KR20080092982A - 감마 시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제 - Google Patents

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KR20080092982A
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문마야 케이. 미쉬라
수잔 이. 워렌
제이 에이. 푸르니에
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

전기적 흡연 시스템에서 사용되는 전기 가열식 궐련은 담배 주류연의 하나 이상의 기체-상 구성요소를 제거하는데 효과적인 풍미-방출 첨가제 및 흡착제를 포함한다. 풍미-방출 첨가제는 γ-시클로덱스트린 및 하나 이상의 풍미제를 포함한다. 풍미제는 풍미-방출 첨가제가 적어도 흡연 동안 최소 온도에 도달한 후 궐련에서 방출된다. 풍미-방출 첨가제는 다양한 형태, 예를 들면 분말 및 필름의 형태를 가질 수 있다.
풍미-방출 첨가제, γ-시클로덱스트린, 전기 가열식 궐련

Description

감마 시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제{GAMMA CYCLODEXTRIN FLAVORING-RELEASE ADDITIVES}
본 발명은 감마 시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제에 관한 것이다.
전통적인 궐련은 포장된 담배로드의 말단을 점화하고 궐련의 마우스피스 말단에서 흡인에 의해, 주로 점화된 말단을 통해 공기를 흡인함에 의해 흡연된다. 전통적인 궐련은 연소로 생성된 연기를 전달하고, 그동안 담배는 퍼프 중 일반적으로 800℃를 넘는 온도에서 연소된다. 연소의 열은 담배로 부터 다양한 기체 연소 생성물과 증류물을 방출한다. 이러한 기체 생성물이 궐련을 통해 흡입되면서, 냉각되고, 응축되어 에어로졸을 형성하고 이들은 흡연과 관련된 풍미제 및 아로마를 제공한다.
더 전통적인 궐련의 대체물은 전기적 흡연 시스템에서 사용된 전기 가열식 궐련이다. 전통적인 궐련과 비교하여, 전기적 흡연 시스템은 부류연(sidestream smoke)을 상당히 감소시키고, 또한 흡연자가 원하는 대로 흡연을 중지하고 그리고 재시작하도록 허용한다. 예시적인 전기적 흡연 시스템은 공유된 US 6 026 820; US 5 988 176; US 5 915 387; US 5 692 526; US 5 692 525; US 5 666 976; US 5 499 636; 및 US 5 388 594에 기재되었고, 각각은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.
전기적 흡연 시스템은 전기로 작동되는 라이터, 라이터와 함께 작용하도록 구성된 전기 가열식 궐련을 포함한다. 전기적 흡연 시스템은, 퍼프-대-퍼프(puff-to-puff) 및 궐련-대-궐련(cigarette-to-cigarette)의 일관성 뿐만 아니라, 즉각적인 반응(흡입 직후 발생하는 연기를 전달), 원하는 수준의 전달(FTC 타르 수준과 상호작용하여), 흡입에 대한 바람직한 내성(RTD)을 제공하는 것과 같은 전통적인 궐련에 의한 흡연자의 경험과 비슷한 방법으로 연기를 전달할 수 있는 것이 바람직하다.
휘발성 풍미제는 담배 주류연 및 담배 부류연에 풍미제와 아로마를 첨가하기 위해 전통적인 궐련에 병합되어왔다. 예를 들어, US 3 006 347; US 3 236 244; US 3 344 796; US 3 426 011 ; US 3 972 335; US 4 715 390; US 5 137 034; US 5 144 964; 및 US 6 325 859, 및 공유된 WO 01/80671을 참조하라. 첨가된 풍미제는 궐련이 흡연될 때, 바람직하게 휘발된다. 그러나, 휘발성 풍미제는 궐련에서 다른 성분들로 및 가능하기는 궐련 전체를 통해 움직이는 경향이 있다.
휘발성 풍미제는 궐련에서 흡연 전에 저장 및 유통 중 보통의 상태에서 손실될 수 있다. 궐련에서 휘발성 풍미제의 이동 정도는 풍미제의 증기압, 궐련의 다른 성분에서 풍미제의 용해도 및 온도와 습도 조건을 포함한 다양한 요소에 따라 결정된다.
풍미제는 또한 환경뿐만 아니라 궐련의 다른 성분들과 접촉 및/또는 반응에 의해 화학적 및/또는 물리적으로 나빠질 수 있다. 예를 들면, 활성 탄소는 주류연에서 기체-상 구성요소를 제거하기 위해 궐련에 병합되었다. 그러나, 활성 탄소와 함께 궐련에서 병합되어온 풍미제는 활성탄소에 의해 흡수될 수 있고, 그것은 활성탄소의 구멍을 막아 결과적으로 활성 탄소를 비활성 시킬 수 있고, 그 때문에 담배 연기를 필터하는 능력이 축소된다.
앞서 말한 이유 때문에, 궐련에 병합되어 온 풍미제는 흡연자에게 완전히 만족스럽게 전달되지 않았다. 풍미제의 손실 때문에, 풍미된 궐련의 균일성은 완전히 만족스럽지 않았다. 게다가, 궐련에서 흡착제에 의한 수착(sorption)은 흡착제를 비활성화시킬 수 있고, 그 때문에 담배 연기에서 기체 상 구성요소를 제거할 수 있는 흡착제의 능력이 감소한다.
도 1은 부분적으로 비조립 상태의 궐련을 갖는 전기적 흡연 시스템에서 사용하기 위한 전기 가열식 궐련의 예시적 구현예를 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타난 전기 가열식 궐련을 궐련의 한 말단이 전기적 흡연 시스템의 전기로 작동되는 라이터의 정지기 부품과 접촉하는 조립된 상태로 나타낸다.
도 3은 부분적으로 비조립 상태의 궐련을 갖는 전기적 흡연 시스템에서 사용하기 위한 전기 가열식 궐련의 다른 예시적 구현예를 나타낸다.
도 4는 전기로 작동되는 라이터에 삽입된 전기 가열식 궐련을 갖는 전기 흡연 시스템의 예시적 구현예를 나타낸다.
도 5는 라이터에서 회수한 궐련을 갖는 도 4에 나타난 전기적 흡연 시스템을 나타낸다.
도 6은 전기적 흡연 시스템의 가열 비품을 나타낸다.
도 7, 도 8 및 도 9는 다른 풍미제 전달 캡슐화에 대한 예시적인 풍미 방출 비교를 나타낸다.
요약
위에서 설명한 문제의 관점에서, γ-시클로덱스트린(감마 시클로덱스트린 및 풍미제를 포함하는 풍미-방출 첨가제가 제공되었다. γ-시클로덱스트린 내에 풍미제를 제공함으로써, 풍미제는 저장 및 유통 중 손실을 막을 수 있고, 풍미제는 γ-시클로덱스트린이 가열된 후 열 감성(thermal degradation)을 통해 방출될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 전기 흡연 시스템 용 전기 가열식 궐련은 하나 이상의 흡착제를 포함하고; 및 γ-시클로덱스트린과 하나 이상의 풍미제를 포함하는 풍미-방출 첨가제가 제공된다.
또 다른 예시적 구현예에서, 전기 가열식 궐련에 (a) 하나 이상의 흡착제와, 그리고 (b)γ-시클로덱스트린과 하나 이상의 풍미제를 포함하는 풍미-방출 첨가제를 병합하는 것을 포함하는, 전기 가열식 궐련의 제조 방법이 제공된다.
여기에서 사용된 γ-시클로덱스트린은 대기(예를 들어, 주변공기, 포장 내부) 및 궐련 성분(예를 들면, 흡착제)에 노출로부터 풍미제를 보호하기 위해 풍미제에 제공된다. γ-시클로덱스트린은 흡연 전에 궐련에서 풍미제의 이동을 감소시킬 수 있다. 또한, 풍미제는 흡연 동안 조절되는 방법으로, 궐련의 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제로부터 열적으로 방출될 수 있다. 결과적으로, γ-시클로덱스트린 내포 복합체(complex) 호스트 분자 내에 풍미 게스트 분자의 주입을 통해, 풍미제가 궐련에서 이동하고, 환경과 또는 궐련의 다른 물질과 반응하고, 그리고 궐련에 있는 흡착제를 비활성하는 것을 실질적으로 막을 수 있다.
시클로덱스트린은, 예를 들면 본 명세서에 참조로 병합되는 US 3 426 011 및 공유된 US 5 144 964에 개재된 것과 같이, 글루코피라노즈 서브유닛을 포함하는 시클릭 올리고사카리드이다. 알파-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린(베타-시클로덱스트린) 및 γ-시클로덱스트린은 각각 6, 7 및 8개의 글루코피라노즈 서브유닛을 포함한다.
여기에서 다룬 것과 같이 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 γ-시클로덱스트린과 하나 이상의 풍미제를 포함한다. γ-시클로덱스트린은 γ-시클로덱스트린 내포 복합체 "호스트 분자", 그리고 풍미제 "게스트 분자"를 포함한다. 예시적 구현예에서, 풍미제는 8개의 글루코피라노즈 서브유닛에 의해 형성되는 γ-시클로덱스트린 내의 내포 소수성(hydrophobic) 캐비티 또는 구멍에 유지될 수 있는 함유된 친유성(lipophilic) 유기 풍미제이다.
그 전체가 참조로서 여기에 병합되는 Woodson et al (이하, "우드슨")의 공유된 US 2004/0129280 및 Newman et al (이하, "뉴만")의 공유된 US 2005/0172976에서, 우드슨과 뉴만은 β-시클로덱스트린 및 풍미제를 포함할 수 있는 전기 가열식 궐련을 기재한다. β-시클로덱스트린의 사용이 멘톨과 같은 풍미제를 보호할 수 있는 반면, β-시클로덱스트린은 오직 낮은 수치의 풍미제를 전달(즉, 대조 멘톨 궐련과 비교하여 10% 전달)한다.
그러나, 예기치 않게, γ-시클로덱스트린은, 풍미제가 γ-시클로덱스트린과 β-시클로덱스트린의 동일한 양과 동일한 양으로 제공될 때, β-시클로덱스트린보다 어울리지 않게 높은 풍미 수준을 전달할 수 있다. 이론에 의해 결합되는 것을 원하지 않고, γ-시클로덱스트린과 이것의 추가적 글루코피라노즈 서브유닛은 더 큰 고리를 만들어 알파 또는 β-시클로덱스트린보다 더 큰 내포 소수성 캐비티 또는 "구멍"을 갖는다고 믿어진다. 더 큰 구멍은, 링 내에서 γ-시클로덱스트린이 더 많은 풍미제를 유지하도록 허용한다고 믿어진다(즉, 고리의 포화 후 β-시클로덱스트린에 적재되는 것보다 더 많은 풍미제가 포화 후 γ-시클로덱스트린 고리에 적재된다). 이와 같이, 추가적의 글루코피로노스 서브유닛 때문에 γ-시클로덱스트린이 β-시클로덱스트린보다 더 높은 수준의 풍미제를 전달할 수 있다고 믿어진다. 이는 아래의 실시예에서 설명된다.
실시예에서, 풍미제-방출 첨가제 중의 γ-시클로덱스트린의 유효성이 다른 풍미-방출 첨가제와 비교된다. 비교 목적을 위해, 사용된 풍미제는 멘톨이고, 비교된 멘톨 전달체는 멘톨 함유 궐련이며, 이것은 다음을 포함한다:
1) 20 중량% 내지 33 중량%의 멘톨 풍미제를 갖는 γ-시클로덱스트린이 있는 전기 가열식 궐련(도 7 및 8의 샘플 (e), (f), (g) 및 (h));
2) 23 내지 33 중량%를 갖는 β-시클로덱스트린이 있는 전기 가열식 궐련(도 7 및 8의 샘플 (c) 및 (d));
3) 멘톨 함유 마이크로캡슐을 갖는 전기 가열식 궐련(도 7의 샘플 (b)); 및
4) 대조 점화-말단 또는 통상의 멘톨 궐련(도 7의 샘플 (a))(즉, 궐련에 분산된 멘톨이 있는 비-흡착제 함유 통상의 궐련).
위에 제시된 멘톨 함유 궐련을 아래 표 1에서 비교하였다.
여기에 사용된 바와 같이, β- 및 γ-시클로덱스트린 재료, 예를 들면 Cedar Rapids Iowa의 Cargill, Inc로 부터 시중에서 구할 수 있고, 그리하여 향료와 혼합하여 풍미제 함유 전기 가열식 궐련을 형성한다. 추가적으로, 마이크로캡슐은 예를 들면 V Mane FiIs SA, Le Bar Sur Loup, France로 부터 시중에서 구할 수 있고, 그리하여 전기 가열식 궐련의 캐비티(cavity)에 삽입된다. 또한, 대조 멘톨 전통적 점화-말단 궐련, 예를 들면, Richmond, Virginia의 Philip Morris USA의 MARLBORO Menthol Lights로서 시중에서 구할 수 있다.
β- 및 γ-시클로덱스트린/멘톨 내포 복합체은 표 1에 제시된 조성물에 따라 형성될 수 있다:
1) 물에서 시클로덱스트린을 물에 용해하여 시클로덱스트린 수용액을 형성하고:
2) 멘톨과 에탄올을 혼합하여 멘톨 혼합물 형성하고;
3) 시클로덱스트린 수용액과 멘톨 혼합물을 혼합하여 투명 용액을 형성하고;
4) 약 1 내지 15분 동안 상기 투명 용액을 고주파 분해하여 그로부터 시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제를 침전시키고; 및
5) 높은 진공하에서 200℃ 이하에서 침전된 시클로덱스트린 풍미-방출 첨가 제를 분사 건조시켜 물을 제거한다.
표 1. 시클로덱스트린(CD)/멘톨 내포 복합체의 샘플
도 7 CD 형태(들) 적재 % 내포 복합체 시스템
(c) β-CD 20 4Og β-CD/12g 멘톨/20g 에탄올/10Og 물
(d) β-CD 33 4Og β-CD/20g 멘톨/20g 에탄올/10Og 물
(e) γ-CD 20 4Og γ-CD/10g 멘톨/20g 에탄올/15Og 물
(f) γ-CD 23 4Og γ-CD/12g 멘톨/20g 에탄올/15Og 물
(g) γ-CD 30 4Og γ-CD/17g 멘톨/20g 에탄올/10Og 물
(h) γ-CD 33 8Og γ-CD/40g 멘톨/40g 에탄올/200g 물
적재 %는 내포 복합체 시스템에 포함된 멘톨의 양을 기준으로 한다. 내포 복합체 시스템 적재 후, 내포 복합체은 전기 가열식 궐련의 담배 즉, 전기 가열식 궐련의 매트에 병합될 수 있다. 그러면 멘톨의 전달은 전달되는 내포 복합체에서 방출되는 멘톨의 양에 의해 즉, 궐련의 담배 영역에서 흡착제 하류에 흡수되지 않는 방출된 양에 의해 산출될 수 있다.
(위에서 제조한 것들을 포함하여)멘톨 함유 궐련의 네가지 형태를 도 7 내지 9에서 비교하였다. 도 7 내지 9에서 설명한 "멘톨 전달"은 대조의 전통적인 멘톨 궐련의 점화 말단(도 7에서 샘플 (a))에서 흡연자에게 전달될 수 있는 멘톨의 양으로 정의된 최고치 또는 100% 멘톨 전달을 기준으로 각각의 멘톨 함유 궐련에 의한 멘톨(어느 흡착제에서 하류)의 전달량이라는 것을 유의하라. 다시 말하면, % 멘톨 전달은 멘톨 함유 궐련 네 가지 형태(즉, 전기 가열식 β- 시클로덱스트린-멘톨 궐련, 전기 가열식 γ-시클로덱스트린-멘톨 궐련, 전기 가열식 마이크로캡슐 멘톨 궐련 또는 대조의 전통적 점화-말단의 멘톨 궐련) 중 하나에 의해 전달되는 궐련의 양을 대조의 전통적 점화-말단의 멘톨 궐련에 의해 전달되는 멘톨의 양으로 나눈 것이다.
구현예에서, 20% 멘톨 전달은 퍼프 당(궐련당 8개의 퍼프) 멘톨의 약 0.0125mg의 전달 또는 궐련당 멘톨의 약 0.1mg 이상 (대조의 전통적 점화 말단 멘톨 궐련의 약 0.5 mg과 비교)의 전달에 상응한다. 그러나, 퍼프 당 멘톨의 약 0.02 mg 또는 궐련당 멘톨의 0.15mg 이상의 멘톨 양(즉, 약 30% 이상의 멘톨 전달)이 더 바람직한 맛을 줄 수 있다는 것을 유의하라.
위에서 언급한 것과 같이, 도 7 내지 9에서 "멘톨 전달" 또는 "% 멘톨 전달"은 각각의 멘톨 함유 궐련의 흡연자에게 전달된 (흡착제에 의한 어느 수착 후) 궐련 당 멘톨의 양을 대조의 전통적 점화-말단 멘톨 궐련에서 흡연자에게 전달된 % 멘톨 전달을 제공하여 전달되는 궐련당 멘톨의 양으로 나눈 것을 기준으로 하여 산출된다. 다시 말하면, 만약 대조 전통적 점화-말단 멘톨 궐련이 멘톨의 0.1g을 전달하고 전기 가열식 γ-시클로덱스트린-멘톨 궐련이 0.02g을 전달한다면, 전기 가열식 γ-시클로덱스트린-멘톨 궐련에 의해 전달하는 20% 멘톨이 전달될 수 있다.
또한, "멘톨 적재"의 양 또는 "% 멘톨 적재"는 초기에 혼합될 때 첨가제의 총량을 기준으로 산출된다. 다시 말하면, 표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플(c)인 20% 멘톨 적재는 β-시클로덱스트린 40g과 에탄올 20g에 멘톨 12g을 적재함에 의해 형성될 수 있고(즉, 12g 멘톨/(40g β-CD + 2Og 에탄올) = 20% 멘톨 적재), 여기서, 물 또한 다양한 양으로 첨가될 수 있다. 여기에 제시된 %는 각각의 중량 기준(및 원자 기준이 아님)임에 유의하라. 다시 말하면, 20% 멘톨 적재는 중량으로 20% 멘톨 적재를 나타내도록 의도된다.
샘플(c) 내지 (h)의 확장된 관점인 도 8에서, 전달 수준과 비교하여 β-시클로덱스트린과 γ-시클로덱스트린 적재 수준의 비교를 나타낸 도 9와 함께, γ-시클로덱스트린의 % 멘톨 전달과 비교한 β-시클로덱스트린의 % 멘톨 전달을 나타낸다.
도 7-9에서 나타낸 바와 같이, β-시클로덱스트린은 다른 샘플의 어느 것과 비교하여 높은 적재 수준을 갖더라도 멘톨 전달의 낮은 수준을 제공한다. 예를 들면, 20% 멘톨 적재(40g β-시클로덱스트린, 12g 멘톨, 20g 에탄올 및 100g 물을 갖는 도 7-9과 표 1의 샘플 (c)) 및 33% 멘톨 적재(도 7-9과 표 1의 샘플(d))를 갖는 β-시클로덱스트린 샘플은 각각 오직 약 7% 멘톨 전달 및 11% 멘톨 전달을 제공한다. 부가적으로, 도 7-9에서 나타낸 것과 같이, 20% 멘톨 적재(도 7 및 표 1의 샘플(e))를 갖는 γ-시클로덱스트린은 오직 약 15% 멘톨 전달을 제공한다.
그러나, 예기치 않게, 도 7-9에 설명한 바와 같이 γ-시클로덱스트린에서 20%를 넘는 멘톨 적재는 % 멘톨 적재의 증가와 비교하여 어울리지 않게 증가한 % 멘톨전달을 가져온다. 20% 멘톨이 적재된 β-시클로덱스트린에서 % 멘톨 전달은 30% 멘톨이 적재된 β-시클로덱스트린으로의 % 멘톨 전달의 변화를 기준으로 대략 적절하게 증가할 것이라는 것을 예상할 수 있다(20% 멘톨 적재 및 30% 멘톨 적재에 서 β-시클로덱스트린을 비교한 도 9 참조).
예를 들면, β-시클로덱스트린에 20% 멘톨 적재는 오직 약 7% 멘톨 전달을 제공하고, 33% 멘톨 적재는 오직 약 11% 멘톨 전달을 제공한다. 그러나, 20% 멘톨이 적재된 γ-시클로덱스트린에서 30% 멘톨이 적재된 γ-시클로덱스트린으로의 변화에서 % 멘톨 전달의 변화는 % 멘톨 전달의 현저한 증가를 보여주었다.
도 7 및 8에서 나타난 바와 같이 γ-시클로덱스트린에서 20% 멘톨 적재는 15% 멘톨 전달을 가져오는 반면, γ-시클로덱스트린에서 23% 멘톨 적재(도 7 및 표 1에서 샘플(f))는 약 25% 멘톨 전달을 가져온다. 추가적으로, 도 9에서 나타낸 바와 같이, 즉, γ-시클로덱스트린에서는 20% 멘톨 적재는 15% 멘톨 전달을 가져오지만, γ-시클로덱스트린에서 33% 멘톨 적재는 약 37% 멘톨 전달을 가져온다.
추가적으로, β-시클로덱스트린에 20%의 멘톨 적재와 달리, γ-시클로덱스트린에 20%를 넘는 멘톨 적재는 바라던 바와 같이, 15% 보다 더, 또는 심지어 20%의 멘톨 전달을 가져올 수 있다. 도 7 및 8에서 나타낸 것과 같이, γ-시클로덱스트린에서 23% 멘톨 적재(도 7 및 표 1에서 샘플 (f))는 약 25% 멘톨 전달을 가져온다. 각각 15% 또는 더 적은 멘톨 전달을 가져오는 β-시클로덱스트린에서 20% 및 33% 멘톨 적재와 비교할 때, γ-시클로덱스트린에 의한 % 멘톨 전달의 결과는 예상 밖이다.
또한, 도 7 및 8에서 나타낸 바와 같이, 20%가 넘는 멘톨 전달의 증가는 % 멘톨 적재 증가와 어울리지 않는다. 예를 들면, 도 7 및 8에 나타낸 것처럼, 멘톨 보다 γ-시클로덱스트린에 23% 멘톨 적재를 제공하기 위해 3%까지 멘톨 적재를 증 가시킴에 의해 10%를 넘는 멘톨이 γ-시클로덱스트린에 대해 전달될 수 있다. 특히, 그러한 변화는 β-시클로덱스트린에서는 언급되지 않기 때문에 뜻밖이다. 예를 들면, β-시클로덱스트린에 13%를 넘는 멘톨 적재는 멘톨 전달에서 겨우 4% 증가를 제공한다.
이러한 예기치 않은 결과는 γ-시클로덱스트린에 30% 멘톨 적재된 샘플(도 7 및 표 1에서 샘플(g))에 의해 더욱 강조되었고, 이것은 약 34% 멘톨 전달을 가져온다. 이 샘플에 의해 나타난 바와 같이, 7% 증가한 멘톨 적재는 멘톨 전달에서 9% 증가를 가져온다. 비슷하게, 도 7-9에서 또한 나타낸 것과 같이, 약 33% 멘톨 적재(도 7 및 표 1에서 샘플 (h))는 약 37% 멘톨 전달을 가져온다.
결과적으로, 23% 이상의 멘톨 적재를 갖는 γ-시클로덱스트린을 사용하여, 25% 이상의 멘톨 적재가 달성될 수 있다. 이것은 β-시클로덱스트린과 더 낮은 멘톨 적재 수준을 사용하여 달성할 수 있는 더 낮은 멘톨 전달을 고려하여 예상 밖이다. 이것은 β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린에서 멘톨의 동등한 적재 수준을 비교한 도 9에서 설명하였고, 여기서 γ-시클로덱스트린이 20% 및 33% 적재에서 훨씬 높은 전달을 가졌지만, 33% 적재는 % 멘톨 전달에서 β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린 사이에 훨씬 더 큰 차이를 가졌다.
γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 바람직한 구조, 조성물 및 크기를 가지는 첨가제를 생산하는 적절한 공정에 의해 제조될 수 있고, 여기서 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 바람직하게 수용성이다. γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제를 제조하는 하나의 방법은 공-침전, 여과 및 γ-시클로덱스트린 및 하나 이 상의 풍미제의 혼합물의 건조를 포함한다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 수용액에서 γ-시클로덱스트린과 풍미제를 혼합하여 만들 수 있고, 여기서 이 혼합은 풍미제가 호스트 γ-시클로덱스트린 고리 구조 내부에 게스트 분자로서 병합되도록 할 수 있다. 다음, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 분말은 혼합물에서 분말 입자를 침전시킴에 의해 용액에서 회수될 수 있고, 여기서 분말 입자는 물을 제거하기 위해 분사 건조될 수 있다. 대안적으로, γ-시클로덱스트린 풍미 방출 첨가제는 압출, 분사 건조, 코팅 또는 풍미제를 게스트 분자로서 호스트 γ-시클로덱스트린 고리 구조의 내부에 병합함으로써 다른 적절한 공정에 의해 형성될 수 있다.
예시적인 구현예에서, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제, 분말, 필름, 용액 및/또는 현탁액을 포함하는 형태로 흡연 용품에 제공될 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 60 메쉬(mesh)내지 400 메쉬 크기의 분말 또는 입자를 포함할 수 있다. γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 최대 입자크기가 약 200μm (마이크론) 미만, 및 더 바람직하게 약 1μm 미만이고 및 최소 입자 크기가 약 1nm, 더 바람직하게 약 10nm 보다 큰 분말로서 제공될 수 있음을 유의하라. 분발 크기의 감소는 분말의 증가된 표면을 제공함으로써, 풍미제의 더 균질하고 조절된 방출을 제공할 수 있다.
다른 예로서, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 전기 가열식 궐련용 담배 매트(mat)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 담배 매트는, 담배 매트를 형성하기 위해 슬러리 혼합물에서 담배 더스트(dust)와 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제 분말을 혼합하여 만들 수 있다.
대안으로, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제 필름이 전기 가열식 궐련용 담배 매트 위에 코팅될 수 있다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 프로필렌 글리콜과 같은 도막형성제(film forming agent) 및 물과 혼합되고, 그리고 나서 담배 매트 위에 코팅될 수 있다. 필름제조에 사용될 수 있는 예시적 공정은, 내용 전체가 참조로서 병합된 US 3 006 347 및 공유된 US 4 715 390에 설명되어 있다.
γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제 필름의 치수는 제한적이지 않다. 바람직하게, 필름은 최대 약 150μm 또는 약 50μm 내지 약 150μm, 및 더 바람직하게 최대 약 75μm의 두께를 갖는다. 다른 구현예에서, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 필름은 예비형성되고, 절단되고 및 담배 플러그에, 및/또는 풍미 방출 온도에 도달하는 다른 선택된 위치에 병합될 수 있다. γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제를 전기 가열식 궐련에 적용하는데 사용할 수 있는 예시적인 방법은 또한 내용 전체가 참조로서 병합된 공유된 US 5 144 964에 설명되어 있다.
γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 또한 용액이나 현탁액 상태로 사용될 수 있다. 만약 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제가 용액이나 현탁액으로 제공된다면, 용액 또는 현탁액은 적절한 방법에 의해 전기 가열식 궐련의 하나 이상의 성분의 하나 이상의 선택된 장소에 직접 적용될 수 있다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 용액은, 슬러리 코팅, 분사, 디핑 공정, 정전기 침강(electrostatic deposition), 프린팅 휠(printing wheel) 적용, 그라비어 인 쇄(gravure printing), 잉크 젯 적용 등과 같은 코팅 공정에 의해 담배 매트에 적용될 수 있다.
예시적 구현예에서, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는, 흡연 동안 궐련에서 γ-시클로덱스트린으로부터 풍미제가 방출되는 최소 온도 이상에 도달하는 전기 가열식 궐련의 하나 이상 위치에 침착될 수 있다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 전기 가열식 궐련의 내부 포장, 담배 매트, 및/또는 겉포장에 침착될 수 있다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 내부 포장, 담배 매트 및/또는 겉포장에 흩뿌려지거나 또는 (접착제와 함께) 접착될 수 있다.
예시적인 전기 가열식 궐련(23)은 궐련에 바람직한 풍미제의 양을 제공하기 위해 풍미 및/또는 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 충분한 수준을 포함한다. 예를 들면, 궐련은 풍미제 약 1mg 내지 약 30mg 및/또는 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제 약 1mg 내지 약 50mg을 포함할 수 있다.
궐련에서 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 양은 궐련의 중량 또는 궐련에서 성분들의 중량을 기준으로 한다. 예를 들면, 전기 가열식 궐련은 전기 가열식 궐련의 담배 매트 및/또는 담배 플러그에서 담배의 전체 중량을 기준으로 최대 약 20%, 및 더 바람직하게 약 10% 내지 약 15%의 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제를 가질 수 있다. 다시 말하면, 담배 100mg을 함유하는 궐련은 바람직하게 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제를 최대 약 20 mg까지 함유한다.
대안적으로, 예시적 구현예에서 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 양은, 내부 포장, 담배 매트 및/또는 겉포장의 중량을 기준으로 γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제의 최대 약 15% 까지, 및 더 바람직하게 약 8% 미만을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 10mg 담배 매트를 갖는 궐련의 경우, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제 1.5mg이 제공될 수 있다.
γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 약 200℃ 내지 약 400℃와 같이, 최소 약 200℃의 온도에서 풍미를 방출할 수 있다. 이론에 의해 연결됨을 바라지 않지만, 적어도 약 200℃의 온도에서 γ-시클로덱스트린의 글루코피라노즈 서브유닛의 고리가 열려 γ-시클로덱스트린 호스트 분자에서 풍미 게스트 분자가 방출된다고 믿어진다. 또한 약 400℃ 이상의 온도에서, γ-시클로덱스트린이 분해되기 시작하여, 풍미제의 방출이 덜 동일(uniform)하고, 덜 조절되도록 한다고 믿어진다.
예시적 구현예에서, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는, 적어도 풍미 방출 온도에 도달한 전기 가열 궐련의 하나 이상의 위치에 놓인다. 예를 들면, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는, γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제가 내부 포장, 담배 매트 및/또는 겉포장이 가열될 때, 가열 요소에 의해 가열될 수 있도록 내부 포장, 담배 매트 및/또는 겉포장에 놓일 수 있다.
γ-시클로덱스트린 풍미-방출 첨가제는 더욱이 임의의 캡슐화 재료를 포함하여 추가적인 차단 특성을 제공할 수 있다. 캡슐화 재료는, 제한되지는 않지만, 카라기닌, 젤라틴, 아가, 젤란검, 아라비아 고무, 구아검, 크산틴 검 및 펙틴 중 하나 이상을 포함하는 바인더를 포함할 수 있다. 캡슐화 재료의 특성, 예를 들면, 피막형성 특성(film forming characteristics) 또는 첨가제 안정성을 증진시킬 수 있는, 본 분야에 알려진 다른 재료가 임의적으로 첨가될 수 있다.
적합한 풍미제는 제한적이지는 않지만, 멘톨, 페퍼민트 및 스피아민트와 같은 민트, 초콜렛, 리코리스(licorice), 시츄러스 및 다른 과일 향, γ-옥탈락톤(감마 옥탈락톤), 바닐라, 에틸 바닐라, 구강 청정제향, 시나몬과 같은 향신료향, 살리실산 메틸, 리날로올, 베르가모트 오일(bergamot oil), 제라늄 오일, 레몬오일, 생강오일, 담배 향, 및 그들의 조합물을 포함한다. 예시적 구현예에서, 풍미제는 멘톨 또는 바닐라를 포함한다.
예시적 구현예에서, 주류연에서 선택된 기체-상 구성요소를 흡수 또는 제거할 수 있는 하나 이상의 흡착제가 전기 가열식 궐련의 필터부 내에 제공된다. 여기에서 사용된 바와 같이, "흡착"이라는 용어는 흡착 및/또는 흡수를 나타낸다. 흡착은 흡착제의 외부 표면에서의 상호작용뿐만 아니라 흡착제의 구멍 및 통로 내 상호작용을 포함하도록 의도된다. 다시 말하면, "흡착제"는 표면에 다른 물질의 분자를 압출 또는 잡을 수 있는 능력을 가진 물질이고, 및/또는 다른 물질을, 즉 다른 물질을 자신의 내부 구조 또는 구멍으로 침투시켜 흡수할 수 있는 능력을 가진 물질이다. 여기에서 쓰인 "흡착제"라는 용어는, 흡착성, 흡수성 또는 흡착 및 흡수 둘 다의 기능을 할 수 있는 물질을 뜻한다.
여기에서 쓰인, "제거"라는 용어는 담배 주류연 성분의 적어도 얼마의 부분의 흡착 및/또는 흡수를 뜻한다.
"주류연"이라는 용어는 담배 로드를 지나 필터 말단을 통해 방출되는, 즉 궐련의 흡연 동안 궐련의 구강 말단에서 방출되거나 흡입되는 기체의 혼합물을 뜻한다. 주류연은 궐련의 가열되는 영역 및 포장지를 통해 흡입되는 공기를 함유한다.
여기에서 쓰인 "분자체"라는 용어는 무기 재료 및/또는 유기 재료로 구성된 다공성 구조물을 뜻한다. 분자체는 천연 및 합성 재료를 포함한다. 분자체는 특정 치수의 분자를 제거할 수 있는 반면, 다른 치수(예를 들면, 더 큰 치수)의 분자는 제거할 수 없다.
도 1 및 2는 전기 가열식 궐련(23)의 예시적 구현예를 나타낸다. 전기 가열식 궐련(23)은 담배 로드(60) 및 티핑지(64)에 의해 함께 연결된 필터 티핑(62)을 포함한다. 담배 로드(60)은 한 말단의 자유-흐름 필터(74)와 다른 말단의 담배 플러그(80)에 대해 환형으로 접힌 담배 망 또는 매트(66)를 포함한다.
겉포장(71)은 매트(66)을 둘러싸고 길이방향 이음매(longitudinal seam)를 따라 유지된다. 겉포장(71)은 자유-흐름 필터(74) 및 담배 플러그(80)에 대해 포장된 상태로 매트(66)를 보유한다.
매트(66)은 베이스 웹(68) 및 담배 재료(70) 층을 포함한다. 담배 재료(70)는 베이스 웹(68)의 내부 표면 또는 외부 표면을 따라 위치될 수 있다. 담배 로드(60)의 팁 말단에서, 매트(66) 및 겉포장(71)은 약 자유-흐름 필터 플러그(74)를 감는다. 담배 플러그(80)는 잘린 필러 담배의 상대적으로 짧은 담배 컬럼(82)를 포함하고, 이것은 둘러싼 내부 포장(84)에 의해 보유된다.
공극(90)은 자유-흐름 필터(74)와 담배 플러그(80) 사이에 있다. 공극(90)은 담배 로드(60)의 채워지지 않은 부분이고 자유-흐름 필터(74)를 통해 티핑(62)과 유체 상태로 교통한다.
티핑(62)은 담배 로드(60)에 근접한 자유-흐름 필터(92)와 담배 로드(6)로부 터 티핑(62)의 먼 말단에 있는 마우스피스 필터 플러그(94)를 포함한다. 자유-흐름 필터(92)는 관 모양일 수 있고 매우 낮은 압력의 하강으로 공기를 전달할 수 있다. 마우스피스 필터 플러그(94)는 티핑(62)의 자유 말단을 막는다.
궐련(23)은 임의로 궐련(23)의 자유 말단(15)에 근접한 하나 이상의 천공(12)의 열을 포함한다. 천공은 슬릿(slits)(17) 형태로 형성될 수 있고, 이것은 겉포장(71), 매트(66), 내부 포장(84)을 통해 확장될 수 있다.
전달을 더욱 개선하기 위해, 슬릿(17)을 포함하는 하나 이상의 천공(14)의 추가 열이 담배 플러그(80)를 따른 위치에 임의로 형성될 수 있다. 천공(12) 또는 (14)는 슬릿(17)의 단일 열 또는 이중 열을 포함할 수 있다. 슬릿(17)의 수와 범위는 궐련(23)의 측벽을 따른 흡입 내성(resistance to draw, RTD)과 전달을 조절하도록 선택될 수 있다.
매트(66)에 제공되는 광학 구멍(16)은 겉포장(71)에 의해 덮힌다. 천공(12), (14)는 대략 RTD에 대한 적은 효과로 전달을 조절하는데 사용되는 전달되는 구멍(16)에 의해, 궐련(23)의 바람직한 전달 수준에 가까와 지도록 사용될 수 있다.
궐련(23)은 실질상 이것의 길이에 따른 일정한 직경을 갖는다. 더 전통적인 궐련과 같은, 궐련(23)의 직경은 바람직하게 약 7.5mm 내지 8.5mm 이고, 전기 흡연 시스템(21)은 흡연 동안 흡연자에게 친숙한 "구강 느낌"을 제공한다.
담배 컬럼(82)은 브라이트, 벌리(Burley), 전통적인 궐련 맛을 포함한 임의적으로 재구성된 담배 및 다른 블렌드 성분을 함께 갖는 동양 담배(Oriental tobaccos)를 포함하는 블렌드와 같은 전형적인 담배의 블렌드의 절단 필러를 포함 한다.
자유-흐름 필터(92) 및 마우스피스 필터 플러그(94)는 플러그포장(101)을 갖는 결합 플러그로서 함께 연결될 수 있다. 플러그 포장(101)은 다공성의 저-중량 플러그 포장일 수 있다. 결합 플러그는 티핑지(64)에 의해 담배 로드(60)에 부착된다.
위에서 기술한 것과 같이, 전기 가열식 궐련(23)은 담배 연기의 기체-상 구성요소를 제거하는 하나 이상의 흡착제를 포함될 수 있다. 흡착제는 담배 연기가 흐를 수 있는 하나 이상의 다공성 재료를 포함할 수 있다. 예시적 구현예에서, 흡착제는 활성 탄소이다. 예를 들면, 흡착제는 필터의 공극에 위치한 활성 탄소 과립, 또는 섬유성 재료 또는 종이에 적재된 활성 탄소 입자를 포함할 수 있다. 활성 탄소는 입자, 섬유, 비즈 등을 포함한 다양한 형태일 수 있다. 활성 탄소는 선택된 구멍 크기 및 전체 구멍 부피와 같은, 다양한 다공성 특성을 가질 수 있다.
또 다른 예시적 구현예에서, 흡착제는 하나 이상의 적절한 분자체 흡착제 재료이다. 마이크로포러스(microporous), 메조포러스(mesoporous), 및/또는 매크로포러스(macroporous)분자체가 담배 주류연에서 제거되는 것이 바람직하게 선택된 성분에 따라, 전기 가열식 궐련(23)에서 사용될 수 있다. 전기 가열식 궐련(23)에서 사용될 수 있는 분자체 흡착제는 제한적이지는 않지만, 제올라이트, 메조포러스 실리케이트, 알루미노인산염, 다공성 알루미노실리케이트, 및 임의로 추가로 무기 또는 유기 이온 및/또는 금속을 추가로 포함할 수 있는, 혼합된 옥시드 겔(oxide gels)과 같은 다른 다공성 재료를 포함한다. 예를 들면, 내용 전체가 참조로서 병 합된 공유된 WO 01/80973를 참조하라.
예시적 구현예에서, 흡착제는 하나 이상의 제올라이트이다. 제올라이트는 균질의 분자 크기 치수를 갖는 및/또는 캐비티와 같은 구멍을 갖는, 결정성 알루미노실리케이트를 포함한다. 다양한 크기와 다양한 모양의 구멍을 갖는 독특한 제올라이트 구조물이 많이 알려져 있고, 이것은 흡착 및 분리과정에 대해 이러한 재료의 특성에 중요한 영향을 미친다. 분자들은 구멍에서 분자의 가능한 상태와 관련된 크기와 모양 효과에 의해, 및/또는 흡착제의 강도의 차이에 의해, 제올라이트에 의해 분리될 수 있다. 여과되고자 하는 기체의 하나 이상의 선택된 가스 상 성분보다 더 큰 구멍을 가지는 하나 이상의 제올라이트가 전기 가열식 궐련(23)에서 사용되어 분자체 재료의 구멍을 통과하기에 충분히 작은 오직 선택된 분자만이 캐비티로 들어가고, 제올라이트에 흡착될 수 있다.
제올라이트는, 제한되는 것은 아니다, 제올라이트A; 제올라이트 X; 제올라이트 Y; 제올라이트 K-G; 제올라이트 ZK-5; 제올라이트 BETA; 제올라이트 ZK-4 및 제올라이트 ZSM-5 중 하나 이상일 수 있다. 예시적인 구현예에서, 제올라이트 ZSM-5 및/또는 제올라이트 BETA가 사용되었다. 제올라이트 ZSM-5는 MFI 구조적 분류족에 속하고 결정화학자료[Nan(AlnSi96 - nO192)~16H2O, n < 27, 사방정계, Pnma]인 반면, 제올라이트 BETA는 BEA 구조적 분류족에 속하고 결정 화학 자료 [Na7(Al7Si57O128) 정방정계, P4122]에 의해 나타내었다. 이러한 두 개의 제올라이트는 전기 가열 궐련(23)의 궐련 필터 및/또는 담배 로드에 통합되도록 허용하는, 약 800℃까지의 온 도에서 열적으로 안정하다.
또 다른 예시적 구현예에서, 전기 가열식 궐련(23)에 병합된 흡착제는 복합 조성물을 갖는다. 이러한 구현예에서, 흡착제는 예를 들면 활성 탄소 및 하나 이상의 분자체 재료를 포함한다. 예를 들면, 흡착 섬유는 활성 탄소와 제올라이트로 함침될 수 있다.
흡착제는 전기 가열식 궐련(23)의 하나 이상의 위치에서 병할될 수 있다. 예를 들면, 흡착제는 관형의 자유-흐름 필터(74)의 통로, 자유-흐름 필터(92), 및 공극 공간(90)에 놓일 수 있다. 흡착제는 추가적으로 또는 대안적으로 담배 플러그(80)에 병합될 수 있다.
도 3은 필터(150)를 포함하는 전기 가열식 궐련(23)의 다른 구현예를 나타내었다. 필터(150)는 배향된 섬유(152)와, 섬유를 둘러싸는 종이와 같은 슬리브(154)의 형태로 흡착제를 포함한다. 예를 들면, 흡착제는 활성 탄소, 실리카겔, 제올라이트 및 섬유 형태에서 다른 분자체 중 하나 이상일 수 있다. 흡착제는 예를 들면, 아미노 프로필 실릴(APS) 실리카 겔과 같은 표면 개질된 실리카 겔인, 표면 개질 재료일 수 있다. 흡착제 혼합물은 표적된, 여과된 주류연 조성물을 얻기 위해 다양한 여과 특성을 제공할 수 있다.
대안으로, 섬유(152)는 공유된 WO 01/80973에 기재된 바와 같이, TRIADθ 마이크로-캐비티 섬유와 같은 마이크로캐비티 섬유에서 함침된 탄소, 실리카, 제올라이트 등과 같은 하나 이상의 흡착 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 섬유는 하나 이상의 흡착 재료의 입자로 함침된 미세공동(microcavity) 모양이거나 대안으로 지속적인 활성화된 탄소 섬유 모양이다. 섬유는 바람직하게 약 10μm 내지 약 100μm의 직경을 갖는다. 섬유는 예를 들면 약 10μm 내지 약 200μm의 길이를 갖는다.
또 다른 예시적 구현예에서, 섬유는 비-연속식 섬유의 다발이고, 이것은 바람직하게 전기 가열식 궐련을 통한 주류연의 흐름의 방향과 평행하게 배열된다.
섬유(152)를 포함한 필터(150)는 예를 들면, 주름잡히지 않은(non-crimped) 흡착제 섬유 재료의 다발을 잡아당김에 의해 형성될 수 있고, 필터 제조 과정 동안 전-형성 또는 인-시츄 형성된 슬리브(154)의 사용을 통해 전체와 각각의 조절된 필라멘트 데니어(denier)를 가질 수 있다. 형성된 필터는 절단에 의해 원하는 길이의 크기로 될 수 있다. 예를 들면, 필터는 약 5mm 내지 약 30mm의 길이를 가질 수 있다.
섬유(152)를 포함하는 필터(150)는 하나 이상의 바람직한 위치에서 전기 가열식 궐련에 병합될 수 있다. 또한 도 1 및 2에서 언급된 구현예에서, 필터(150)는 전체 자유-흐름 필터(92)로 대체될 수 있다. 다른 구현예에서, 자유-흐름 필터(150)는 자유-흐름 필터(92)의 영역으로 대체될 수 있다. 필터(150)는 자유-흐름 필터(74)와 마우스피스 필터 플러그(94) 사이에 위치한, 자유-흐름 필터(74)와 접촉(즉, 인접)할 수 있거나, 또는 마우스피스 필터 플러그(94)에 접촉(즉, 인접)할 수 있다. 필터(150)는 여과 과정 동안 연기의 측로(by-pass)를 최소화하여 자유-흐름 필터(92)의 외부 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다.
섬유 흡착제는 섬유 사이에 나란한 통로가 만들어지도록 적합한 실장 밀 도(packing density)와 섬유 길이를 갖는 높은 로프트(loft)를 가질 수 있다. 그러한 구조물은, 포름알데하이드 및/또는 아크롤레인과 같은 선택된 기체-상 구성요소의 상당한 양을 효과적으로 제거할 수 있지만, 연기로 부터 입자상 물질의 소량만이 제거된다(즉, 기체에서 전체 입자상 물질(TPM))에 상당한 영향을 주지는 않음). 선택된 구성요소의 제거에 의해, 선택된 기체-상 구성요소의 상당한 감소가 달성될 수 있다. 충분히 낮은 실장 밀도와 충분히 짧은 섬유 길이가 그러한 여과 결과를 달성하기 위해 쓰일 수 있다.
전기 가열식 궐련(23)의 예시적 구현예에서 사용된 흡착제의 양은 담배 연기 중의 선택된 기체-상 구성요소의 양 및 담배 연기에서 제거되는 것이 바람직한 구성요소의 양에 의존한다.
도 4 및 5는 전기 가열식 궐련의 예시적 구현예가 사용될 수 있는 전기 흡연 시스템의 예시적 구현예를 설명하였다. 그러나, 전기 가열식 궐련의 예시적 구현예는 다른 전기 동력 라이터 구조와 같은, 다른 구조를 가지는 전기 흡연 시스템에서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 전기 흡연 시스템(21)은 전기 가열식 궐련(23)과 재사용할 수 있는 라이터(25)를 포함한다. 궐련(23)은 라이터(25)의 앞쪽 말단 영역(29)에서 열리는 궐련 리시버(27)에 삽입되고 그리고 그로부터 제거되도록 구성된다. 일단 궐련(23)이 삽입되면, 흡연 시스템(21)이 더 전통적인 궐련과 비슷한 방법으로, 그러나 궐련(23)의 점화 또는 그을림 없이 사용된다. 궐련(23)은 흡연 후에 처분될 수 있다.
바람직하게, 각각의 궐련(23)은 흡연 당 최소 총 8 퍼프(퍼스 주기)를 제공 한다. 그러나 궐련(23)은 이용 가능한 퍼프의 총 수보다 더 적거나 더 많은 퍼프를 제공하도록 구성될 수 있다.
라이터(25)는 각각 전방 후방 하우징 영역(33) 및 (35)를 가지는 하우징 (31)을 포함한다. 하나 이상의 배터리와 같은, 전원(35a)은 후방 하우징 영역(35)에 위치되고 가열설비(39)에 에너지를 공급한다. 가열 설비(39)는 다수의 전기적으로 저항성인 가열 요소(37)를 포함한다(도 6). 가열 요소(37)는 궐련(23)을 수용하는 전방 하우징 영역(33) 내에 배열된다. 가열설비(39)에 위치한 정지기(stop)(183)는 궐련 리시버(27)(도 2)의 최종 말단을 규정한다.
전방 하우징 영역(33)의 제어 회로(41)는 선택적으로 각각의 퍼프 주기 동안 전원(35a)과 하나 이상의 가열 요소(37) 사이에 전기 상호교류를 만든다.
하우징(31)의 후방 하우징 영역(35)은 전원(35a)의 대체를 용이하기 하기 위해 열리고 닫히도록 구성된다. 전방 하우징 영역(33)은 만약 요구된다면 기계적 맞물림에 의해 후방 하우징 영역(35)에 제거할 수 있도록 부착된다는 것을 명시하였다.
예시적 구현예에서, 도 5를 참조로, 조절 회로(41)는 퍼프-작동식 센서(45)에 의해 작동되고, 이것은 흡연자에 의해 궐련(23)의 흡입이 시작된 후 일어나는 압력의 변화 또는 공기 흐름 속도의 변화에 민감하다.
퍼프-작동식 센서(45)는 라이터(25)의 전방 하우징 영역(33)내에 위치할 수 있고 가열 설비(39)의 측면 벽 부분(182)을 통해 연장된 포트를 통해 가열 설비의 내부 공간과 커뮤니케이션 할 수 있다. 일단 센서(45)에 의해 작동되면, 조절 회 로(41)는 가열 요소(37)의 적절한 것에 전류를 보낸다.
예시적 구현예에서, 표시기(51)는 궐련(23)에 남아있는 퍼프의 수 또는 다른 선택적 정보를 시각적으로 나타내기 위해 라이터(25)의 외부에 따른 위치에 제공된다. 표시기(51)는 액정표시장치(liquid crystal display)를 포함할 수 있다. 예시적 구현예에서, 표시기(51)는, 궐련 탐지기(57)가 가열 설비(39)에 궐련의 존재를 탐지하면 선택된 영상을 보여준다. 탐지기(57)는 전기 가열식 궐련의 존재를 감지하는 어떤 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 탐지기(57)는 가열설비(39)의 궐련 리시버(27)와 근접한 유도코일(1102)과 조절 회로(41)에서 발진회로를 갖는 코일(1102)과 상호교류하는 전기 리드(1104)를 포함할 수 있다. 이러한 경우에서, 궐련(23)은 적합한 궐련(23)이 리시버(27)에 삽입될 때마다, 탐침(57)이 궐련의 존재를 나타내는 회로(41)에 신호를 생성하도록 코일 타래(1102)의 유도에 영향을 줄 수 있는 금속 원소(보여지지 않음)를 포함할 수 있다. 조절 회로(41)는 표시기(51)에 신호를 제공한다. 궐련(23)이 라이터(25)에서 제거되면, 궐련 탐침(57)은 더이상 궐련(23)의 존재를 탐지하지 않고, 표시기(51)는 꺼진다.
가열설비(39)는 가열 요소(37)가 각각 새로이 삽입된 궐련(23)에 대략 같은 위치에서 궐련(23)을 따라 위치되도록 가열 요소(37)에 고정된 관계로 삽입 궐련(23)을 지지한다. 예시적 구현예에서, 가열 설비(39)는 궐련 리시버(27)의 대칭 축에 대해 동심원적으로 배열된 8개의 서로 나란한 가열 요소(37)를 포함한다. 가열 요소(37)가 완전히 삽입된 궐련(23)에 접하는 위치는 가열 접지면 또는 탄화 영역(42)으로서 본 명세서에 언급된다.
도 6에서 나타내었듯이, 가열 요소(37)는 팁에 인접한, 하나 이상이 제1 그리고 제2 나선형의 신장 부재(53a) 및 (53b)을 각각 포함할 수 있다. 가열 영역 (53a), (53b) 및 (54)는 가열 블레이드(120)를 형성한다. 팁(54)은 궐련 리시버(27)의 개구부(55)에 인접해 있다. 각각 가열 요소(37)의 맞은편 말단(56a) 및 56(b)은 조절자(41)에 의해 선택적으로 만들어진 전원(35a)의 반대 극에 전기적으로 연결되어있다. 각각의 가열 요소(37)를 통한 전기적 경로가 각기 만들어진다; 터미날 핀(104)을 지나, 나선형 부재(53a) 중 하나의 자유 말단 영역(56a)과 핀(104) 사이의 결합(121), 팁(54)의 적어도 한 영역을 지나 다른 나선형 부재(53b)와 그것의 말단(56b)까지 연결 고리(110)가 말단 영역(56b)의 각각에 공통 전기적인 연결을 제공하는데 사용될 수 있다고 명시한다. 구현예에서, 고리(110)는 고리(110)와 핀(105) 사이의 연결(123)을 통해 전력(35a)의 긍정적 말단에 연결된다.
가열 요소(37)는 궐련(23)의 원주에 대해 간격을 두는 위치에서 궐련(23)을 여러 번(즉, 8번) 가열하기 위해 조절 회로(41)의 조절하에서 전원(35a)에 의해 개별적으로 전력을 받을 수 있다. 가열은 통상적으로 더 전통적인 궐련의 흡연에 의한 것과 마찬가지로 궐련(23)이 퍼프(즉, 8번 퍼브)되도록 한다. 하나 이상 또는 모든 퍼프에 대해 하나 이상의 가열요소를 동시에 활성화하는 것이 바람직할 수 있다.
가열 설비(39)는 라이터로 공기를 흡입하는 공기 입구(1200)를 포함한다. 압력 강하는 점화기에 공기가 유입 후 유발되어 퍼프 센서(45)가 퍼프의 시작을 인식 하도록 작동한다. 유발되는 압력 강하의 범위는 이것이 합력 센서(45)에 의해 검출 가능한 압력 강하의 범위 내 이도록 선택된다.
담배 플러그(80)의 길이 및 담배 로드(6)를 따라 그들의 상대적인 위치는 전기 흡연 시스템(21)의 가열 요소(37)의 구조 및 위치를 기준으로 선택될 수 있다. 궐련(23)이 전기적 흡연 시스템의 라이터 내에서 정지기(183)(도 2)에 대해 적절하게 위치할 때, 각각 가열 요소의 일부는 담배 로드(60)와 접촉한다. 이 접촉 범위는 가열기 접지면(95)으로 불리우고, 이것은 가열 요소(37)가 궐련 종이, 매트 또는 담배의 연소 없이 궐련의 흡연을 허용하기에 충분히 높은 온도에 도달할 것으로 기대되는 담배 로드(6)의 영역이다. 가열기 접지면(95)은 라이터(25)에 완전히 삽입된 모든 궐련(23)에 대해 담배 로드(60)의 자유 말단(78)에서 부터 동일한 예정 거리(96)에 담배 로드(60)를 따라 일관적으로 위치할 수 있다.
궐련(23)의 담배 플러그(80)의 길이, 가열기 접지면(95), 및 가열기 접지면(95)과 정지기(183) 사이의 거리는, 가열기 접지면(95)이 담배 플러그(80)를 넘어 연장되고 간격(98)에 의해 공극(91)의 일부와 겹치도록 선택할 수 있다. 간격(98)은 또한 "가열기-공극 중첩"(98)으로 언급된다. 가열기 접지면(95)의 나머지가 담배 플러그(80)와 겹치는 간격은 "가열기-필러 중첩"(99)으로 언급된다. 공극(91)의 길이, 담배 플러그(80) 및 천공 구멍(263)의 분포는 궐련의 맛, 흡입 및 전달의 조정을 포함하여, 궐련(23)의 흡연 특성을 조정하기 위해 조정될 수 있다.
구멍(263)의 패턴, 공극(90)의 길이 및 가열기-필러 중첩(99)(및 가열기-공극 중첩(98))의 양은 또한 전달에서 일관성을 촉진하도록 반응의 직접 성(immediacy)을 조정하기 위해 조작될 수 있다.
예시적 구현예에 따른 전기 가열식 궐련은 이점을 제공할 수 있다.
하나 이상의 부가된 첨가제 특히 휘발성 풍미제를 캡슐화 함에 의해, 풍미제(들)은 궐련이 흡연될 때까지 궐련에서 보유될 수 있다. 또한, 풍미제는 흡연 동안 조절된 방법에서 해방된 온도(temperature released)일 수 있고, 그것에 의해 흡연자에게 궐련의 강화된 주관적 특성을 제공한다. 풍미제는 궐련이 흡연 될 때까지 풍미-방출 첨가제에 보유될 수 있기 때문에, 궐련에서 흡착제의 비활성화를 최소화한다. 결과적으로, 흡착제는 담배 주류연에서 선택된 기체 상 구성요소를 제거하는 그들의 능력을 유지한다.
예시적 구현예는 본 발명의 범위에서 벗어남 없이 다른 특별한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 예시적 구현예가 다양한 예시적 구현예에 따라 설명되고 기재되는 반면, 청구항에서 설명한 바와 같이 구현예에서 벗어남 없이 변동과 변화가 이루어질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 흡착제; 및
    γ-시클로덱스트린과 하나 이상의 풍미제를 포함하는 풍미-방출 첨가제를 포함하는 전기 흡연 시스템을 위한 전기 가열식 궐련.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 흡착제는 활성 탄소 및/또는 제올라이트를 포함하는 전기 가열식 궐련.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 풍미제는 멘톨, 민트, 초콜릿, 감초, 과일맛, γ-옥타락톤, 바닐린, 에틸 바닐린, 구강청정제, 향신료 향, 메틸 살리실레이트, 리날로올, 베르가모트 오일, 제라늄 오일, 레몬 오일, 생강 오일 및 담배향으로 이루어진 군으로 부터 선택되는 것인 전기 가열식 궐련.
  4. 제1항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 γ-시클로덱스트린 호스트 분자와 풍미 게스트 분자를 포함하는 γ-시클로덱스트린 내포 복합체인 전기 가열식 궐련.
  5. 제1항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 약 20% 초과의 풍미제 또는 약 20% 내지 약 40%의 멘톨을 포함하는 것인 전기 가열식 궐련.
  6. 제1항에 있어서,
    전기 가열식 궐련의 담배 플러그 및/또는 담배 매트 중의 담배의 총 중량을 기준으로 최대 약 20 중량%의 풍미-방출 첨가제; 및/또는
    담배 매트, 겉포장 및/또는 내부포장의 중량을 기준으로, 최대 약 15 중량%의 풍미-방출 첨가제를 포함하는 전기 가열식 궐련.
  7. 제1항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 γ-시클로덱스트린과 멘톨을 포함하고,
    여기서, 상기 풍미-방출 첨가제는 퍼프 당 담배 주류연에 멘톨 0.0125mg 이상 또는 궐련 당 멘톨 약 0.1 mg 이상을 방출할 수 있고, 또는
    여기서 상기 풍미-방출 첨가제는 퍼프 당 담배 주류연에 멘톨 0.02 mg 이상 또는 궐련당 멘톨 약 0.15mg 이상을 방출할 수 있는 것인 전기 가열식 궐련.
  8. 제1항에 있어서, 상기 약 풍미-방출 첨가제는 200℃의 최소 온도에서 풍미제를 방출하고, 상기 풍미-방출 첨가제는 궐련의 흡연 동안 약 200℃이상에 도달하는 전기 가열식 궐련의 하나 이상 위치에 배치되는 것인 전기 가열식 궐련.
  9. 제1항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 전기 가열식 궐련 담배 매트 안 또는 위에, 포장지 및/또는 내부 포장지 위에 배치되는 것인 전기 가열식 궐련.
  10. 제1항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 분말 형태인 전기 가열식 궐련.
  11. 제10항에 있어서, 상기 분말은 약 20μm 내지 약 1nm의 입자 크기를 갖는 것인 전기 가열식 궐련.
  12. 제10항에 있어서, 상기 분말이 수용성인 전기 가열식 궐련.
  13. 제10항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 γ-시클로덱스트린 및 풍미제의 필름을 포함하는 전기 가열식 궐련.
  14. 제13항에 있어서, 상기 필름은 최대 약 150μm까지의 두께를 가지는 것인 전기 가열식 궐련.
  15. 제13항에 있어서, 상기 필름은 전기 가열식 궐련의 담배 매트 상의 코팅인 것인 전기 가열식 궐련.
  16. 제1항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제는 카르기난, 젤라틴, 아가, 젤라틴 검, 아라비아 검, 구아검, 크산틴검 및 펙틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 캡슐화 재료를 추가로 포함하는 것인 전기 가열식 궐련.
  17. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 흡착제는 섬유를 포함하는 것인 전기 가열식 궐련.
  18. 제17항에 있어서, 상기 섬유는 하나 이상의 흡착제로 함침되는 것인 전기 가열식 궐련.
  19. 전기 가열식 궐련의 제조방법으로, γ-시클로덱스트린과 하나 이상의 풍미제를 포함하는 풍미-방출 첨가제를 전기 가열식 궐련에 병합하는 것을 포함하는 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 풍미-방출 첨가제가 전기 가열식 궐련에 병합되는 동안, 풍미-방출 첨가제는 전기 가열식 궐련의 궐련 매트 안 또는 위에, 겉 포장지, 및/또는 내부포장에 병합되고; 상기 방법은 추가로 그 위에 또는 그 안에 풍미-방출 첨가제를 갖는 담배 매트, 겉포장, 및/또는 내부 포장을 전기 가열식 궐련에 병합하는 것을 포함하는 제조 방법.
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