 더 낮은 44℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.2 mg/cig 더 높은 15.2 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
실시예 17
실시예 11이 반복되며, 단, 냉각 섹션이 복수의 중공 원통형 스틱(5)들을 랩핑지(4)로 랩핑함으로써 형성된 것으로 변경되고, 원통형 스틱들의 표면들이 냉각 재료로 코팅되고, 원통형 스틱이 0.4 mm의 외경을 갖고, 연기 채널들이 원통형 스틱들의 관통 공극들 및 원통형 스틱들 사이의 간극들로 주로 구성된다 (도 5 참조). 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 24℃ 더 낮은 37℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 0.8 mg/cig 더 높은 15.8 mg/cig이고; 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성되는 것으로 밝혀졌다. 연기의 흡연 관능 품질이 상당히 개선된다 (표 1 참조).
비교예 1
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료의 코팅량이 4 g/m2로 감소된다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 3℃ 더 높은 64℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 6.8 mg/cig 더 낮은 8.2 mg/cig로 감소되고; 입으로 들어가는 연기의 양이 명백하게 감소되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성될 수 없는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
비교예 2
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료가 Na2CO3·10H2O로 변경된다. 냉각 재료의 코팅량은 4 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 4℃ 더 높은 65℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 7.5 mg/cig 더 낮은 7.5 mg/cig로 감소되고; 입으로 들어가는 연기의 양이 명백하게 감소되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성될 수 없는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
비교예 3
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료가 CaCl2·4H2O로 변경된다. 냉각 재료의 코팅량은 4 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 5℃ 더 높은 66℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 7.4 mg/cig 더 낮은 7.6 mg/cig로 감소되고; 입으로 들어가는 연기의 양이 명백하게 감소되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성될 수 없는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
비교예 4
실시예 1이 반복되며, 단, 냉각 재료가 Na2SO4·10H2O로 변경된다. 냉각 재료의 코팅량은 4 g/m2이다. 비교 연구들을 통해, 본 발명에서 설계된 냉각 섹션이 iQOS 담배의 주름가공된 PLA 필름 냉각 섹션을 대체하여 사용될 때, 입으로 들어가는 연기의 최대 온도가, 입으로 들어가는 iQOS 연기의 온도보다 4℃ 더 높은 65℃이고; 한편, 연기 중 총 미립자 물질은, iQOS 연기의 것보다 7.7 mg/cig 더 낮은 7.3 mg/cig로 감소되고; 입으로 들어가는 연기의 양이 명백하게 감소되어, 냉각 및 적은 연기 포집 효과들이 달성될 수 없는 것으로 밝혀졌다 (표 1 참조).
표 1 가열-비연소 담배들의 입으로 들어가는 연기의 최대 온도, 총 미립자 물질 및 연기의 양
Figure 112021084267149-pct00001
상기 실시예들에 의해 예시된 내용들은, 이들 실시예들이 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라, 단지 본 발명을 보다 명확하게 예시하기 위해 사용되는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 정독한 후 관련 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 본 발명에 대해 이루어진 다양한 등가의 변형예들은 모두가 본 출원의 첨부된 청구범위에 의해 정의된 범주 내에 포함된다.

Claims (9)

  1. 냉각 섹션을 포함하는 냉각 담배 필터로서, 상기 냉각 섹션에는 상기 냉각 섹션의 양쪽 단부들을 연결하는 하나 이상의 채널들이 제공되고, 각 채널의 내부 표면은 냉각 재료로 코팅되고; 상기 냉각 재료는 무기 상 변화 재료 및 PEG의 배합 혼합물이고, 상기 무기 상 변화 재료는 Na2CO3·10H2O 및 CaCl2·4H2O 중 적어도 1종을 포함하고, 상기 냉각 재료의 코팅량은 3-50 g/m2인, 냉각 담배 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PEG는 PEG-200, PEG-400, PEG-600, PEG-800, PEG-1000, PEG-1500, PEG-2000, PEG-4000, PEG-6000, PEG-8000, PEG-10000, 및 PEG-20000 중 적어도 1종을 포함하는, 냉각 담배 필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PEG는 PEG-200, PEG-400, PEG-600, PEG-800, PEG-1000, PEG-1500, PEG-2000, PEG-4000, PEG-6000, 및 PEG-8000 중 적어도 1종인, 냉각 담배 필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 재료 중 상기 무기 상 변화 재료 대 상기 PEG의 질량비는 (1-2):(1-5)인, 냉각 담배 필터.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 재료의 코팅량은 5-30 g/m2인, 냉각 담배 필터.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채널은 관통 공극(through hole) 또는 불규칙적 공극인, 냉각 담배 필터.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 섹션은 원통형 공간 내에서 캐리어를 반복적으로 굽히거나 또는 비틀어지게 함으로써 형성되고, 상기 냉각 재료는 상기 캐리어의 표면 상에 코팅되고; 상기 캐리어는 종이, 유기 중합체 필름, 및 부직포 중 하나인, 냉각 담배 필터.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 섹션은 복수의 원통들을 다발화함으로써 형성되고, 상기 냉각 재료는 상기 원통들의 내부 표면들 및/또는 외부 표면들 상에 코팅되는, 냉각 담배 필터.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 냉각 담배 필터, 및 상기 냉각 담배 필터와 연결된 연기 발생 섹션을 포함하는 흡연 제품.
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