KR20080098433A - 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물 및 비연소형 끽연물품 - Google Patents

비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물 및 비연소형 끽연물품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물은, 카본을 포함하고, 다가알코올을 0.5~5중량%의 비율로 함유한다. 또한, 본 발명의 비연소형 끽연물품은, 이러한 열원을 구비한다.

Description

비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물 및 비연소형 끽연물품{CARBONACEOUS HEAT SOURCE COMPOSITION FOR NON-COMBUSTIBLE SMOKING ARTICLE AND NON-COMBUSTIBLE SMOKING ARTICLE}
본 발명은, 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물, 및 비연소형 끽연물품에 관한 것이다.
담배는, 담배의 잎을 연소시키는 것에 의해 인간의 미각·후각을 통해서 연기(에어로졸) 중의 향미를 맛보는 향미 발생제의 대표적인 것이다.
최근, 담배 대신 또는 담배에 더하여, 담배의 잎을 연소시키지 않고, 담배의 향끽미나 에어로졸을 즐기기 위한 비연소형 끽연물품이 개발되고 있다. 이들 비연소형 끽연물품은, 선단에 부착된 발열 부재인 열원과, 적당한 기재에 향끽미 성분을 유지시킨 에어로졸 발생재를 포함하는 에어로졸 발생 섹션을 구비하고, 열원과 에어로졸 발생 섹션은, 물리적으로 분리되어 있다. 이 유형의 끽연물품은, 열원을 연소시키고, 그 연소열에 의해 에어로졸 발생재를 연소시키지 않고 가열하여, 향끽미 성분을 포함하는 에어로졸을 발생시키는 것으로, 끽연자는 이 에어로졸을 흡인하여 향끽미를 맛본다. 열원으로서는, 오로지 탄소질 열원이 사용된다.
종래, 비연소형 끽연물품에서는, 끽연시에 얻어지는 에어로졸의 양이 관용의 종이로 감은 담배 등에 의해서 얻어지는 에어로졸의 양과 비교하여 적고, 끽연의 만족감이 얻어지지 않는 경우가 많다. 따라서, 비연소형 끽연물품에 관해서, 발생하는 에어로졸의 양을 증대시키기 위한 제안이 이루어져 있다.
일본 특허공개 평5-207868에는, 탄소, 바인더, 담배, 및 나트륨을 포함하는 퓨얼 엘리먼트(fuel element)용의 탄소질 퓨얼 조성물이 개시되어 있다. 나트륨을 퓨얼 조성물에 첨가하는 것에 의해, 연기속도 및 퍼프 칼로리를 향상시켜, 발생하는 에어로졸의 수량을 개선시키고 있다.
그러나, 이 탄소질 퓨얼 조성물에서는, 첨가하는 나트륨량을 증가시켜 가면, 에어로졸 수량이 증가하는 한편, 일산화탄소 생성량도 상당한 정도로 증가해 버린다.
발명의 개시
본 발명은, 열원의 연소에 의한 일산화탄소 생성량의 증가를 최소한으로 억제하면서, 발생하는 에어로졸 양을 증가시킬 수 있는 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물, 및 이러한 조성물로 구성되는 열원을 구비한 비연소형 끽연물품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 해결하기 위해서, 본 발명의 제1의 측면에 의하면, 카본을 포함하고, 다가알코올을 0.5~5중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물이 제공된다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물은, 카본을 포함하고, 다가알코올을, 탄소질 열원 조성물의 합계 중량의 0.5~5중량% 함유한다. 다가알코올의 양이 0.5중량% 미만이면, 발생하는 에어로졸(TPM) 양이 유의하게 증가하지 않는다. 또한, 다가알코올의 양이 5중량%를 넘으면, 열원의 연소에 의한 일산화탄소(CO)의 증가율이 커진다. 특히, 다가알코올을 1.0중량% 이상(5중량% 이하) 함유하는 경우, 당해 조성물로부터 형성되는 열원은, 착화성이 유의하게 향상한 것이 된다. 또한, 다가알코올을 1.0중량% 이상(5중량% 이하) 포함하는 열원을 이용하면, TPM 양이 보다 한층 증가한다.
다가알코올로서는, 글리세린 또는 프로필렌글리콜 등을 이용할 수 있다.
통상, 본 발명의 탄소질 열원 조성물에는, 다가알코올과 카본에 추가하여, 카본을 결착시키기 위한 바인더가 포함된다. 바인더의 양은, 탄소질 열원 조성물의 합계 중량의 5~15중량%인 것이 바람직하다. 바인더의 양이 5중량% 미만이면, 바인더에 의한 결착력이 충분히 발휘되지 않는 경향이 있다. 또한, 바인더의 양이 15중량%를 넘으면, 카본의 양이 감소하는 결과, 열원이 충분히 연소되지 않는 경향이 있다.
바인더로서는, 아르긴산염(예를 들면, 암모늄염, 나트륨염), 카르복시메틸셀룰로오스 또는 그 염(예를 들면, 나트륨염), 펙틴, 및 카라기난 또는 그 염(예를 들면, 나트륨염), 구아검 등을 이용할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 탄소질 열원 조성물은, 탄산칼슘(입자)을 포함할 수 있다. 탄산칼슘은, 이것을 포함하는 경우, 탄소질 열원 조성물의 합계 중량의 30~55중량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 탄산칼슘의 양이 30% 미만이면, 그 연소 억제효과가 충분히 발휘되지 않는 경향이 있다. 또한, 탄산칼슘의 양이 55중량%를 넘으면, 끽연물품의 퍼프 회수가 현저하게 감소하기 때문에, 실용상 부적당하다.
본 발명의 탄소질 열원 조성물은, 기술한 바와 같이, 0.5~5중량%의 다가알코올을 함유하는 것이고, 바인더 및(또는) 탄산칼슘을 더 함유하는 경우를 포함하여, 잔부는 카본이다. 사용하는 카본(입자)의 유래(원료)에 특별히 제한은 없고, 공지의 모든 카본을 이용할 수 있다.
본 발명의 탄소질 열원 조성물은, 압출 성형 등의 성형 수단에 의해, 열원으로서 성형할 수 있다. 이 때, 다가알코올은, 성형 전에 미리 다른 원료와 혼합하거나, 또는 성형기의 혼합/혼련부에 다가알코올의 공급 노즐 등을 부착하고 있고, 성형기에서의 성형시에 이 노즐로부터 다가알코올을 다른 원료에 공급할 수 있다.
본 발명의 비연소형 끽연물품은, 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 발생 섹션과, 이 에어로졸 발생 섹션의 일단에, 상기 에어로졸 발생 섹션과는 물리적으로 분리하여 설치된 열원을 구비하고, 이 열원은, 본 발명의 탄소질 열원 조성물로 구성되어 있다. 본 발명의 끽연물품은 비연소형이므로, 연소형 끽연물품으로 보여지는 연소시에 발생하는 연소선(燃燒線)은, 에어로졸 발생 섹션에는 전혀 존재하지 않는다.
본 발명의 비연소형 끽연물품은, 다가알코올을 함유하지 않는 탄소질 열원을 사용한 비연소형 끽연물품과 비교하여, 일산화탄소의 증가율을 예를 들면 5% 이하로 억제하면서, TPM를 예를 들면 16.0% 이상 증가시킬 수 있다.
특히, 다가알코올을 1.0~5중량%의 비율로 포함하는 열원은, 그 착화 시간이 다가알코올을 함유하지 않는 탄소질 열원과 비교하여, 11% 이상 개선될 수 있다.
이하, 본 발명의 비연소형 끽연물품의 일례를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에 나타내는 비연소형 끽연물품(10)은, 가열되어 향끽미 성분을 포함하는 에어로졸을 발생하는 에어로졸 발생 섹션(11)을 가진다. 도 1에 나타내는 예에서는, 이 에어로졸 발생 섹션(11)은, 제1에어로졸 발생 부분(111)과 제2에어로졸 발생 부분(112)으로 구성되어 있다. 제1에어로졸 발생 부분(111)은, 알루미늄, 스테인레스강 등의 열적으로 안정한 재료로 형성된 원통(도시하지 않음) 내에, 예를 들면 시트 담배 및 살담배를 충전한 것이고, 제2에어로졸 발생 부분(112)은, 동일한 원통(도시하지 않음) 내에, 예를 들면 살담배를 충전한 것이다. 제1에어로졸 발생 부분(111)과 제2에어로졸 발생 부분(112)은, 서로 접하여 끽연물품(10)의 길이방향에 위치한다.
에어로졸 발생 섹션(11)의 선단(제1에어로졸 발생 부분(111)의 선단)에, 본 발명의 조성물로 이루어지는 원주상 탄소질 열원(12)이, 에어로졸 발생 섹션(11)과 물리적으로 분리되도록 설치되어 있다. 열원(12)에는, 외부 공기를 집어 넣기 위한 관통공(121)이 축방향으로 설치되어 있다. 열원(12)은, 통상, 그 외주를, 예를 들면 유리 울(glass wool)로 이루어지는 내열 부재(13)로 둘러싸여 있다. 에어로졸 발생 섹션(11)의 후단(제2에어로졸 발생 부분(112)의 후단)에는, 통상의 필터(14)를 부착할 수 있다. 에어로졸 발생 섹션(11) 및 필터(14)의 전체 외주와, 내열 부재(13)로 둘러싸인 열원(12)의 일부 외주는, 단열재로 이루어지는 포피(包被) 재료(15)에 의해 감겨지고, 그것에 의해 이들 3개의 부재는 일체화된다. 이와 같은 비연소형 끽연물품은, 통상의 궐련의 외관을 가질 수 있다.
도 1은, 비연소형 끽연물품의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 글리세린 함유율과 TPM 증가율 및 착화 개선율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~4, 비교예 1
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 글리세린(0.5~5중량%), 카본(45.0~49.5중량%), 바인더인 아르긴산암모늄(10중량%), 및 탄산칼슘(40.0중량%)으로 이루어지는 조성물로부터 탄소질 열원을 성형했다. 이 탄소질 열원을 이용하여 도 1에 나타내는 구조의 끽연물품을 제작했다. 비교예 1로서, 글리세린을 첨가하지 않았던 탄소질 열원을 이용하여 끽연물품을 동일하게 제작했다. 이들 끽연물품을, 표준 끽연 조건하(TIOJ 표준 측정법[제4판] 부칙 1)에서 자동 끽연기에 의해 끽연 연소시켜, TPM 생성량, CO 생성량, 퍼프 회수를 측정했다.
또한, 실시예 1~4와 비교예 1의 끽연물품에 관해서, 열원의 착화 시간을 측 정했다. 1회째의 퍼프를, 2초/35cc의 공기 흡인량의 조건하에서 임의로 설정하여 라이터로 착화시키고, 표준 끽연 조건(TIOJ 표준 측정법[제4판] 부칙 1)에서의 2회째의 퍼프 때에, 열원의 선단면 전체가 연소하고, 이 열원의 선단면 전체의 연소가, 2회째 이후의 퍼프에 관해서도 5회 이상 연속하여 관측된 경우, 1회째의 퍼프 설정치를 착화 시간으로 했다.
이상의 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에는, 비교예 1의 TPM 생성량과, CO 생성량과, 착화 시간을 기준으로 하여 산출한, TPM 증가율, CO 증가율, 착화 개선율도 나타낸다. 더욱이, 표 2에 나타내는 글리세린 함유율과 TPM 증가율 및 착화 개선율의 관계를 나타내는 그래프를 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서, 선 a는, TPM 증가율을 나타내고, 선 b는, 착화 개선율을 나타낸다.
Figure 112008067359710-PCT00001
Figure 112008067359710-PCT00002
이상의 결과가 나타낸 바와 같이, 글리세린을 0.5~5중량%의 비율로 함유하는 탄소질 열원 조성물로부터 얻어지는 탄소질 열원을 이용한 실시예 1~4의 끽연물품은, 글리세린을 함유하지 않는 탄소질 열원을 이용한 비교예 1의 끽연물품과 비교해서, TPM 생성량이 16.4% 이상(최대로 35.8%) 증가하고 있다. 또한, 실시예 1~4의 끽연물품에서는, CO의 증가도 거의 없다. 또한, TPM 생성량은, 글리세린 함유율이 0.5중량%(실시예 1)로부터 5중량%(실시예 4)에 이르기까지, 글리세린 함유율이 증가하는 것에 따라 향상하고 있다. 특히, 글리세린 함유율이 1.0중량% 이상이면, TPM 생성량이 현저하게 향상한다(실시예 2~5). 더욱이, 착화 시간에 관해서는, 글리세린 함유율이 1% 이상(실시예 2~5)으로, 11.1~16.7% 개선되고 있다. 글리세린 함유율이 0.5%인 것(실시예 1)은, 착화 시간은 개선되지 않지만, TPM 증가율이 16.
4%로 향상한 것으로 되었다.
즉, 열원 조성물 중의 카본량을 조절하여 CO 생성량의 증가를 억제하면서, 글리세린을 첨가하는 것에 의해, TPM의 생성량을 증가시킬 수 있다.
또, 도 2로부터도 분명한 바와 같이, 5%를 넘는 양의 글리세린을 첨가해도 TPM 증가율은 크게 향상하지 않는 데다가, 5%를 넘는 양의 글리세린은, 열분해 생성물을 증가시킬 염려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물에 있어서, 다가알코올의 양을 0.5~5중량%의 범위 내로 설정한다는 단순한 구성을 채택하는 것에 의해, 열원의 연소에 의한 일산화탄소 생성량의 증가를 최소한으로 억제하면서, 에어로졸 발생 부재로부터 발생하는 에어로졸 양을 증가시킬 수 있다.
새로운 이익 및 변형은, 당업자에게는 용이하다. 그러므로, 본 발명은, 그보다 넓은 측면에 있어서, 여기에 기재된 특정의 기재나 대표적인 태양에 한정되어야 할 것은 아니다. 따라서, 첨부의 청구의 범위 및 그 균등물에 의해서 규정되는 본 발명의 포괄적 개념의 진의 또는 범위로부터 일탈하지 않는 범위 내에서, 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (8)

  1. 카본을 포함하고, 다가알코올을 0.5~5중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 비연소형 끽연물품용 탄소질 열원 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다가알코올의 비율이 1.0~5중량%인 것을 특징으로 하는 탄소질 열원 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 다가알코올이, 글리세린 또는 프로필렌글리콜인 것을 특징으로 하는 탄소질 열원 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 바인더를 더 포함하는 탄소질 열원 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 바인더를 5~15중량% 함유하는 탄소질 열원 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 탄산칼슘을 더 포함하는 탄소질 열원 조성물.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 탄산칼슘을 30~55중량% 함유하는 탄소질 열원 조성물.
  8. 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 발생 섹션과, 상기 에어로졸 발생 섹션의 일단에 상기 에어로졸 발생 섹션과 물리적으로 분리하여 설치되고, 상기 에어로졸 섹션을 실질적으로 연소시키지 않고 가열하기 위한 열원을 구비하고, 상기 열원은 제 1항에 기재된 탄소질 열원 조성물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비연소형 끽연물품.
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